Sähköverkkojen käyttö eristetyllä nollalla

Eristetty nolla on muuntajan tai generaattorin nolla, jota ei ole kytketty maadoituslaitteeseen tai joka on kytketty siihen suurella resistanssilla.

Eristetyllä nollalla varustettuja sähköverkkoja käytetään sähköverkoissa, joiden jännite on 380 - 660 V ja 3 - 35 kV.

Eristetyn nollaverkon käyttö jännitteellä 1000 V asti

Kolmijohtimiset sähköverkot eristetty neutraali käytetään jännitteellä 380 - 660 V, kun on tarpeen noudattaa kohonneita sähköturvallisuusvaatimuksia (hiilikaivosten sähköverkot, potaskakaivokset, turvekaivokset, liikkuvat laitteistot). Liikkuvien sähköasennusten verkot voidaan toteuttaa neljällä johdolla.

Normaalikäytössä verkon vaiheiden jännitteet maahan ovat symmetrisiä ja numeerisesti yhtä suuria kuin laitteiston vaihejännite ja lähdevaiheiden virrat ovat yhtä suuret kuin vaihekuormitusvirrat.

Verkoissa, joiden jännite on enintään 1 kV (yleensä lyhyet pituudet), vaiheiden kapasitiivinen johtavuus suhteessa maahan jätetään huomiotta.

Kun henkilö koskettaa verkon vaihetta, virta kulkee hänen kehonsa läpi

Azh = 3Uf / (3r3+ z)

jossa Uf — vaihejännite; r3 — ihmiskehon vastus (otettu 1 kΩ); z — impedanssi vaiheen eristämisestä maahan (100 kΩ tai enemmän vaihetta kohti).

Koska z >>r3, virta I on mitättömän pieni. Siksi on suhteellisen turvallista, että henkilö koskettaa vaihetta. Juuri tämä seikka määrää eristetyn nollan käytön niiden kohteiden sähköasennuksissa, joiden tilat ihmisille aiheutuvan sähköiskun vaaran kannalta on luokiteltu erityisen vaarallisiksi tai lisääntyneen vaarallisiksi.

Jos eristys on viallinen, kun z << rz, henkilö, joka koskettaa vaihetta, putoaa vaihejännitteen alle. Tässä tapauksessa virta. kulku ihmiskehon läpi voi ylittää tappavan arvon.

Yksivaiheisissa maasuluissa viallisten vaiheiden jännite suhteessa maahan kasvaa lineaarisesti, ja ihmiskehon läpi kulkeva virta sen koskettaessa ehjää vaihetta oikosulkuhetkellä on aina vaarallista, sillä se saavuttaa useita satoja milliampeeria (tässä z << rз ja arvon sijaan Kaavassa on korvattava verkkojännitteen Uf-arvo, eli √3.

Seurauksena edellä mainitusta on suojatoimenpiteenä käyttö tällaisissa verkoissa suojakatkaisua tai maadoitusta yhdessä kunnonvalvontaeristysverkkojen kanssa. Näissä sähköasennuksissa ei sallita pitkäaikaista verkon käyttöä yksivaiheisilla maasuluilla.

Maadoituksen käytölle yhdessä poikkileikkauksen eristysvalvonnan kanssa perustuu se, että kiinteä maasulkuvirta Ic verkoissa, joissa on eristetty nolla, se ei riipu sähkölaitteiden koteloiden maadoitusresistanssista, joka ei ole normaalisti jännitteinen (johtuen siitä, että maadoituspisteen johtavuus on huomattavasti suurempi kuin nollan, eristyksen ja vaihekapasiteetin johtavuuden summa suhteessa maahan), ja vaurioituneen vaiheen jännite suhteessa maahan Uz on pieni osa lähteen vaihejännitteestä.

AzSand Uz -suureiden arvot eristyksen symmetrisille vastuksille suhteessa maahan määritetään seuraavasti:

Azh = 3Uf /z, Uz = Ažs x rz = 3Uφ x (rz/z)

missä rz — sähkölaitteiden koteloiden maadoitusresistanssi. Koska z >> rz, sitten Uz << Uf.

Kuten kaavoista voidaan nähdä, verkoissa, joissa on eristetty nolla, yhden vaiheen oikosulku maahan ei aiheuta oikosulkuvirtoja, virta I on useita milliampeeria. Suojasammutus varmistaa sähköasennuksen automaattisen sammutuksen sähköiskun sattuessa ja maanalaisissa verkoissa perustuu eristyksen kunnon automaattiseen valvontaan.

Eristetyn nollan verkkojen käyttö yli 1000 V jännitteillä

Kolmijohtimiset sähköverkot, joiden jännite on yli 1 kV ja joissa on eristetty nolla (matalilla maadoitusvirroilla), sisältävät verkkoja, joiden jännite on 3–33 kV. Tässä ei voi jättää huomiotta vaiheiden kapasitiivista johtavuutta suhteessa maahan.

Normaalitilassa lähteen vaiheiden virrat määräytyvät kuormien ja vaiheiden kapasitiivisten virtojen geometrisen summan perusteella suhteessa maahan.. Kolmen vaiheen kapasitiivisten virtojen geometrinen summa on nolla, joten ei virta kulkee maan läpi.

Kiinteässä maasulussa tämän viallisen vaiheen jännite maadoitukseen tulee suunnilleen nollaksi, ja kahden muun (vikaisen) vaiheen maadoitusjännitteet kasvavat lineaarisiin arvoihin. Myös vahingoittumattomien vaiheiden kapasitiiviset virrat kasvavat √3 kertaa, koska nyt vaihekapasitanssiin ei johdeta vaihetta, vaan verkkojännitteitä. Tämän seurauksena yksivaiheisen maasulun kapasitiivinen virta osoittautuu 3 kertaa normaalikapasitiivinen virta vaihetta kohti.

Näiden virtojen itseisarvo on suhteellisen pieni. Joten ilmajohdon, jonka jännite on 10 kV ja pituus 10 km, kapasitiivinen virta on NSnoin 0,3 A. ja kaapelilinjalla, jolla on sama jännite ja pituus - 10 A.

Kolmijohtimisen verkon käyttö, jonka jännite on 3–35 kV ja jossa on eristetty nolla, ei johdu sähköturvallisuusvaatimuksista (sellaiset verkot ovat aina vaarallisia ihmisille) ja kyvystä varmistaa kytkettyjen sähkövastaanottimien normaali toiminta. vaihe-vaihejännitteeseen tietyksi ajaksi. Tosiasia on, että yksivaiheisissa maasulkuissa verkoissa, joissa on eristetty vaihe-neutraali, vaiheiden välinen jännite pysyy muuttumattomana ja vaihe siirtyy 120 ° kulmaan.

Jännitteen nousu vahingoittumattomissa vaiheissa lineaariseen arvoon jatkuu, kunnes kaikki on olemassa, ja pitkäaikaisessa altistuksessa eristysvaurio ja sitä seuraava oikosulku vaiheiden välillä ovat mahdollisia.Siksi tällaisissa verkoissa, jotta maasulkuja voidaan löytää nopeasti, on suoritettava automaattinen eristysohjaus, joka vaikuttaa signaaliin, kun yhden vaiheen eristysvastus laskee ennalta määrätyn arvon alle.

Siirrettävien laitosten sähköasemia, turvekaivoksia, hiilikaivoksia ja kaliumkaivoksissa syöttävissä verkoissa maasulkusuojauksen tulee toimia katkaisemiseksi.

Kun vaihe suljetaan maahan valokaarikaaren vaikutuksesta, syntyy resonanssiilmiöitä ja vaarallisia ylijännitteitä aina (2,5 - 3,9) Uph asti, jotka heikentyneen eristyksen kanssa johtavat sen epäonnistumiseen ja oikosulkuun. Siksi linjan eristyksen taso määräytyy resonanssien ylijännitteiden taajuuden mukaan.

Katkoskaareja esiintyy verkoissa, joissa kapasitiiviset maasulkuvirrat ovat yli 10 ja 15 A jännitteillä 35 ja 20 kV, yli 20 ja 30 A jännitteillä 6 ja 10 kV.

Katkokaarien mahdollisuuden eliminoimiseksi ja niihin liittyvien vaarallisten seurausten eliminoimiseksi eristykseen sähkölaitteiden nollaosassa kolmijohtiminen verkko sisältää induktiivisen valokaaren sammutusreaktori… Reaktorin induktanssi valitaan siten, että kapasitiivinen virta maasulkukohdassa on mahdollisimman pieni ja samalla takaa yksivaiheiseen maasulkuun reagoivan releen suojauksen toiminnan.

M. A. Korotkevitš