Hva er isolert nøytralt og hvor brukes det?

For øyeblikket er en isolert nøytral vanskelig å finne i hverdagen, du vil aldri støte på den hvis du lager ledninger i leiligheter. Mens høyspenningslinjer brukes den aktivt, så vel som i noen tilfeller i 380V nettverk. Vi vil forklare mer detaljert hva et nettverk med isolert nøytral er og hvilke funksjoner det har i enkle ord i denne artikkelen.

Hva er dette?

Definisjonen av "isolert nøytral" er gitt i kapittel 1.7. PUE, i punkt 1.7.6. og GOST R 12.1.009-2009. Hvor det sies at isolert er nøytralen ved transformatoren eller generatoren, ikke koblet til jordingsinnretningen i det hele tatt, eller når den er koblet gjennom beskyttelses-, måle- og signalanordninger.

Nøytral er det punktet som viklingene til transformatorer eller generatorer kobles til når de slås på i henhold til "stjerne" -ordningen.

Blant elektrikere er det en misforståelse at det forkortede navnet isolert nøytralt er IT-system, i henhold til klassifiseringen av pkt. 1.7.3. Noe som ikke stemmer helt. Samme ledd sier at betegnelsene TN-C / C-S / S, TT og IT er akseptert for nettverk og elektriske installasjoner med spenning opp til 1 kV.

I samme kapittel 1.7 i EIC er det paragraf 1.7.2. hvor det sies at i forhold til elektriske sikkerhetstiltak er elektriske installasjoner delt inn i 4 typer - isolerte eller solid jordet opp til 1 kV og over 1 kV.

Dermed er det noen forskjeller i sikkerheten og bruken av et slikt nettverk i forskjellige spenningsklasser, og det er i det minste feil å kalle en 10 kV-linje med et isolert nøytralt "IT-system". Selv om det er skjematisk - nesten det samme.

I nettverk opptil 1 kV

Generell informasjon

La oss se hvor, hvordan og i hvilke tilfeller de bruker en isolert nøytral i elektriske installasjoner med spenning opp til 1000 V, det såkalte IT-systemet. I PUE kapittel 1.7. Avsnitt 1.7.3. en definisjon som ligner den som er gitt ovenfor er gitt, men den er litt annerledes. Den sier at kapslinger og andre ledende deler i IT-systemer må være jordet. Tenk på hvordan det ser ut i diagrammet.

Siden nøytralen til IT-nettverkstransformatoren ikke er koblet til jord, har vi på en enkel måte ingen farlig potensiell forskjell mellom bakken og fasetrådene. Og det er trygt å berøre 1 strømkabel i IT-systemet. På grunn av den relativt lave spenningen, blir kapasitiv faseledningsevne neglisjert her.

I nettverk med isolert nøytral er det ingen uttalt fase og null - begge ledere er like.

Strømmen gjennom menneskekroppen er lik:

jeg_h = 3U_f/ (3r_h+ z)

U_f - fasespenning; r_h - motstand fra menneskekroppen (1 kΩ aksepteres); z er den totale isolasjonsmotstanden til fasen i forhold til jord (100 kOhm eller mer per fase).

Strømmen går i dette tilfellet tilbake til strømkilden gjennom isolasjonen av ledningene, og ikke til bakken, slik tilfellet er med TN.

Siden isolasjonsmotstanden er mer enn 100 kOhm per fase, vil strømmen gjennom kroppen være enheter på milliamp, som ikke vil forårsake skade.

Et annet trekk ved dette systemet er at lekkasjestrømmer til foringsrøret og kortslutningsstrømmer til bakken vil være lave. Som et resultat fungerer ikke beskyttende automatisering (relé eller effektbrytere) slik vi er vant til i nettverk med en jordet nøytral. Men overvåkingssystemet for isolasjonsmotstand fungerer.

Følgelig, med en enfasekrets på en trefaselinje, vil systemet fortsette å fungere. I dette tilfellet øker spenningen på de to gjenværende ledningene i forhold til bakken. Hvis en person berører en fasetråd, faller han under ledningsspenning.

I forbindelse med denne designen er det ingen to spenningstyper i et nettverk med en isolert nøytral, i motsetning til en jordnær, der mellom fasene U_lineær (i hverdagen 380V), og mellom fase og null U_fase (220). For å koble en enfaset belastning til nettverket med et IT-system med en spenning på 380V, kan du bruke trapptransformatorer av type 380/220 og koble enhetene mellom de to fasene til en lineær spenning.

Bruksområde

La oss snakke om hvor en slik løsning blir brukt. Dette kraftforsyningssystemet ble brukt i innenlandske kraftnett for å overføre strøm til boligbygg under den sovjetiske æra. Spesielt for elektrifisering av trehus, der ved bruk av en jordet nøytral økte risikoen for brann på grunn av jordfeil.

Fra synspunktet om elektrisk sikkerhet er forskjellen mellom en isolert og en jordet nøytral i strømforsyningen til hus at hvis en av lederne berører de jordede ledende delene i IT-nettet, for eksempel veggbeslag eller vannrør, vil nettverket fortsette å fungere på grunn av lave lekkasjestrømmer.

Følgelig vil verken beboerne eller noen andre vite om problemet før, mens noen berører en av ledningene og rørledningen, vil noen bli sjokkert.

I et system med en jordet nøytral vil i det minste differensialbeskyttelse fungere, og med en "god" metallkrets vil effektbryteren åpne. Med begynnelsen av den massive byggingen av panelhus (den såkalte Khrusjtsjov), forlot de den og på 60-80-tallet byttet til TN-C, og på slutten av 90-tallet TN-C-S, om årsakene lest nedenfor.

For øyeblikket brukes isolert nøytral hvor det er nødvendig å gi økt sikkerhet eller om det ikke er mulig å gjøre normal jording, nemlig:

• I sjøen - på skip, olje og gassplattformer, der bruk av plattformlegemet som grunnstøtning er umulig på grunn av anodebeskyttelsen, og på steder der strøm strømmer i vannet, vil det begynne å ruste og råtne intenst.
• I gruver og andre gruveplasser (med en spenning på 380-660V).
• I T-banen.
• På belysnings- og kontrollkretser i stasjonære kraner, etc.
• Også i innenriks bensin-, gass- eller dieselgeneratorer ved utgangsterminalene er en isolert nøytral.

Det finnes ikke bare i den formen som vi presenterte i diagrammet over, men også i form av nedtrappings- og isolasjonstransformatorer som brukes til å drive bærbare lysanordninger (ikke mer enn 50V eller 12V PTEEP s. 2.12.6.) Og annet utstyr eller verktøy, inkludert de som de jobber med i lukkede og fuktige rom.

For å oppsummere

Vi fant ut hvorfor vi trenger en isolert nøytral opp til 1 kV, nå vil vi liste over fordeler og ulemper ved strømforsyningssystemet med en isolert nøytral for dummier innen elektrikk.

Fordeler med bruk:

1. Stor sikkerhet.
2. Større pålitelighet, som lar deg bruke for eksempel til belysning på sykehus.
3. Den økonomiske faktoren - i et trefaset nettverk med isolert nøytralt, er det mulig å overføre strøm gjennom et minst mulig antall ledninger - i tre.
4. Systemet vil fortsette å operere med enfasede jordfeil.

ulemper:

1. Jordfeil øker risikoen for bruk, etter hvert som strømforsyningen fortsetter.
2. Små kortslutningsstrømmer.
3. Ingen gnister ved primær feil.

I nettverk over 1000 V

For øyeblikket blir isolert nøytral ofte brukt i nettverk med middels spenningsklasse (1-35 kV). For et nettverk på 110 kV og høyere - solid jordet. På grunn av det faktum at under kortslutning til bakken øker spenningen som sagt til lineær, så i 110 kV transmisjonslinjen er fasespenningen (mellom bakken og faselederen) 63,5 kV. Med kortslutning til bakken er dette spesielt viktig, og gjør det mulig å redusere kostnadene for isolasjonsmaterialer.

Forresten, i transformatorstasjoner med en høyere spenning på opptil 35 kV, er de primære viklingene til transformatorer koblet til en trekant, der det ikke er noen nøytral som sådan.

Lave kortslutningsstrømmer og muligheten til å jobbe med enfase kortslutning på luftledninger - i distribusjonsnett er spesielt viktig og lar deg organisere uavbrutt strømforsyning. I dette tilfellet forblir skiftvinkelen mellom fasene som gjenstår i arbeidet uendret - ved 120 °.

Ved spenninger på tusenvis av volt kan fasens kapasitive ledningsevne ikke overses. Derfor er det farlig for menneskers liv å berøre VLEP-ledningene. I normal modus bestemmes strømningene i kildens faser av summen av belastningene og kapasitive strømmer i forhold til bakken, mens summen av de kapasitive strømene er null og strømmen i bakken ikke passerer.

Hvis vi utelater noen detaljer for å si på et språk som er forståelig for nybegynnere, så når spenningen i forhold til jorden i den skadede fasen null. Siden spenningene i de to andre fasene øker til lineære verdier, øker deres kapasitive strømmer med √3 (1,73) ganger. Som et resultat er den kapasitive strømmen til en enfase kortslutning 3 ganger høyere enn normalt. For eksempel, for en 10 km lang høyspent transmisjonslinje som er 10 km lang, er den kapasitive strømmen omtrent 0,3 A. Når en fase blir kortsluttet til bakken gjennom en bue, oppstår farlige overspenninger opp til 2-4U som et resultat av forskjellige fenomener._f, som fører til sammenbrudd av isolasjon og grensesnitt kortslutning.

For å utelukke muligheten for forekomst buer og eliminere mulige konsekvenser, nøytralen er koblet til jorden gjennom en lysbueundertrykkelsesreaktor. Samtidig velges induktansen i henhold til kapasitansen i stedet for en kortslutning til bakken, og også slik at den sikrer drift av relébeskyttelse.

Dermed takket være reaktoren:

1. Jeg minker mye_ks.
2. Buen blir ustabil og går raskt ut.
3. Økningen i spenning etter lysbuens utryddelse bremses, som et resultat reduseres sannsynligheten for at forekomsten av lysbuen skal oppstå og koblingsstrømmen reduseres.
4. Strømmene i den omvendte sekvensen er små, derfor har ikke effekten på generatorens roterende rotor noen betydelig effekt.

Vi viser fordeler og ulemper ved høyspenningsnett med isolert nøytral.

fordeler:

1. I noen tid kan det fungere i nødmodus (med kortslutning til bakken)
2. Det vises en ubetydelig strøm på feilstedene, forutsatt at strømkapasiteten er liten.

ulemper:

1. Komplisert feildeteksjon.
2. Behovet for å isolere linjespenningsinstallasjoner.
3. Hvis kretsen varer lenge, kan en person bli sjokkert av elektrisk støt hvis den faller under trinnspenning.
4. Med 1-fas kortslutning er ikke normal drift sikret relébeskyttelse. Verdien på feilstrømmen avhenger direkte av forgreningskretsen.
5. På grunn av akkumulering av isolasjonsdefekter fra eksponering for lysbueoverspenninger, reduseres levetiden.
6. Skader kan oppstå flere steder på grunn av isolasjonsbrudd, både i kabler, og i elektriske motorer og andre deler av det elektriske installasjonen.

Dette avslutter gjennomgangen av prinsippet om drift og funksjoner i nettverk med isolert nøytralt. Hvis du vil supplere artikkelen eller dele opplevelsen din - skriv i kommentarene, så publiserer vi den!

Relaterte materialer:

• Årsaker til kortslutning
• Hvordan lage grunnstøting i et privat hus
• Hva er forskjellen mellom jording og grunnstøting