Co je izolovaný neutrální a kde se používá?

V současné době je obtížné najít izolovaného neutrálního v každodenním životě, pokud jej zapojíte do bytů, nikdy se s ním nestanete. Při vysokonapěťových vedeních se aktivně používá, a v některých případech i v sítích 380V. Zjednodušeně řečeno v tomto článku vám řekneme více o tom, co je izolovaná neutrální síť a jaké funkce má.

Co je to?

Definice „izolované neutrální“ je uvedena v kapitola 1.7. PUE, v bodě 1.7.6. a GOST R 12.1.009-2009. Kde se říká, že izolovaný je neutrál v transformátoru nebo generátoru, který není vůbec připojen k uzemňovacímu zařízení nebo když je připojen prostřednictvím ochranných, měřicích a signalizačních zařízení.

Neutrální je bod, ve kterém jsou vinutí transformátorů nebo generátorů připojeny, když jsou zapnuty podle schématu „hvězd“.

Mezi elektrikáři existuje mylná představa, že zkrácený název izolovaného neutrálního je IT systém, podle klasifikace bodu 1.7.3. Což není úplně pravda. Ve stejném odstavci se uvádí, že označení TN-C / C-S / S, TT a IT jsou přijímána pro sítě a elektrické instalace s napětím do 1 kV.

Ve stejné kapitole 1.7 EIC je ustanovení 1.7.2. kde se uvádí, že v souvislosti s opatřeními pro elektrickou bezpečnost jsou elektrické instalace rozděleny do 4 typů - izolované nebo pevně uzemněné až do 1 kV a nad 1 kV.

Existují tedy určité rozdíly v bezpečnosti a použití takové sítě v různých třídách napětí a je přinejmenším nesprávné volat 10 kV vedení s izolovaným neutrálním „IT systémem“. I když schematicky - téměř stejné.

V sítích do 1 kV

Obecné informace

Podívejme se, kde, jak a v jakých případech používají izolovaný nulový bod v elektrických instalacích s napětím do 1 000 V, tzv. IT systém. V kapitole PUE 1.7. Oddíl 1.7.3. je uvedena definice podobná té, která je uvedena výše, ale je mírně odlišná. Říká se, že skříně a další vodivé části v IT systémech musí být uzemněny. Zvažte, jak to vypadá v diagramu.

Jelikož neutrál transformátoru IT sítě není připojen k zemi, jednoduše nemáme k dispozici nebezpečný rozdíl mezi zemním a fázovým vodičem. A náhodně se dotknete 1 živého drátu v IT systému. Kvůli relativně nízkému napětí je zde zanedbávána vodivost fázové vodivosti.

V sítích s izolovaným neutrálem neexistuje výrazná fáze a nula - oba vodiče jsou si rovni.

Proud lidským tělem je roven:

Já_h = 3U_f/ (3r_h+ z)

U_f - fázové napětí; r_h - odolnost lidského těla (akceptuje se 1 kOhm); z je celkový izolační odpor fáze vůči zemi (100 kOhm nebo více na fázi).

Proud se v tomto případě vrací k napájecímu zdroji izolací vodičů a ne k zemi, jako je tomu v případě TN.

Protože izolační odpor je více než 100 kOhm na fázi, proud skrz tělo bude tvořen jednotkami miliamps, což nezpůsobí poškození.

Dalším rysem tohoto systému je to, že svodové proudy do skříně a zkratové proudy k zemi budou nízké. Výsledkem je, že ochranná automatizace (relé nebo jističe) nefungují tak, jak jsme zvyklí v sítích s uzemněným nulovým bodem. Ale monitorovací systém izolačního odporu funguje.

V souladu s tím s jednofázovým obvodem třífázového vedení bude systém nadále fungovat. V tomto případě se napětí na zbývajících dvou vodičích zvyšuje vůči zemi. Pokud se člověk dotkne fázového drátu, spadne pod něj síťové napětí.

V souvislosti s tímto návrhem neexistují v síti s izolovaným nulovým vodičem, na rozdíl od uzemněného, ​​dva fáze, mezi fázemi U žádné dva typy napětí._lineární (v každodenním životě 380 V) a mezi fází a nulou U_fáze (220 V). Pro připojení jednofázové zátěže k síti s IT systémem s napětím 380 V můžete použít sestupné transformátory typu 380/220 a zařízení mezi oběma fázemi připojit k lineárnímu napětí.

Oblast působnosti

Pojďme mluvit o tom, kde se takové řešení používá. Tento napájecí systém byl používán v domácích energetických sítích k přenosu elektřiny do obytných budov během sovětské éry. Zejména pro elektrifikaci dřevěných domů, kde při použití uzemněného neutrálu se zvýšilo riziko požáru v důsledku zemních poruch.

Z hlediska elektrické bezpečnosti je rozdíl mezi izolovaným a uzemněným neutrálem v napájení domů takový, že pokud se jeden z vodičů dotkne uzemněných vodivých částí v IT síti, například nástěnných armatur nebo vodovodních potrubí, bude síť nadále fungovat kvůli nízkým svodovým proudům.

V souladu s tím ani obyvatelé, ani nikdo jiný nebude vědět o problému, dokud se někdo dotkne jednoho z drátů a potrubí, někdo bude šokován.

V systému s uzemněným neutrálem bude fungovat alespoň diferenciální ochrana a u „dobrého“ kovového obvodu se jistič rozepne. Se začátkem masivní výstavby panelových domů (tzv. Chruščov) ji opustili a v 60. až 80. letech přešli na TN-Ca na konci 90. let TN-C-S, o důvodech uvedených níže.

V současné době je izolovaný neutrál používán všude tam, kde je třeba zajistit zvýšenou bezpečnost nebo zda to není možné uzemnění, konkrétně:

• Na moři - na lodích, ropných a plynových plošinách, kde je použití těla platformy jako uzemnění nemožné z důvodu ochrany anody, a na místech, kde proud proudí do vody, začne intenzivně rezavět a hnit.
• V dolech a dalších těžebních lokalitách (s napětím 380-660V).
• V metru.
• Na osvětlovací a řídicí obvody ve stacionárních jeřábech atd.
• Také v domácích benzínových, plynových nebo naftových generátorech na výstupních terminálech je izolovaný neutrál.

To lze nalézt nejen ve formě, kterou jsme prezentovali ve výše uvedeném diagramu, ale také ve formě stupňovitých a izolačních transformátorů, které se používají k napájení přenosných osvětlovacích zařízení (ne více než 50 V nebo 12 V PTEEP s. 2.12.6.) A dalších zařízení nebo nástroje, včetně těch, s nimiž pracují v uzavřených a vlhkých místnostech.

Shrnout

Přišli jsme na to, proč potřebujeme izolovaný neutrál do 1 kV, nyní uvedeme výhody a nevýhody napájecího systému s izolovaným neutrálem pro figuríny v elektrice.

Výhody použití:

1. Skvělá bezpečnost.
2. Vyšší spolehlivost, která vám umožní použít například pro osvětlení v nemocnicích.
3. Ekonomický faktor - ve třífázové síti s izolovaným neutrálem je možné přenášet elektřinu nejmenším možným počtem vodičů - ve třech.
4. Systém bude nadále pracovat s jednofázovými zemními poruchami.

Nevýhody:

1. Zemní poruchy zvyšují riziko používání, protože napájení pokračuje.
2. Malé zkratové proudy.
3. Během primární poruchy nedošlo k jiskření.

V sítích nad 1000 V

V současné době se izolovaný neutrál nejčastěji používá v sítích se střední třídou napětí (1-35 kV). Pro síť 110 kV a vyšší - pevné uzemněné. Vzhledem ke skutečnosti, že během zkratu na zem stoupá napětí, jak bylo řečeno, na lineární, takže v přenosovém vedení 110 kV je fázové napětí (mezi zemí a fázovým vodičem) 63,5 kV. Při zkratu k zemi je to obzvláště důležité a umožňuje to snížit náklady na izolační materiály.

Mimochodem, v KTP s vyšším napětím až 35 kV jsou primární vinutí transformátorů spojeny do trojúhelníku, kde jako takový neexistuje žádný neutrální signál.

Nízké zkratové proudy a schopnost pracovat s jednofázovým zkratem na venkovních vedeních - v distribučních sítích jsou zvláště důležité a umožňují vám uspořádat nepřetržité napájení. V tomto případě zůstává úhel posunu mezi fázemi zbývajícími v práci nezměněn - při 120 °.

Při napětí tisíců voltů nelze zanedbat kapacitní vodivost fází. Dotyk drátu VLEP je proto pro lidský život nebezpečný. V normálním režimu jsou proudy ve fázích zdroje určeny součtem zátěží a kapacitních proudů vzhledem k zemi, zatímco součet kapacitních proudů je nulový a proud v zemi nepřechází.

Pokud vynecháme některé podrobnosti, abychom stanovili v jazyce srozumitelném pro začátečníky, pak se při zkratu k zemi napětí vůči zemi poškozené fáze blíží nule. Protože napětí ostatních dvou fází vzrůstá na lineární hodnoty, jejich kapacitní proudy se zvyšují o 3 (1,73) krát. V důsledku toho je kapacitní proud jednofázového zkratu 3krát vyšší než obvykle. Například pro 10 kV vysokonapěťové přenosové vedení dlouhé 10 km je kapacitní proud přibližně 0,3 A. Když je fáze zkratována k uzemnění obloukem, v důsledku různých jevů dochází k nebezpečnému přepětí až do 2 až 4 U._f, což vede k rozpadu izolace a mezifázový zkrat.

Vyloučit možnost výskytu oblouk a eliminovat možné důsledky, neutrální je připojen k Zemi přes reaktor potlačení oblouku. Současně je její indukčnost vybrána podle kapacitance v místě zkratu k zemi, a také tak, že zajišťuje činnost ochrany relé.

Díky reaktoru:

1. Hodně klesám_krátký
2. Oblouk se stává nestabilním a rychle zhasne.
3. Nárůst napětí po zániku oblouku je zpomalen, v důsledku toho je snížena pravděpodobnost opětovného výskytu oblouku a spínacího proudu.
4. Proudy v obrácené sekvenci jsou malé, proto jejich účinek na rotující rotor generátoru nemá významný účinek.

Uvádíme výhody a nevýhody vysokonapěťových sítí s izolovaným neutrálem.

Výhody:

1. Nějakou dobu může pracovat v nouzovém režimu (se zkratem k zemi)
2. V místech selhání se objeví zanedbatelný proud za předpokladu, že současná kapacita je malá.

Nevýhody:

1. Komplikovaná detekce chyb.
2. Potřeba izolovat instalace síťového napětí.
3. Pokud okruh trvá dlouhou dobu, může být osoba šokována elektrickým proudem, pokud spadne pod krokové napětí.
4. U 1-fázového zkratu není zajištěn normální provoz ochrana relé. Hodnota poruchového proudu přímo závisí na rozvětvovacím obvodu.
5. Díky akumulaci izolačních defektů při vystavení přepětí na oblouku se snižuje jeho životnost.
6. K poškození může dojít na několika místech v důsledku poruchy izolace, a to jak u kabelů, tak u elektrických motorů a dalších částí elektrické instalace.

Tím je ukončena revize principu činnosti a vlastností sítí s izolovanou neutrálností. Pokud chcete článek doplnit nebo sdílet své zkušenosti - napište do komentářů, zveřejníme jej!

Související materiály:

• Příčiny zkratu
• Jak provést uzemnění v soukromém domě
• Jaký je rozdíl mezi uzemněním a uzemněním