Особливості застосування мережі з ізольованою нейтраллю
В даний час для безпечного енергозабезпечення електрообладнання в основному використовують глухе заземлення. У той же час існують пристрої, які експлуатуються в трехпроводной мережі з ізольованою нейтраллю. Сюди можна віднести пересувне обладнання, пристрої для торфорозробок і інші механізми, які працюють в мережах 380-660 В. Крім того, такий вид захисту застосовується в електричних магістралях напругою від 2 до 35 кВ.
Режими роботи нейтралей
Нейтраль електроустаткування є загальну точку обмотки генератора або трансформатора, яка з'єднана зіркою. Тому, як пов'язана нейтраль з землею, залежить рівень ізоляції електрообладнання.
Крім того, такий зв'язок визначає вибір комутаційних пристроїв, значення перенапруги і методи їх усунень, величину струмів при замиканні на землю однієї фази і т. Д. Від того, в якому режимі знаходиться нейтраль, відомі схеми чотирьох типів:
з ізольованими нейтралями;- з резонансно-заземленими пристроями;
- з ефективно-заземленим обладнанням;
- з глухозаземленою нейтраллю.
В даний час перші два види використовуються в електричних мережах з напругою від 3 до 35 кВ. Ефективне заземлення найчастіше зустрічається в електропостачанні з напругою вище 1 кВ і коефіцієнтом замикання не більше 1,4. Цей показник означає різницю між потенціалами фази і землі в нормальному стані і при пошкодженні фази.
Група з глухозаземленою нейтраллю відноситься до мереж з напругою до 1 кВ.
Опис ізольованого пристрої
Такий пристрій захисту являє собою систему, коли нульовий провід генератора або трансформатора не з'єднують з заземлювачем. З'єднання з глухим заземленням допускається через апаратуру сигналізації, захисту та пристрої вимірювання, які володіють великим опором.
В цьому випадку ізольована нейтраль є трифазну мережу, підключену від електричного обладнання до заземлення через резистори.
При цьому паралельно підключають систему з конденсаторами. Така схема підключення нейтралі має дві складові:
Активна схема призначена для перешкоди току витоку за допомогою резисторів, які завдяки великому опору знижують його значення до мінімального. Реактивна система володіє конденсаторами, в яких одна обкладка з'єднується з лінією, а друга – з землею.
Принцип дії
У справної трифазної мережі розподіл навантаження відбувається рівномірно. У разі пробою будь фази в схемі з ізольованою нейтраллю виникає замикання на землю. Зазвичай відбувається в цьому випадку пробою на корпус електричного споживача.
Це можуть бути як електричні двигуни, так і металеве обладнання. Якщо відсутня заземлення, то на пристроях з'являється напруга. Така ситуація дуже небезпечна при дотику людини до корпусу конструкції.
Коли ж в мережі коштує ізольована нейтраль, то струм знизиться до мінімуму і стане безпечним для працівника. В даний час така система захисту застосовується:
У двопровідних мережах постійного струму.- В електрообладнанні, що працює в трифазній мережі напругою до 1 кВ.
- У схемах з низькою напругою, що володіють захисними пристроями.
Під захисними пристроями мається на увазі використання поділяють трансформаторів або застосування додаткової ізоляції. Справа в тому, що звичайними запобіжниками і автоматичними вимикачами неможливо провести відключення занадто малого струму.
Таке обладнання просто не розраховане на такі значення. Тому і потрібно додаткове релейне обладнання, Яке попередить про аварійну ситуацію.
Так як ці пристрої складні в управлінні, то їх обслуговування проводять тільки висококваліфіковані працівники.
Достоїнства і недоліки
Одним з найважливіших переваг режиму таких мереж є наявність невеликого струму при однофазних замиканнях на землю. Цей факт дозволяє набагато збільшити експлуатацію автоматичних вимикачів. Справа в тому, що замикання на землю становить на практиці 90% від загального числа аварійних ситуацій.
Крім того, наявність малого струму дозволяє знизити вимоги до заземлювального обладнання. Такий режим нейтралі має і масою недоліків. Наприклад, однофазне замикання на землю може викликати ферорезонансні явища, які найчастіше призводять до виходу з ладу електрообладнання.
Можуть виникнути дугові перенапруження, що призводять однофазное замикання в дво- і трифазне. Крім того, конструкція захистів від замикання досить складна, що призводить до її недостатньою працездатності та ефективності. Існує думка, що при однофазному короткому замиканні можлива подальша експлуатація електроустаткування.
Але практика показує, що практично відразу відбуваються дво- і трифазного короткі замикання, Які в підсумку призводять до відключення електрообладнання. При падінні дроти у опор ліній електропередач, коли зберігається коротке замикання, з'являються небезпечні напруги дотику. Більшість смертельних випадків відбуваються саме в таких ситуаціях.
Тому для безперебійної роботи електропостачання в мережах з ізольованими нейтралями використовують автоматичні включення резервних годувань.