Как функционира трифазна текуща мрежа с изолирана неутрална мрежа

Електронните мрежи могат да работят със заземени или изолирани неутрални трансформатори и генератори. Мрежи 6, 10 и 35 kV работят с изолирани неутрални трансформатори. Мрежите 660, 380 и 220 V могат да работят с изолирани и заземени неутрални устройства. Най-често срещаните са четирижилни мрежи 380/220, които в съответствие с изискванията на правилата за инсталиране на електрически инсталации (ЕЕО) трябва да бъдат заземени неутрално.

Ние ще изследваме мрежи с изолиран неутрален. Фигура 1, а показва диаграма на трифазна текуща мрежа. Въртенето е показано, свързано със звезда, но всичко, което е казано по-долу, се отнася и за случая на свързване на вторичната намотка с триъгълник.

Фиг. 1. Схема на трифазна текуща мрежа с изолирана неутрална (а). Земя в мрежа с изолиран неутрален (b).

Изглежда, че изолирането на токосъдържащите части от мрежата от земята е добро цяло, въпреки това проводниците на мрежата винаги имат връзка със земята. Тази връзка е от двоен вид.

1. Изолацията на живите части има определена съпротива (или проводимост) по отношение на земята, обикновено изразена в мегахеми. Това означава, че чрез изолацията на проводниците и на земята преминава ток с определена величина. При добра изолация този ток е много малък.

Да предположим например, че между проводника на една фаза на мрежата и земята, напрежението е 220 V, а съпротивлението на изолацията на този проводник, измерено чрез мегахметър, е 0,5 MΩ. Това означава, че токът към земята 220 на тази фаза е 220 / (0,5 х 1000000) = 0,00044 А или 0,44 mA. Този ток се нарича ток на изтичане.

Под условие за яснота на веригата на изолационно съпротивление от 3 фази, r1, r2, r3 са изобразени под формата на съпротивления, свързани към всяка точка на проводника. По същество непокътнат мрежа в течения утечки са разпределени умерено по цялата дължина на проводниците във всеки сегмент са затворени чрез приземния мрежа, и тяхната сума (геометричен, т. Е. Като се има предвид фазовото изместване) е нула.

2. Връзката на втория вид се явява като капацитет на проводниците на мрежата по отношение на земята. Как може да се осъществи това?

Всеки проводник на мрежата и земята може да бъде представен за себе си като две плочи на разширен кондензатор. Във въздушните линии проводникът и земята са като обвивката на кондензатора, а въздухът между тях е диелектричен. В кабелните линии кондензаторните пластини са кабелната сърцевина и желязната обвивка, свързани към земята, а диелектрикът е изолацията.

При променливо напрежение промяна на зарядите на кондензаторите предизвиква появата и преминаването през кондензаторите на променливите токове. Тези така наречени капацитивни токове в непокътната мрежа са умерено разпределени по протежение на дължината на проводниците и във всяка отделна секция също се затварят през земята. На фиг. 1 и съпротивлението на капацитетите на 3-те фази към земята x1, x2, x3 е условно показано, свързано с всяка точка на мрежата. Колкото по-дълга е дължината на мрежата, толкова по-голяма е степента на течове на течове и капацитивни токове.

Нека видим какво още да се случи това, показано на фигура 1, мрежа, ако една от фазите (например А) възникване на земно съединение, т. Е. проводник на тази фаза е свързан към земята чрез относително малка резистентност. Този случай е показан на фиг.1, б. Тъй като съпротивлението между телта и земята на фаза А не е достатъчно, съпротивлението на течове и капацитетът на земята в тази фаза се отклоняват от съпротивлението на земята. Сега, под влиянието на мрежовото напрежение на UB мрежата, течовете и капацитивните токове на две работни фази преминават през мястото на повредата и земята. Пътеките на текущия поток са показани със стрелките на фигурата.

Късото съединение, показано на фиг.1, b, се нарича еднофазна земна повреда, а аварийният ток, генериран от него, е еднофазен ток на късо съединение.

Представлява за себе си сега, че еднофазна верига поради повреда на изолацията не дойде направо на земята, както и за случаите на оборудване власт отнема - двигател, електронно устройство, или от структурата на желязо, на която електронни проводници са изложени (Фигура 2). Такова затваряне се нарича затваряне на тялото. Ако с всичката власт на потребителите за жилищно строителство или нямат връзка със земята, а след това те са потенциален фаза на мрежата или в близост до него.

Фиг. 2. Къси за настаняване в мрежа с изолиран неутрален

Докосването на тялото е еквивалентно на докосването на фазата. Затворената верига се появява през човешкото тяло, неговите обувки, пода, земя, устойчивост на течове и капацитивно съпротивление на дефектните фази (за простота, капацитивните съпротивления не са показани на фиг.2).

Токът в тази схема на затваряне зависи от неговата устойчивост и може да причини тежко нараняване на човек или да бъде фатален за него.

Фиг. 3. Докоснете човек до проводник в мрежа с изолирана неутрална мрежа, ако има повреда в мрежата

От това, което е казано, следва, че за преминаването на тока през Земята е необходимо да има затворена верига (от време на време си представете, че токът "напуска земята" е грешен). В мрежи с изолирани неутрални напрежения до 1000 V токовете на течове и капацитивните токове обикновено са малки. Те зависят от състоянието на изолацията и дължината на мрежата. Дори и в разклонена мрежа, те са в рамките на няколко ампера и по-надолу. Тъй като тези течения обикновено не са достатъчни, за да разтоварят предпазителите или да изключат прекъсвачите.

При напрежения над 1000 V капацитивни токове са от първостепенно значение, те са в състояние да достигнат няколко 10 ампера (ако тяхната компенсация не е осигурена). Но в тези мрежи обикновено не се прилага прекъсване на връзките на деформирани участъци с еднофазни затваряния, за да не се създават прекъсвания на електрозахранването.

По този начин, в мрежа с изолирана неутрална в присъствието на еднофазен късо съединение (както е посочено от устройствата за следене на изолацията), електрическите приемници продължават да работят. Това може да се дължи на факта, че по време на еднофазни затваряния линейното напрежение (фаза-фаза) не се променя и всички електрически приемници получават енергия без прекъсване. Но за всяко еднофазно затваряне в мрежа с изолиран неутрал, напреженията на неповредените фази по отношение на земята се увеличават до линейни и това улеснява появата на втора земна повреда в друга фаза. Получената двойна грешка на земята създава сериозна опасност за хората. Както би трябвало, независимо от мрежата с наличие на еднофазно затваряне, трябва да се счита, че е в аварийно състояние, защото общите условия за сигурност за това състояние на мрежата рязко се влошават.

Така че наличието на "земя" увеличава опасността от токов удар, когато се докосне от части, които се захранват. Това се вижда, например, на фигура 3, която показва преминаването на настоящите лезии от случаен контакт с жива тел и некоригиран фаза А "земя" във фаза S. Човекът с всичко това е изложен на линейно напрежение. Затова еднофазни земни аварии или на корпуса трябва да бъдат елиминирани възможно най-скоро.