Ce este neutru izolat și unde este folosit?

În prezent, un neutru izolat este dificil de găsit în viața de zi cu zi, nu îl vei întâlni niciodată dacă faci cablare în apartamente. În timp ce liniile de înaltă tensiune este utilizat în mod activ, precum și în unele cazuri în rețelele de 380V. Vă vom spune mai multe despre ce este o rețea neutră izolată și ce caracteristici are în cuvinte simple din acest articol.

Ce este

Definiția „neutru izolat” este dată în capitolul 1.7. PUE, la punctul 1.7.6. și GOST R 12.1.009-2009. În cazul în care se spune că izolat este neutrul la transformator sau generator, nu este deloc conectat la dispozitivul de împământare sau când este conectat prin dispozitive de protecție, măsurare și semnalizare.

Neutrul este punctul în care înfășurările transformatoarelor sau generatoarelor sunt conectate atunci când sunt pornite conform schemei „stelelor”.

În rândul electricienilor, există o concepție greșită că numele prescurtat al neutrului izolat este Sistem IT, conform clasificării clauzei 1.7.3. Ceea ce nu este în întregime adevărat. Același alineat spune că denumirile TN-C / C-S / S, TT și IT sunt acceptate pentru rețele și instalații electrice cu tensiune de până la 1 kV.

În același capitol 1.7 din EIC există clauza 1.7.2. în cazul în care se spune că în ceea ce privește măsurile de siguranță electrică, instalațiile electrice sunt împărțite în 4 tipuri - izolate sau împământate surd până la 1 kV și peste 1 kV.

Astfel, există anumite diferențe în ceea ce privește siguranța și aplicarea unei astfel de rețele în clase de tensiune diferite și este cel puțin incorect să apelezi o linie de 10 kV cu un „sistem informatic” neutru izolat. Deși schematic - aproape la fel.

În rețele de până la 1 kV

Informații generale

Să vedem unde, cum și în ce cazuri folosesc un neutru izolat în instalații electrice cu tensiune de până la 1000 V, așa-numitul sistem IT. În PUE capitolul 1.7. Secțiunea 1.7.3. se dă o definiție similară cu cea dată mai sus, dar este ușor diferită. Se spune că carcasele și alte piese conductoare din sistemele IT trebuie să fie împământate. Luați în considerare cum arată în diagrama.

Deoarece neutrul transformatorului rețelei IT nu este conectat la masă, în termeni simpli, nu avem o diferență potențială periculoasă între pământ și firele de fază. Și atingerea accidentală a unui fir sub tensiune în sistemul IT este în siguranță. Datorită tensiunii relativ mici, conductibilitatea fazelor capacitive este neglijată aici.

În rețelele cu neutru izolat, nu există nicio fază pronunțată și zero - ambii conductori sunt egali.

Curentul prin corpul uman este egal cu:

eu_h = 3U_f/ (3r_h+ z)

U_f - tensiunea de fază; r_h - rezistența corpului uman (1 kOhm este acceptat); z este rezistența totală de izolare a fazei în raport cu solul (100 kOhm sau mai mult pe fază).

Curentul în acest caz revine la sursa de alimentare prin izolarea firelor și nu la sol, cum este cazul TN.

Întrucât rezistența la izolație este mai mare de 100 kOhm pe fază, curentul prin corp va fi unități de milimetri, ceea ce nu va produce rău.

O altă caracteristică a acestui sistem este că curenții de scurgere la carcasă și curenții de scurtcircuit la sol vor fi mici. Drept urmare, automatizarea de protecție (relee sau întrerupătoare de circuit) nu funcționează în modul în care suntem obișnuiți în rețele cu un neutru împământat. Dar sistemul de monitorizare a rezistenței de izolare funcționează.

În consecință, cu un circuit monofazat al unei linii trifazate, sistemul va continua să funcționeze. În acest caz, tensiunea pe cele două fire rămase crește în raport cu pământul. Dacă o persoană atinge un fir de fază, acesta se încadrează tensiunea de linie.

În legătură cu acest proiect, nu există două tipuri de tensiune într-o rețea cu un neutru izolat, spre deosebire de un nepământat, unde între fazele U_liniar (în viața de zi cu zi 380V), și între faza și zero U_fază (220V). Pentru a conecta o rețea monofazată la rețea cu un sistem IT cu o tensiune de 380V, puteți utiliza transformatoare de tip 380/220 și puteți conecta dispozitivele între cele două faze la o tensiune liniară.

Scopul aplicatiei

Să vorbim despre unde se folosește o astfel de soluție. Acest sistem de alimentare a fost utilizat în rețelele electrice interne pentru a transfera electricitate în clădirile rezidențiale în perioada sovietică. În special pentru electrificarea caselor din lemn, în cazul în care se utilizează un neutru împământat, riscul de incendiu din cauza defecțiunilor la pământ a crescut.

Din punct de vedere al siguranței electrice, diferența dintre un neutru izolat și legat la pământ în sursa de alimentare a caselor este că, dacă unul dintre conductori atinge părțile conductoare împământate din rețeaua IT, de exemplu fitinguri de perete sau conducte de apă, rețeaua va continua să funcționeze din cauza curenților scurți de scurgere.

În consecință, nici rezidenții, nici nimeni altcineva nu vor ști despre problema până când, în timp ce cineva atinge unul dintre firele și conducta, cineva va fi șocat.

Într-un sistem cu un neutru împământat, va funcționa cel puțin o protecție diferențială, iar cu un circuit metalic „bun”, întrerupătorul se va deschide. Odată cu începutul construcției masive de case cu panouri (așa-numitul Hrușciov), au abandonat-o, iar în anii 60-80 au trecut la TN-C, și la sfârșitul anilor 90 în continuare TN-C-S, despre motivele citite mai jos.

În prezent, neutrul izolat este utilizat oriunde este necesar pentru a asigura securitate sporită sau dacă nu este posibil să se facă normal pregătire, și anume:

• În mare - pe nave, platforme de petrol și gaze, unde utilizarea corpului platformei ca împământare este imposibilă datorită protecției anodice, iar în locurile în care curentul curge în apă, acesta va începe să ruginească și să putrezească intens.
• În mine și alte situri miniere (cu o tensiune de 380-660V).
• În subteran.
• La circuitele de iluminare și control în macarale staționare etc.
• De asemenea, în generatoarele de uz casnic, benzină sau motorină la terminalele de ieșire este un neutru izolat.

Acesta poate fi găsit nu numai în forma pe care am prezentat-o ​​în diagrama de mai sus, ci și sub forma transformatoarelor de descărcare și de izolare care sunt utilizate pentru alimentarea dispozitivelor de iluminat portabile (nu mai mult de 50V sau 12V PTEEP p. 2.12.6.) Și alte echipamente sau instrumente, inclusiv cele cu care lucrează în camere închise și umede.

A rezuma

Ne-am dat seama de ce avem nevoie de un neutru izolat până la 1 kV, acum vom enumera avantajele și dezavantajele sistemului de alimentare cu un neutru izolat pentru manechine electrice.

Avantajele utilizării:

1. Securitate mare.
2. O fiabilitate mai mare, care vă permite să utilizați, de exemplu, pentru iluminat în spitale.
3. Factorul economic - într-o rețea trifazată cu neutru izolat, este posibil să transferați electricitate prin cel mai mic număr posibil de fire - în trei.
4. Sistemul va continua să funcționeze cu defecțiuni la sol monofazate.

Dezavantaje:

1. Defecțiunile Pământului cresc riscul de utilizare, deoarece alimentarea continuă.
2. Curenti mici de scurtcircuit.
3. Fără scântei în timpul defecțiunii primare.

În rețele de peste 1000 V

În prezent, neutrul izolat este cel mai adesea utilizat în rețelele cu o clasă de medie tensiune (1-35 kV). Pentru o rețea de 110 kV sau mai mare - solid împământat. Datorită faptului că, în timpul scurtcircuitului la sol, tensiunea, așa cum s-a spus, crește liniar, deci în linia de transmisie de 110 kV, tensiunea de fază (între sol și conductorul de fază) este de 63,5 kV. Cu scurtcircuitul la sol, acest lucru este deosebit de important și permite reducerea costurilor materialelor izolante.

Apropo, în KTP cu o tensiune mai mare de până la 35 kV, înfășurările primare ale transformatoarelor sunt conectate într-un triunghi, unde nu există neutru ca atare.

Curenti mici de scurtcircuit și capacitatea de a lucra cu scurtcircuit monofazat pe liniile aeriene - în rețelele de distribuție sunt deosebit de importante și vă permit să organizați alimentarea neîntreruptă. În acest caz, unghiul de deplasare între fazele rămase în lucrare rămâne neschimbat - la 120 °.

La tensiuni de mii de volți, conductivitatea capacitivă a fazelor nu poate fi neglijată. Prin urmare, atingerea firelor VLEP este periculoasă pentru viața omului. În modul normal, curenții din fazele sursei sunt determinați de suma sarcinilor și a curenților capacitivi în raport cu solul, în timp ce suma curenților capacitivi este zero, iar curentul din sol nu trece.

Dacă omitem câteva detalii pentru a stabili într-un limbaj inteligibil pentru începători, atunci cu un scurtcircuitare la sol, tensiunea relativă la solul fazei deteriorate se apropie de zero. Deoarece tensiunile celorlalte două faze cresc la valori liniare, curenții capacitivi cresc de √3 (1,73) ori. Drept urmare, curentul capacitiv al unui scurtcircuit monofazat este de 3 ori mai mare decât în ​​mod normal. De exemplu, pentru o linie de transmisie de înaltă tensiune de 10 kV lungime de 10 km, curentul capacitiv este de aproximativ 0,3 A. Atunci când o fază este scurtată la sol printr-un arc, apar ca supratensiuni periculoase până la 2-4U ca urmare a diferitelor fenomene._f, ceea ce duce la o descompunere a izolației și scurtcircuit interfaza.

Pentru a exclude posibilitatea apariției arc și pentru a elimina consecințele posibile, neutrul este conectat la pământ printr-un reactor cu arc. În același timp, inductanța sa este selectată în funcție de capacitatea din locul unui scurtcircuit la masă și, de asemenea, astfel încât să asigure funcționarea protecției releului.

Astfel, datorită reactorului:

1. Scad mult_{mic de statura}
2. Arcul devine instabil și se stinge repede.
3. Creșterea tensiunii după extincția arcului este încetinită, drept urmare, probabilitatea reapariției arcului și a curentului de comutare este redusă.
4. Curenții secvenței inversă sunt mici, prin urmare, efectul lor asupra rotorului rotativ al generatorului nu are un efect semnificativ.

Enumeram pro și contra rețelelor de înaltă tensiune cu neutrul izolat.

Beneficii:

1. De ceva timp poate funcționa în regim de urgență (cu scurtcircuit la masă)
2. Un loc nesemnificativ apare în locurile defecțiunii, cu condiția ca capacitatea curentă să fie mică.

Dezavantaje:

1. Detectare complicată a defecțiunilor.
2. Necesitatea izolării instalațiilor de tensiune a liniei.
3. Dacă circuitul durează mult timp, atunci o persoană poate fi șocată de șoc electric dacă se încadrează tensiune de pas.
4. Cu scurtcircuitul monofazat, funcționarea normală nu este asigurată protectie releu. Valoarea curentului de defect depinde direct de circuitul de ramificare.
5. Datorită acumulării defectelor de izolare din expunerea la supratensiunile arcului, durata sa de serviciu este redusă.
6. Deteriorarea poate apărea în mai multe locuri din cauza defalcării izolației, atât la cabluri, cât și la motoarele electrice și alte părți ale instalației electrice.

Astfel se încheie revizuirea principiului de funcționare și a caracteristicilor rețelelor cu neutrul izolat. Dacă doriți să completați articolul sau să vă împărtășiți experiența - scrieți în comentarii, îl vom publica!

Materiale conexe:

• Cauzele scurtcircuitului
• Cum să faci pământ într-o casă privată
• Care este diferența dintre împământare și împământare