Bagaimana rangkaian semasa tiga fasa dengan neutral terpencil berfungsi

Rangkaian elektrik boleh berfungsi dengan neutral yang dibumikan atau terpencil bagi transformer dan penjana... Rangkaian 6, 10 dan 35 kV berfungsi dengan neutral terpencil transformer. Rangkaian 660, 380 dan 220 V boleh berfungsi dengan neutral terpencil dan dibumikan. Rangkaian empat wayar yang paling biasa 380/220 yang mematuhi keperluan peraturan untuk pemasangan elektrik (PUE) mesti mempunyai neutral berasaskan.

Pertimbangkan rangkaian dengan neutral terpencil... Rajah 1a menunjukkan gambar rajah rangkaian arus tiga fasa tersebut. Penggulungan ditunjukkan disambungkan dalam bintang, tetapi semua yang dinyatakan di bawah juga digunakan untuk kes penyambungan belitan sekunder dalam delta.

nasi. 1. Gambar rajah rangkaian arus tiga fasa dengan neutral terpencil (a). Pembumian rangkaian dengan neutral terpencil (b).

Tidak kira betapa baiknya penebat keseluruhan bahagian hidup rangkaian dari bumi, konduktor rangkaian sentiasa disambungkan ke bumi. Hubungan ini dua kali ganda.

1. Penebat bahagian hidup mempunyai rintangan (atau kekonduksian) tertentu berkenaan dengan tanah, biasanya dinyatakan dalam megohm.Ini bermakna sejumlah arus mengalir melalui penebat wayar dan tanah. Dengan penebat yang baik, arus ini sangat kecil.

Katakan, sebagai contoh, bahawa voltan antara wayar satu fasa rangkaian dan tanah ialah 220 V, dan rintangan penebat wayar ini, diukur dengan megohmmeter, ialah 0.5 MΩ. Ini bermakna arus ke tanah 220 dari fasa ini ialah 220 / (0.5 x 1,000,000) = 0.00044 A atau 0.44 mA. Arus ini dipanggil arus bocor.

Secara konvensional, untuk kejelasan yang lebih jelas, pada rajah rintangan penebat tiga fasa r1, r2, r3 digambarkan dalam bentuk rintangan, masing-masing disambungkan ke satu titik wayar. Malah, arus kebocoran dalam rangkaian kerja diagihkan sama rata sepanjang keseluruhan wayar, di setiap bahagian rangkaian ia ditutup melalui tanah, dan jumlahnya (geometrik, iaitu, dengan mengambil kira peralihan fasa) ialah sifar.

2. Sambungan jenis kedua dibentuk oleh kapasitansi wayar rangkaian berbanding dengan tanah. Apakah maksudnya?

Setiap wayar rangkaian dan pembumian boleh dianggap sebagai dua plat kapasitor memanjang… Dalam talian atas, konduktor dan tanah adalah seperti plat kapasitor, dan udara di antaranya adalah dielektrik. Dalam talian kabel, plat kapasitor adalah teras kabel dan sarung logam yang disambungkan ke tanah, dan penebat adalah penebat.

Dengan voltan ulang alik, perubahan cas pada kapasitor menyebabkan arus ulang alik muncul dan mengalir melalui kapasitor. Arus kapasitif yang dipanggil dalam rangkaian kerja ini diagihkan secara sama rata sepanjang panjang wayar dan dalam setiap bahagian individu ia juga ditutup melalui tanah. Dalam rajah.1, dan rintangan kapasitor bagi tiga fasa ke tanah x1, x2, x3 ditunjukkan secara konvensional disambungkan setiap satu kepada satu titik grid. Semakin besar panjang rangkaian, semakin besar kebocoran dan arus kapasitif.

Mari kita lihat apa yang akan berlaku dalam yang ditunjukkan dalam rajah 1 dan rangkaian, jika kerosakan bumi berlaku dalam salah satu fasa (contohnya A), iaitu, konduktor fasa ini akan disambungkan ke bumi melalui yang agak kecil. rintangan. Kes sedemikian ditunjukkan dalam rajah 1, b. Oleh kerana rintangan antara fasa wayar A dan tanah adalah kecil, rintangan kebocoran dan kapasitansi ke tanah fasa ini dihalau oleh rintangan pembumian. Kini, di bawah pengaruh voltan talian rangkaian UB, arus kebocoran dan arus kapasitif dua fasa operasi akan melalui titik kegagalan dan tanah. Laluan semasa ditunjukkan oleh anak panah dalam rajah.

Litar pintas yang ditunjukkan dalam Rajah 1, b dipanggil sesar bumi satu fasa, dan arus sesar yang terhasil dipanggil arus satu fasa.

Sekarang bayangkan bahawa litar pintas satu fasa akibat kerosakan penebat telah berlaku bukan terus ke tanah, tetapi pada badan beberapa penerima elektrik - motor elektrik, radas elektrik, atau struktur logam di mana wayar elektrik diletakkan ( Rajah 2). Penutupan sedemikian dipanggil litar pintas kes. Jika pada masa yang sama perumahan penerima elektrik atau struktur tidak disambungkan ke tanah, mereka memperoleh potensi fasa rangkaian atau dekat dengannya.

nasi. 2. Pendek kepada bingkai dalam rangkaian dengan neutral terpencil

Menyentuh badan adalah sama seperti menyentuh fasa.Litar tertutup terbentuk melalui badan manusia, kasut, lantai, tanah, rintangan kebocoran dan kapasitansi fasa yang boleh digunakan (untuk kesederhanaan, rintangan kapasitif tidak ditunjukkan dalam Rajah 2).

Arus dalam litar pintas ini bergantung kepada rintangannya dan boleh mencederakan atau membunuh seseorang dengan serius.

nasi. 3. Seseorang menyentuh wayar dalam rangkaian dengan neutral terpencil dengan kehadiran bumi dalam rangkaian

Daripada apa yang telah dikatakan, ia mengikuti bahawa untuk arus melalui tanah, adalah perlu untuk mempunyai litar tertutup (kadang-kadang ia dibayangkan bahawa arus "pergi ke tanah" adalah tidak benar). Dalam rangkaian dengan voltan neutral terpencil sehingga 1000 V, kebocoran dan arus kapasitif biasanya kecil. Mereka bergantung pada keadaan penebat dan panjang rangkaian. Walaupun dalam rangkaian yang luas, ia berada dalam beberapa amp dan kurang. Oleh itu, arus ini biasanya tidak mencukupi untuk mencairkan fius atau memutuskan sambungan pemutus litar.

Pada voltan melebihi 1000 V, arus kapasitif adalah penting; mereka boleh mencapai beberapa puluh amperes (jika pampasan mereka tidak disediakan). Walau bagaimanapun, dalam rangkaian ini, tersandung bahagian yang rosak semasa kerosakan fasa tunggal biasanya tidak digunakan untuk tidak membuat gangguan dalam bekalan.

Oleh itu, dalam rangkaian dengan neutral terpencil, dengan kehadiran litar pintas fasa tunggal (yang diisyaratkan oleh peranti kawalan penebat), penerima elektrik terus berfungsi. Ini mungkin kerana dalam kes litar pintas satu fasa, voltan talian (fasa ke fasa) tidak berubah dan semua penerima elektrik menerima kuasa tanpa gangguan.Tetapi dalam kes kerosakan satu fasa dalam rangkaian dengan neutral terpencil, voltan fasa yang tidak rosak berkenaan dengan tanah meningkat kepada linear dan ini menyumbang kepada penampilan kerosakan bumi kedua dalam fasa lain. Sesar tanah berganda yang terhasil menimbulkan bahaya yang serius kepada orang ramai. Oleh itu, mana-mana rangkaian dengan litar pintas fasa tunggal di dalamnya harus dianggap kecemasan, kerana keadaan keselamatan umum dalam keadaan rangkaian sedemikian merosot dengan mendadak.

Jadi kehadiran "tanah" meningkatkan bahaya kejutan elektrik apabila menyentuh bahagian hidup. Ini boleh dilihat, sebagai contoh, dari rajah 3, yang menunjukkan laluan arus kerosakan apabila secara tidak sengaja menyentuh konduktor pembawa arus fasa A dan "pebumian" yang tidak diperbaiki dalam fasa C. Dalam kes ini, seseorang berada di bawah pengaruh daripada voltan talian rangkaian. Oleh itu, kerosakan bumi atau rangka fasa tunggal mesti diperbetulkan secepat mungkin.