Què és neutre aïllat i on s’utilitza?

Actualment, un neutre aïllat és difícil de trobar a la vida quotidiana, mai no el trobareu si feu cablejat als apartaments. Mentre que les línies d’alta tensió s’utilitza activament, així com en alguns casos en xarxes de 380V. Us explicarem més sobre què és una xarxa neutra aïllada i quines funcions té en paraules senzilles d’aquest article.

Què és això

Es defineix la definició de "aïllat neutre" capítol 1.7. PUR, al paràgraf 1.7.6. i GOST R 12.1.009-2009. Quan es diu que aïllat és el neutre del transformador o generador, no està connectat al dispositiu de presa de terra ni quan es connecta mitjançant dispositius de protecció, mesurament i senyalització.

El neutre és el punt en què es connecten les bobinades dels transformadors o generadors en funció de l'esquema "estrella".

Entre els electricistes, hi ha una idea errònia que el nom abreujat de neutre aïllat és Sistema informàtic, segons la classificació de la clàusula 1.7.3. Cosa que no és del tot certa. El mateix paràgraf diu que les designacions TN-C / C-S / S, TT i IT s’accepten per a xarxes i instal·lacions elèctriques amb tensió de fins a 1 kV.

Al mateix capítol 1.7 del CIC hi ha la clàusula 1.7.2. on es diu que, en relació amb les mesures de seguretat elèctrica, les instal·lacions elèctriques es divideixen en 4 tipus: aïllades o sòlides a terra fins a 1 kV i superiors a 1 kV.

Així, hi ha algunes diferències en la seguretat i l'aplicació d'aquesta xarxa en diferents classes de tensió i és almenys incorrecte anomenar una línia de 10 kV amb un "sistema informàtic" neutre aïllat. Encara que esquemàticament - gairebé el mateix.

En xarxes de fins a 1 kV

Informació general

Vegem on, com i en quins casos utilitzen un neutre aïllat en instal·lacions elèctriques amb tensió de fins a 1000 V, l’anomenat sistema informàtic. Al capítol 1.7 del PUE. Secció 1.7.3. es dóna una definició similar a la que es dóna anteriorment, però és lleugerament diferent. Afirma que cal connectar els tancaments i altres peces conductores dels sistemes informàtics. Considereu com es veu al diagrama.

Com que el neutre del transformador de la xarxa informàtica no està connectat a terra, en termes simples, no tenim una diferència de potencial perillosa entre el fil de terra i la fase. I tocar accidentalment un cable en directe al sistema informàtic és segur. A causa de la tensió relativament baixa, la conductivitat de la fase capacitiva es deixa aquí.

En xarxes amb neutre aïllat, no hi ha una fase pronunciada i zero: tots dos conductors són iguals.

El corrent a través del cos humà és igual a:

Jo_h = 3U_f/ (3r_h+ z)

U_f - tensió de fase; r_h - resistència del cos humà (s’accepta 1 kOhm); z és la resistència aïllant total de la fase respecte al terra (100 kOhm o més per fase).

El corrent en aquest cas torna a la font d’energia mitjançant l’aïllament dels cables, i no a terra, com és el cas del TN.

Com que la resistència d’aïllament és superior a 100 kOhm per fase, el corrent a través del cos serà unitats de mil·límetres, que no produiran danys.

Una altra característica d’aquest sistema és que les corrents de fuita a la carcassa i els corrents de curtcircuit al terra seran baixos. Com a resultat, l'automatització de protecció (interruptors de relé o de circuit) no funciona de la manera que estem acostumats a les xarxes amb terra a terra. Però el sistema de control de la resistència d’aïllament funciona.

En conseqüència, amb un circuit monofàsic d'una línia trifàsica, el sistema continuarà funcionant. En aquest cas, la tensió dels dos cables restants augmenta respecte a terra. Si una persona toca un cable de fase, cau a sota tensió de línia.

En relació amb un disseny així, no hi ha dos tipus de tensió en una xarxa amb un neutre aïllat, en contrast amb un no posat a terra, entre les fases U_lineal (a la vida quotidiana 380V), i entre fase i zero U_fase (220V) Per connectar una càrrega monofàsica a la xarxa amb un sistema informàtic amb una tensió de 380V, podeu utilitzar transformadors disminuïts del tipus 380/220 i connectar els dispositius entre les dues fases a una tensió lineal.

Àmbit d’aplicació

Parlem d’on s’utilitza aquesta solució. Aquest sistema d’alimentació elèctrica es va utilitzar en xarxes elèctriques domèstiques per transferir electricitat a edificis residencials durant l’època soviètica. Especialment per a l'electrificació de cases de fusta, quan quan s'utilitza un neutre a terra, augmenta el risc d'incendi per falles de terra.

Des del punt de vista de la seguretat elèctrica, la diferència entre un aïllat i un neutre a terra en l’alimentació elèctrica de les cases és que si un dels conductors toca les peces conductores a terra a la xarxa d’informàtica, com per exemple accessoris de paret o canonades d’aigua, la xarxa continuarà funcionant a causa de corrents de fuites baixes.

En conseqüència, ni els residents, ni ningú més sabrà el problema fins que, mentre algú toqui un dels cables i la canonada, algú quedarà impactat.

En un sistema amb una presa de terra, funcionarà com a mínim una protecció diferencial i, amb un circuit "bo" de metall, s'obrirà l'interruptor automàtic. Amb l’inici de la construcció massiva de cases de taules (l’anomenat Jrushxov), la van abandonar i als anys 60-80 van passar a TN-Ci a finals dels anys 90 endavant TN-C-S, sobre els motius llegits a continuació.

Actualment, s'utilitza neutre aïllat allà on sigui necessari per proporcionar una major seguretat o si no es pot fer normal posada a terra, a saber:

• Al mar, a les naus, plataformes de petroli i gas, on l’ús del cos de la plataforma com a terra és impossible a causa de la protecció dels ànodes, i en llocs on el corrent flueix a l’aigua, començarà a oxidar-se i es podrirà intensament.
• A les mines i altres llocs miners (amb un voltatge de 380-660V).
• Al metro.
• Sobre circuits d’il·luminació i control en grues estacionàries, etc.
• També en els generadors de gasolina, gas o gasoil domèstics als terminals de sortida hi ha un neutre aïllat.

Es pot trobar no només en la forma que vam presentar al diagrama anterior, sinó també en forma de transformadors de disminució i aïllament que s’utilitzen per alimentar dispositius d’il·luminació portàtils (no més de 50V o 12V PTEEP pàg. 2.12.6.) I altres equips o eines, incloses aquelles amb les quals treballen en sales tancades i humides.

Per resumir

Vam esbrinar per què necessitem un neutre aïllat fins a 1 kV, ara enumerarem els avantatges i els inconvenients del sistema d’alimentació amb un neutre aïllat per als maniquins de les elèctriques.

Beneficis d'ús:

1. Una gran seguretat.
2. Major fiabilitat, que permet utilitzar, per exemple, la il·luminació als hospitals.
3. El factor econòmic: en una xarxa trifàsica amb neutre aïllat, és possible transferir electricitat a través del menor nombre possible de cables - en tres.
4. El sistema continuarà funcionant amb falles de terra monofàsiques.

Inconvenients:

1. Les falles de la terra augmenten el risc d’utilització, ja que l’alimentació continua.
2. Petits corrents de curtcircuit.
3. No hi ha espurnes durant la falla principal.

En xarxes superiors als 1000 V

Actualment, el neutre aïllat s’utilitza més sovint en xarxes de classe mitja tensió (1-35 kV). Per a una xarxa de 110 kV i més - sòlida a terra. Degut al fet que, durant un curtcircuit a terra, la tensió, com es deia, augmenta a lineals, de manera que a la línia de transmissió de 110 kV, la tensió de fase (entre la terra i el conductor de fase) és de 63,5 kV. Amb els curtcircuits a terra, això és especialment important i permet reduir el cost dels materials aïllants.

Per cert, en KTP amb una tensió més alta de fins a 35 kV, les bobinades primàries dels transformadors es connecten en un triangle, on no hi ha cap neutre com a tal.

Els corrents de curtcircuit baixos i la capacitat de treballar amb curtcircuit de fase monofàsica a les línies generals, a les xarxes de distribució són especialment importants i permeten organitzar una font d’alimentació ininterrompuda. En aquest cas, l’angle de desplaçament entre les fases que queden en el treball es manté invariable: a 120 °.

A tensions de milers de volts, no es pot descuidar la conductivitat capacitiva de les fases. Per tant, tocar els cables VLEP és perillós per a la vida humana. En mode normal, els corrents a les fases de la font estan determinats per la suma de les càrregues i els corrents capacitius relatius al sòl, mentre que la suma dels corrents capacitius és zero i el corrent al terra no passa.

Si omitem alguns detalls per definir-los en un llenguatge comprensible per als principiants, llavors amb un curt a terra, la tensió relativa al sòl de la fase danyada s'aproxima a zero. Com que les tensions de les altres dues fases augmenten fins a valors lineals, els seus corrents capacitius augmenten √3 (1,73) vegades. Com a resultat, el corrent capacitiu d’un curtcircuit monofàsic és 3 vegades superior al normal. Per exemple, per a una línia de transmissió d’alta tensió de 10 kV de 10 km de longitud, el corrent capacitiu és d’aproximadament 0,3 A. Quan una fase s’escurça a terra a través d’un arc, es produeixen sobretensions perilloses fins a 2-4U com a conseqüència de diversos fenòmens._f, que comporta una aturada de l’aïllament i curtcircuit de interfase.

Excloure la possibilitat que es produeixi arc i per eliminar possibles conseqüències, el neutre està connectat a la terra a través d’un reactor de supressió d’arc. En aquest cas, la seva inductància es selecciona d’acord amb la capacitança en lloc d’un curtcircuit a terra, i també de manera que assegura el funcionament de la protecció del relé.

Així, gràcies al reactor:

1. Disminueix molt_curt
2. L’arc es torna inestable i s’apaga ràpidament.
3. S'alenteix l'augment de la tensió després de l'extinció de l'arc, per la qual cosa es redueix la probabilitat de que es torni a produir l'arc i de corrent de commutació.
4. Els corrents de la seqüència inversa són petits, per tant, el seu efecte sobre el rotor giratori del generador no té un efecte significatiu.

Enumerem els pros i els contres de les xarxes d’alta tensió amb neutre aïllat.

Avantatges:

1. Fa temps que pot funcionar en mode d’emergència (amb curtcircuit a terra)
2. Als llocs de mal funcionament apareix un corrent insignificant, sempre que la capacitat actual sigui petita.

Inconvenients:

1. Detecció complicada de falles.
2. Necessitat d’aïllar instal·lacions de tensió de línia.
3. Si el circuit dura molt de temps, es pot produir una descàrrega elèctrica per una persona si es troba sota tensió de pas.
4. Amb un curtcircuit de 1 fase, no es garanteix el funcionament normal protecció del relé. El valor del corrent de falla depèn directament del circuit de ramificació.
5. A causa de l'acumulació de defectes d'aïllament per exposició a sobretensions d'arc, la seva vida útil es redueix.
6. Es poden produir danys en diversos llocs a causa del trencament de l'aïllament, tant en cables com en motors elèctrics i altres parts de la instal·lació elèctrica.

Això conclou la revisió del principi de funcionament i de les característiques de les xarxes amb neutre aïllat. Si voleu complementar l’article o compartir la vostra experiència: escriviu els comentaris, el publicarem!

Materials relacionats:

• Causes del curtcircuit
• Com fer terres a una casa privada
• Quina diferència hi ha a terra