Penggunaan rangkaian elektrik dengan neutral terpencil

Neutral terpencil ialah neutral pengubah atau penjana yang tidak disambungkan ke peranti pembumian atau disambungkan kepadanya melalui rintangan yang tinggi.

Rangkaian elektrik dengan neutral terpencil digunakan dalam rangkaian elektrik dengan voltan 380 — 660 V dan 3 — 35 kV.

Penggunaan rangkaian dengan neutral terpencil pada voltan sehingga 1000 V

Rangkaian elektrik tiga wayar dengan neutral terpencil digunakan pada voltan 380 — 660 V, apabila perlu untuk mematuhi peningkatan keperluan untuk keselamatan elektrik (rangkaian elektrik lombong arang batu, lombong potash, lombong gambut, pemasangan mudah alih). Rangkaian pemasangan elektrik mudah alih boleh dilaksanakan dengan empat wayar.

Dalam operasi biasa, voltan fasa rangkaian ke tanah adalah simetri dan secara berangka sama dengan voltan fasa pemasangan, dan arus dalam fasa sumber adalah sama dengan arus beban fasa.

Dalam rangkaian dengan voltan sehingga 1 kV (sebagai peraturan, panjang pendek), kekonduksian kapasitif fasa relatif terhadap tanah diabaikan.

Apabila seseorang menyentuh fasa rangkaian, arus melalui badannya

Azh = 3Uf / (3r3+ z)

di mana Uf - voltan fasa; r3 - rintangan badan manusia (diambil sama dengan 1 kΩ); z — impedans daripada Pengasingan fasa ke tanah (100 kΩ atau lebih setiap fasa).

Sejak z >>r3, semasa I adalah kecil. Oleh itu, agak selamat untuk seseorang menyentuh fasa tersebut. Keadaan inilah yang menentukan penggunaan neutral terpencil dalam pemasangan elektrik objek tersebut yang premisnya, dari sudut bahaya renjatan elektrik kepada orang ramai, diklasifikasikan sebagai sangat berbahaya atau meningkat bahaya.

Dalam kes penebat yang rosak, apabila z << rz, seseorang, menyentuh fasa, jatuh di bawah voltan fasa. Dalam kes ini arus. laluan melalui badan manusia mungkin melebihi nilai maut.

Dalam kerosakan bumi satu fasa, voltan fasa yang rosak berbanding dengan tanah meningkat secara linear, dan arus yang melalui badan manusia apabila ia menyentuh fasa utuh pada saat litar pintas sentiasa berbahaya, kerana ia mencapai beberapa ratus milliamperes (di sini z << rз dan bukannya nilai Nilai Uf voltan talian mesti digantikan dalam formula, iaitu √3.

Akibat daripada perkara di atas ialah penggunaan dalam rangkaian tersebut sebagai langkah perlindungan bagi pemutusan sambungan atau pembumian dalam kombinasi dengan rangkaian pengasingan pemantauan keadaan. Operasi jangka panjang rangkaian dengan kerosakan bumi satu fasa tidak dibenarkan dalam pemasangan elektrik ini.

Asas untuk penggunaan pembumian dalam kombinasi dengan pemantauan penebat keratan rentas adalah hakikat bahawa Ic semasa kerosakan bumi pepejal dalam rangkaian dengan neutral terpencil, ia tidak bergantung pada rintangan pembumian perumah peralatan elektrik, yang tidak biasanya bertenaga (disebabkan oleh fakta bahawa kekonduksian titik pembumian adalah jauh lebih tinggi daripada jumlah kekonduksian neutral, penebat dan kapasiti fasa berbanding dengan tanah), dan voltan fasa rosak berbanding dengan tanah Uz adalah sebahagian kecil daripada voltan fasa punca.

Nilai kuantiti AzSand Uz untuk penebat rintangan simetri relatif kepada tanah ditentukan seperti berikut:

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

di mana rz - rintangan pembumian perumah peralatan elektrik. Sejak z >> rz, maka Uz << Uf.

Seperti yang dapat dilihat dari formula, dalam rangkaian dengan neutral terpencil, litar pintas satu fasa ke tanah tidak menyebabkan arus litar pintas, arus I ialah beberapa miliampere. Penutupan pelindung memastikan penutupan automatik pemasangan elektrik sekiranya berlaku kejutan elektrik dan dalam rangkaian bawah tanah adalah berdasarkan pemantauan automatik keadaan penebat.

Penggunaan rangkaian dengan neutral terpencil pada voltan melebihi 1000 V

Rangkaian elektrik tiga wayar dengan voltan lebih daripada 1 kV dengan neutral terpencil (dengan arus pembumian rendah) termasuk rangkaian dengan voltan 3 — 33 kV. Di sini, kekonduksian kapasitif fasa berkenaan dengan tanah tidak boleh diabaikan.

Dalam mod biasa, arus dalam fasa punca ditentukan oleh jumlah geometri beban dan arus kapasitif fasa berkenaan dengan tanah. Jumlah geometri arus kapasiti bagi tiga fasa adalah sama dengan sifar, oleh itu tidak arus mengalir melalui tanah.

Dalam kerosakan bumi pepejal, voltan ke bumi fasa rosak ini menjadi lebih kurang sama dengan sifar., dan voltan ke bumi dua fasa lain (bersalah) meningkat kepada nilai linear. Arus kapasitif bagi fasa yang tidak rosak juga meningkat √3 kali ganda, kerana bukan fasa, tetapi voltan talian kini digunakan pada kapasiti fasa. Akibatnya, arus kapasitif kerosakan bumi satu fasa bertukar menjadi 3 kali ganda arus kapasitif biasa setiap fasa.

Nilai mutlak arus ini agak kecil. Jadi, untuk talian kuasa atas dengan voltan 10 kV dan panjang 10 km, arus kapasitif adalah NS kira-kira 0.3 A., dan untuk talian kabel dengan voltan dan panjang yang sama - 10 A.

Penggunaan rangkaian tiga wayar dengan voltan 3 — 35 kV dengan neutral terpencil bukan disebabkan oleh keperluan untuk keselamatan elektrik (rangkaian sedemikian sentiasa berbahaya untuk orang ramai) dan keupayaan untuk memastikan operasi normal penerima elektrik disambungkan kepada voltan fasa fasa untuk tempoh masa tertentu. Hakikatnya ialah dengan kerosakan bumi satu fasa dalam rangkaian dengan neutral fasa terpencil, voltan fasa ke fasa kekal tidak berubah dalam magnitud dan fasa dialihkan dengan sudut 120 °.

Kenaikan voltan dalam fasa yang tidak rosak kepada nilai linear memanjang sehingga semuanya ada, dan dengan pendedahan yang berpanjangan, kerosakan penebat dan litar pintas berikutnya antara fasa mungkin.Oleh itu, dalam rangkaian sedemikian, untuk mencari kerosakan bumi dengan cepat, kawalan penebat automatik harus dijalankan, bertindak pada isyarat apabila rintangan penebat salah satu fasa jatuh di bawah nilai yang telah ditetapkan.

Dalam rangkaian yang membekalkan pencawang pemasangan mudah alih, lombong gambut, lombong arang batu dan Dalam lombong potash, perlindungan kerosakan bumi mesti beroperasi untuk memutuskan sambungan.

Apabila fasa ditutup ke tanah oleh arka arka, fenomena resonans dan voltan lampau berbahaya sehingga (2.5 — 3.9) Uph, yang, dengan penebat yang lemah, membawa kepada kegagalan dan litar pintasnya. Oleh itu, tahap pengasingan talian ditentukan oleh kekerapan lebihan voltan resonans.

Arka yang mengganggu berlaku dalam rangkaian dengan arus kerosakan bumi kapasitif melebihi 10 dan 15 A pada voltan 35 dan 20 kV, masing-masing, melebihi 20 dan 30 A pada voltan 6 dan 10 kV, masing-masing.

Untuk menghapuskan kemungkinan arka terputus-putus dan untuk menghapuskan akibat berbahaya yang berkaitan untuk peralatan elektrik penebat di bahagian neutral rangkaian tiga wayar termasuk induktif reaktor penindasan arka… Kearuhan reaktor dipilih sedemikian rupa sehingga arus kapasitif di lokasi kerosakan bumi adalah sekecil mungkin dan pada masa yang sama menjamin operasi perlindungan geganti yang bertindak balas kepada kerosakan bumi satu fasa.

M.A. Korotkevich