Was ist isoliert neutral und wo wird es verwendet?

Derzeit ist ein isolierter Neutralleiter im Alltag schwer zu finden. Sie werden ihn niemals antreffen, wenn Sie die Verkabelung in Wohnungen vornehmen. Während Hochspannungsleitungen wird es aktiv verwendet, sowie in einigen Fällen in 380V-Netzen. In diesem Artikel erfahren Sie in einfachen Worten mehr darüber, was ein isoliertes neutrales Netzwerk ist und welche Funktionen es bietet.

Was ist das

Die Definition von "isoliert neutral" ist in gegeben Kapitel 1.7. PUEin Absatz 1.7.6. und GOST R 12.1.009-2009. Wenn gesagt wird, dass isoliert der Neutralleiter am Transformator oder Generator ist, der überhaupt nicht mit dem Erdungsgerät verbunden ist oder wenn er über Schutz-, Mess- und Signalgeräte angeschlossen ist.

Neutral ist der Punkt, an dem die Wicklungen von Transformatoren oder Generatoren beim Einschalten nach dem "Stern" -Schema angeschlossen werden.

Unter Elektrikern gibt es ein Missverständnis, dass der abgekürzte Name des isolierten Neutralleiters lautet IT Systemgemäß der Klassifizierung von Abschnitt 1.7.3. Welches ist nicht ganz wahr. Der gleiche Absatz besagt, dass die Bezeichnungen TN-C / C-S / S, TT und IT für Netze und elektrische Anlagen mit einer Spannung von bis zu 1 kV akzeptiert werden.

Im selben Kapitel 1.7 des EIC befindet sich Abschnitt 1.7.2. wo gesagt wird, dass in Bezug auf elektrische Sicherheitsmaßnahmen elektrische Anlagen in 4 Typen unterteilt werden - isoliert oder fest geerdet bis zu 1 kV und über 1 kV.

Daher gibt es einige Unterschiede in der Sicherheit und Anwendung eines solchen Netzwerks in verschiedenen Spannungsklassen, und es ist zumindest falsch, eine 10-kV-Leitung mit einem isolierten neutralen "IT-System" anzurufen. Obwohl schematisch - fast das gleiche.

In Netzen bis 1 kV

Allgemeine Information

Mal sehen, wo, wie und in welchen Fällen sie in elektrischen Anlagen mit einer Spannung von bis zu 1000 V einen isolierten Neutralleiter verwenden, das sogenannte IT-System. Im PUE-Kapitel 1.7. Abschnitt 1.7.3. Es wird eine ähnliche Definition wie oben angegeben gegeben, die sich jedoch geringfügig unterscheidet. Es heißt, dass Gehäuse und andere leitende Teile in IT-Systemen geerdet werden müssen. Überlegen Sie, wie es im Diagramm aussieht.

Da der Neutralleiter des Transformators des IT-Netzwerks nicht mit der Erde verbunden ist, haben wir in einfachen Worten keine gefährliche Potentialdifferenz zwischen der Erdung und den Phasendrähten. Das versehentliche Berühren eines stromführenden Kabels im IT-System ist sicher. Aufgrund der relativ niedrigen Spannung wird hier die kapazitive Phasenleitfähigkeit vernachlässigt.

In Netzwerken mit isoliertem Neutralleiter gibt es keine ausgeprägte Phase und Null - beide Leiter sind gleich.

Der Strom durch den menschlichen Körper ist gleich:

Ich_h = 3U_f/ (3r_h+ z)

U._f - Phasenspannung; r_h - Widerstand des menschlichen Körpers (1 kOhm wird akzeptiert); z ist der gesamte Isolationswiderstand der Phase relativ zum Boden (100 kOhm oder mehr pro Phase).

In diesem Fall kehrt der Strom durch die Isolierung der Drähte zur Stromquelle zurück und nicht wie bei TN zur Erde.

Da der Isolationswiderstand mehr als 100 kOhm pro Phase beträgt, beträgt der Strom durch den Körper Einheiten von Milliampere, was keinen Schaden verursacht.

Ein weiteres Merkmal dieses Systems ist, dass die Leckströme zum Gehäuse und die Kurzschlussströme zur Erde gering sind. Infolgedessen funktioniert die Schutzautomatisierung (Relais oder Leistungsschalter) nicht so, wie wir es in Netzwerken mit geerdetem Neutralleiter gewohnt sind. Das System zur Überwachung des Isolationswiderstands funktioniert jedoch.

Dementsprechend funktioniert das System mit einer einphasigen Schaltung einer dreiphasigen Leitung weiterhin. In diesem Fall steigt die Spannung an den beiden verbleibenden Drähten relativ zur Masse an. Wenn eine Person einen Phasendraht berührt, fällt sie unter Leitungsspannung.

In Verbindung mit einem solchen Entwurf gibt es in einem Netzwerk mit einem isolierten Neutralleiter keine zwei Spannungsarten, im Gegensatz zu einem nicht geerdeten, bei dem zwischen den Phasen U liegt_linear (im Alltag 380V) und zwischen Phase und Null U._Phase (220 V). Um eine einphasige Last mit einem IT-System mit einer Spannung von 380 V an das Netzwerk anzuschließen, können Sie Abwärtstransformatoren vom Typ 380/220 verwenden und die Geräte zwischen den beiden Phasen an eine lineare Spannung anschließen.

Geltungsbereich

Lassen Sie uns darüber sprechen, wo eine solche Lösung verwendet wird. Dieses Stromversorgungssystem wurde in der Sowjetzeit in häuslichen Stromnetzen verwendet, um Strom in Wohngebäude zu übertragen. Insbesondere bei der Elektrifizierung von Holzhäusern, bei denen bei Verwendung eines geerdeten Neutralleiters die Brandgefahr durch Erdschlüsse erhöht wird.

Unter dem Gesichtspunkt der elektrischen Sicherheit besteht der Unterschied zwischen einem isolierten und einem geerdeten Neutralleiter bei der Stromversorgung von Häusern darin, dass das Netzwerk aufgrund geringer Leckströme weiterhin funktioniert, wenn einer der Leiter die geerdeten leitenden Teile im IT-Netzwerk berührt, z. B. Wandarmaturen oder Wasserleitungen.

Dementsprechend werden weder die Bewohner noch sonst jemand von dem Problem erfahren, bis jemand schockiert ist, während jemand einen der Drähte und die Pipeline berührt.

In einem System mit einem geerdeten Neutralleiter funktioniert mindestens ein Differentialschutz, und bei einem "guten" Metallkreis öffnet sich der Leistungsschalter. Mit dem Beginn des Massenbaus von Plattenhäusern (dem sogenannten Chruschtschow) gaben sie es auf und wechselten in den 60-80er Jahren zu TN-Cund in den späten 90ern TN-C-S, über die Gründe lesen Sie unten.

Gegenwärtig wird isolierter Neutralleiter überall dort verwendet, wo es notwendig ist, eine erhöhte Sicherheit zu bieten oder ob es nicht möglich ist, normal zu machen Erdung, nämlich:

• Im Meer - auf Schiffen, Öl- und Gasplattformen, wo die Verwendung des Plattformkörpers als Erdung aufgrund des Anodenschutzes unmöglich ist, und an Orten, an denen Strom ins Wasser fließt, beginnt er zu rosten und stark zu verrotten.
• In Minen und anderen Bergbaustandorten (mit einer Spannung von 380-660V).
• Im Untergrund.
• Über Beleuchtungs- und Steuerkreise in stationären Kränen usw.
• Auch bei Haushaltsbenzin-, Gas- oder Dieselgeneratoren an den Ausgangsklemmen befindet sich ein isolierter Neutralleiter.

Es kann nicht nur in der Form gefunden werden, die wir in der obigen Abbildung dargestellt haben, sondern auch in Form von Abwärtstransformatoren und Trenntransformatoren, die zur Stromversorgung von tragbaren Beleuchtungsgeräten (nicht mehr als 50 V oder 12 V PTEEP S. 2.12.6.) Und anderen Geräten oder verwendet werden Werkzeuge, einschließlich solcher, mit denen sie in geschlossenen und feuchten Räumen arbeiten.

Zusammenfassen

Wir haben herausgefunden, warum wir einen isolierten Neutralleiter bis 1 kV benötigen. Jetzt werden wir die Vor- und Nachteile des Stromversorgungssystems mit einem isolierten Neutralleiter für Dummies in der Elektrik auflisten.

Vorteile der Verwendung:

1. Große Sicherheit.
2. Höhere Zuverlässigkeit, mit der Sie beispielsweise die Beleuchtung in Krankenhäusern verwenden können.
3. Der wirtschaftliche Faktor - in einem dreiphasigen Netz mit isoliertem Neutralleiter ist es möglich, Strom über die kleinstmögliche Anzahl von Drähten zu übertragen - in drei.
4. Das System wird weiterhin mit einphasigen Erdfehlern betrieben.

Nachteile:

1. Erdschlüsse erhöhen das Nutzungsrisiko, wenn die Stromversorgung fortgesetzt wird.
2. Kleine Kurzschlussströme.
3. Keine Funken während des Primärfehlers.

In Netzen über 1000 V.

Derzeit wird isolierter Neutralleiter am häufigsten in Netzen mit einer Mittelspannungsklasse (1-35 kV) verwendet. Für ein Netz von 110 kV und höher - fest geerdet. Aufgrund der Tatsache, dass während eines Kurzschlusses gegen Masse die Spannung wie gesagt linear ansteigt, beträgt die Phasenspannung (zwischen Masse und Phasenleiter) in der 110-kV-Übertragungsleitung 63,5 kV. Bei einem Kurzschluss nach Masse ist dies besonders wichtig und ermöglicht es, die Kosten für Isoliermaterialien zu senken.

Übrigens sind bei KTP mit einer höheren Spannung von bis zu 35 kV die Primärwicklungen der Transformatoren zu einem Dreieck verbunden, in dem es keinen Neutralleiter als solchen gibt.

Geringe Kurzschlussströme und die Fähigkeit, mit einphasigen Kurzschlüssen auf Freileitungen zu arbeiten - in Verteilungsnetzen sind besonders wichtig und ermöglichen es Ihnen, eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu organisieren. In diesem Fall bleibt der Verschiebungswinkel zwischen den im Werk verbleibenden Phasen unverändert - bei 120 °.

Bei Spannungen von Tausenden von Volt kann die kapazitive Leitfähigkeit der Phasen nicht vernachlässigt werden. Daher ist das Berühren der VLEP-Kabel für das menschliche Leben gefährlich. Im Normalmodus werden die Ströme in den Phasen der Quelle durch die Summe der Lasten und kapazitiven Ströme relativ zur Erde bestimmt, während die Summe der kapazitiven Ströme Null ist und der Strom in der Erde nicht fließt.

Wenn wir einige Details weglassen, um in einer für Anfänger verständlichen Sprache anzugeben, nähert sich bei einem Kurzschluss nach Masse die Spannung relativ zur Masse der beschädigten Phase Null. Da die Spannungen der beiden anderen Phasen auf lineare Werte ansteigen, erhöhen sich ihre kapazitiven Ströme um das 3-fache (1,73-fache). Infolgedessen ist der kapazitive Strom eines einphasigen Kurzschlusses dreimal höher als normal. Beispielsweise beträgt für eine 10 km lange 10-kV-Hochspannungsübertragungsleitung der kapazitive Strom ungefähr 0,3 A. Wenn eine Phase durch einen Lichtbogen gegen Masse kurzgeschlossen wird, treten aufgrund verschiedener Phänomene gefährliche Überspannungen bis zu 2 bis 4 U auf._f, was zu einem Zusammenbruch der Isolierung führt und Zwischenphasenkurzschluss.

Ausschluss der Möglichkeit des Auftretens Bogen und um mögliche Konsequenzen auszuschließen, ist der Neutralleiter über einen Lichtbogenunterdrückungsreaktor mit der Erde verbunden. In diesem Fall wird seine Induktivität entsprechend der Kapazität anstelle eines Kurzschlusses gegen Masse ausgewählt und auch so, dass der Betrieb des Relaisschutzes sichergestellt wird.

Also dank dem Reaktor:

1. Ich nehme viel ab_kurz
2. Der Lichtbogen wird instabil und erlischt schnell.
3. Der Spannungsanstieg nach dem Erlöschen des Lichtbogens wird verlangsamt, wodurch die Wahrscheinlichkeit des erneuten Auftretens des Lichtbogens und des Schaltstroms verringert wird.
4. Die Ströme der umgekehrten Reihenfolge sind gering, daher hat ihre Wirkung auf den rotierenden Rotor des Generators keinen signifikanten Effekt.

Wir listen die Vor- und Nachteile von Hochspannungsnetzen mit isoliertem Neutralleiter auf.

Leistungen:

1. Für einige Zeit kann es im Notfallmodus arbeiten (mit Kurzschluss nach Masse)
2. An den Stellen der Störung tritt ein unbedeutender Strom auf, vorausgesetzt, die Stromkapazität ist gering.

Nachteile:

1. Komplizierte Fehlererkennung.
2. Die Notwendigkeit, Netzspannungsinstallationen zu isolieren.
3. Wenn die Schaltung lange dauert, kann eine Person durch einen elektrischen Schlag geschockt werden, wenn sie unterfällt Stufenspannung.
4. Bei einem 1-Phasen-Kurzschluss ist ein normaler Betrieb nicht gewährleistet Relaisschutz. Der Wert des Fehlerstroms hängt direkt vom Verzweigungskreis ab.
5. Aufgrund der Anhäufung von Isolationsfehlern durch Lichtbogenüberspannungen wird die Lebensdauer verkürzt.
6. Schäden können an mehreren Stellen durch einen Isolationsbruch sowohl in Kabeln als auch in Elektromotoren und anderen Teilen der elektrischen Anlage auftreten.

Damit ist die Überprüfung des Funktionsprinzips und der Merkmale von Netzen mit isoliertem Neutralleiter abgeschlossen. Wenn Sie den Artikel ergänzen oder Ihre Erfahrungen teilen möchten - schreiben Sie in die Kommentare, wir werden ihn veröffentlichen!

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