Che cos'è il neutro isolato e dove viene utilizzato?

Attualmente, un neutro isolato è difficile da trovare nella vita di tutti i giorni, non lo incontrerai mai se fai il cablaggio negli appartamenti. Mentre le linee ad alta tensione sono utilizzate attivamente, così come in alcuni casi nelle reti 380V. Vi diremo di più su cosa sia una rete neutra isolata e quali caratteristiche ha in parole semplici in questo articolo.

Cos'è questo?

La definizione di "neutro isolato" è data in capitolo 1.7. PUE, al paragrafo 1.7.6. e GOST R 12.1.009-2009. Dove si dice che isolato è il neutro sul trasformatore o generatore, non è affatto collegato al dispositivo di messa a terra o quando è collegato tramite dispositivi di protezione, misurazione e segnalazione.

Il neutro è il punto in cui gli avvolgimenti di trasformatori o generatori sono collegati quando accesi secondo lo schema a "stella".

Tra gli elettricisti, c'è un malinteso che il nome abbreviato di neutro isolato sia Sistema informatico, secondo la classificazione della clausola 1.7.3. Il che non è del tutto vero. Lo stesso paragrafo afferma che le designazioni TN-C / C-S / S, TT e IT sono accettate per reti e impianti elettrici con tensione fino a 1 kV.

Nello stesso capitolo 1.7 dell'EIC c'è la clausola 1.7.2. dove si dice che in relazione alle misure di sicurezza elettrica, le installazioni elettriche sono divise in 4 tipi: isolate o solidamente messe a terra fino a 1 kV e sopra 1 kV.

Pertanto, ci sono alcune differenze nella sicurezza e nell'applicazione di tale rete in diverse classi di tensione ed è almeno errato chiamare una linea da 10 kV con un "sistema IT" neutro isolato. Sebbene schematicamente, quasi lo stesso.

Nelle reti fino a 1 kV

Informazioni generali

Vediamo dove, come e in quali casi utilizzano un neutro isolato in installazioni elettriche con tensione fino a 1000 V, il cosiddetto sistema IT. Nel capitolo PUE 1.7. Sezione 1.7.3 viene fornita una definizione simile a quella sopra indicata, ma è leggermente diversa. Dice che le custodie e altre parti conduttive nei sistemi IT devono essere messe a terra. Considera come appare nel diagramma.

Poiché il neutro del trasformatore della rete IT non è collegato a terra, in termini semplici, non abbiamo una differenza di potenziale pericolosa tra i fili di terra e di fase. E il contatto accidentale di 1 cavo attivo nel sistema IT è sicuro. A causa della tensione relativamente bassa, la conduttività della fase capacitiva viene trascurata qui.

Nelle reti con neutro isolato, non vi è alcuna fase pronunciata e zero - entrambi i conduttori sono uguali.

La corrente attraverso il corpo umano è uguale a:

io_h = 3U_f/ (3r_h+ z)

U_f - tensione di fase; r_h - resistenza del corpo umano (1 kOhm è accettato); z è la resistenza di isolamento totale della fase rispetto alla terra (100 kOhm o più per fase).

La corrente in questo caso ritorna alla fonte di alimentazione attraverso l'isolamento dei fili e non a terra, come nel caso di TN.

Poiché la resistenza di isolamento è superiore a 100 kOhm per fase, la corrente attraverso il corpo sarà unità di milliampere, che non causerà danni.

Un'altra caratteristica di questo sistema è che le correnti di dispersione verso l'involucro e le correnti di corto circuito verso terra saranno basse. Di conseguenza, l'automazione di protezione (relè o interruttori di circuito) non funziona nel modo in cui siamo abituati nelle reti con un neutro messo a terra. Ma il sistema di monitoraggio della resistenza di isolamento funziona.

Di conseguenza, con un circuito monofase di una linea trifase, il sistema continuerà a funzionare. In questo caso, la tensione sui due fili rimanenti aumenta rispetto alla terra. Se una persona tocca un filo di fase, cade sotto tensione di linea.

In connessione con un tale progetto, non ci sono due tipi di tensione in una rete con un neutro isolato, al contrario di uno non collegato a terra, dove tra le fasi U_lineare (nella vita di tutti i giorni a 380 V) e tra fase e zero U_fase (220). Per collegare un carico monofase alla rete con un sistema IT con una tensione di 380 V, è possibile utilizzare trasformatori step-down di tipo 380/220 e collegare i dispositivi tra le due fasi a una tensione lineare.

Ambito di applicazione

Parliamo di dove viene utilizzata tale soluzione. Questo sistema di alimentazione era utilizzato nelle reti elettriche domestiche per trasferire elettricità agli edifici residenziali durante l'era sovietica. Soprattutto per l'elettrificazione delle case in legno, dove quando si utilizza un neutro a terra, il rischio di incendio a causa di guasti a terra è aumentato.

Dal punto di vista della sicurezza elettrica, la differenza tra un neutro isolato e uno messo a terra nell'alimentazione elettrica delle case è che se uno dei conduttori tocca le parti conduttive messe a terra nella rete IT, ad esempio raccordi a parete o tubi dell'acqua, la rete continuerà a funzionare a causa delle basse correnti di dispersione.

Di conseguenza, né i residenti, né nessun altro conosceranno il problema fino a quando, mentre qualcuno tocca uno dei cavi e della tubazione, qualcuno rimarrà scioccato.

In un sistema con un neutro messo a terra, funzionerà almeno una protezione differenziale e con un "buon" circuito metallico, l'interruttore si aprirà. Con l'inizio della costruzione in serie di case a pannelli (il cosiddetto Krusciov), la abbandonarono e negli anni 60-80 passarono a TN-Ce alla fine degli anni '90 in poi TN-C-S, sui motivi letti di seguito.

Attualmente, il neutro isolato viene utilizzato ovunque sia necessario per fornire una maggiore sicurezza o se non è possibile renderlo normale messa a terra, vale a dire:

• Nel mare - su navi, piattaforme petrolifere e del gas, dove l'uso del corpo della piattaforma come messa a terra è impossibile a causa della protezione dell'anodo, e nei punti in cui la corrente scorre nell'acqua, inizierà a arrugginire e marcire intensamente.
• Nelle miniere e in altri siti minerari (con una tensione di 380-660 V).
• In metropolitana.
• Sui circuiti di illuminazione e controllo di gru fisse, ecc.
• Anche nei generatori di benzina, gas o diesel domestici ai terminali di uscita c'è un neutro isolato.

Può essere trovato non solo nella forma che abbiamo presentato nel diagramma sopra, ma anche sotto forma di trasformatori di abbassamento e di isolamento che vengono utilizzati per alimentare dispositivi di illuminazione portatili (non più di 50 V o 12V PTEEP p. 2.12.6.) E altre apparecchiature o strumenti, compresi quelli con cui lavorano in ambienti chiusi e umidi.

Riassumendo

Abbiamo capito perché abbiamo bisogno di un neutro isolato fino a 1 kV, ora elencheremo i vantaggi e gli svantaggi del sistema di alimentazione con un neutro isolato per i manichini nell'elettrico.

Vantaggi dell'uso:

1. Grande sicurezza.
2. Maggiore affidabilità, che consente di utilizzare, ad esempio, l'illuminazione negli ospedali.
3. Il fattore economico - in una rete trifase con neutro isolato, è possibile trasferire l'elettricità attraverso il minor numero possibile di fili - in tre.
4. Il sistema continuerà a funzionare con guasti a terra monofase.

svantaggi:

1. I guasti a terra aumentano il rischio di utilizzo, mentre l'alimentazione continua.
2. Piccole correnti di corto circuito.
3. Nessuna scintilla durante l'errore primario.

Nelle reti sopra i 1000 V.

Attualmente, il neutro isolato viene spesso utilizzato nelle reti con una classe di media tensione (1-35 kV). Per una rete di 110 kV e superiore - a terra solida. A causa del fatto che durante il cortocircuito verso massa, la tensione, come è stato detto, sale a lineare, quindi nella linea di trasmissione 110 kV, la tensione di fase (tra la terra e il conduttore di fase) è 63,5 kV. Con cortocircuito verso terra, questo è particolarmente importante e consente di ridurre i costi dei materiali isolanti.

A proposito, in KTP con una tensione maggiore fino a 35 kV, gli avvolgimenti primari dei trasformatori sono collegati in un triangolo, dove non esiste un neutro in quanto tale.

Le basse correnti di cortocircuito e la capacità di lavorare con il cortocircuito monofase su linee aeree - nelle reti di distribuzione sono particolarmente importanti e consentono di organizzare l'alimentazione ininterrotta. In questo caso, l'angolo di spostamento tra le fasi rimanenti nel lavoro rimane invariato - a 120 °.

A tensioni di migliaia di volt, la conducibilità capacitiva delle fasi non può essere trascurata. Pertanto, toccare i fili VLEP è pericoloso per la vita umana. In modalità normale, le correnti nelle fasi della sorgente sono determinate dalla somma dei carichi e delle correnti capacitive relative al terreno, mentre la somma delle correnti capacitive è zero e la corrente nel terreno non passa.

Se omettiamo alcuni dettagli per stabilire in una lingua comprensibile per i principianti, quindi con un corto a terra, la tensione relativa alla terra della fase danneggiata si avvicina a zero. Poiché le tensioni delle altre due fasi aumentano a valori lineari, le loro correnti capacitive aumentano di √3 (1,73) volte. Di conseguenza, la corrente capacitiva di un cortocircuito monofase è 3 volte superiore al normale. Ad esempio, per una linea di trasmissione ad alta tensione da 10 kV lunga 10 km, la corrente capacitiva è di circa 0,3 A. Quando una fase viene messa a corto di terra attraverso un arco, si verificano sovratensioni pericolose fino a 2-4U a seguito di vari fenomeni._f, che porta ad una rottura dell'isolamento e corto circuito interfase.

Per escludere la possibilità che si verifichi archi ed eliminare possibili conseguenze, il neutro è collegato alla terra attraverso un reattore di soppressione dell'arco. Allo stesso tempo, la sua induttanza viene selezionata in base alla capacità al posto di un cortocircuito verso massa e anche in modo da garantire il funzionamento della protezione del relè.

Quindi, grazie al reattore:

1. Diminuisco molto_ks.
2. L'arco diventa instabile e si spegne rapidamente.
3. L'aumento della tensione dopo l'estinzione dell'arco viene rallentato, di conseguenza, viene ridotta la probabilità del ripetersi dell'arco e della corrente di commutazione.
4. Le correnti della sequenza inversa sono piccole, pertanto il loro effetto sul rotore rotante del generatore non ha un effetto significativo.

Elenchiamo i pro e i contro delle reti ad alta tensione con neutro isolato.

vantaggi:

1. Per qualche tempo può funzionare in modalità di emergenza (con cortocircuito verso massa)
2. Una corrente insignificante appare nei luoghi di malfunzionamento, a condizione che la capacità corrente sia ridotta.

svantaggi:

1. Rilevazione di guasti complicati.
2. La necessità di isolare le installazioni di tensione di linea.
3. Se il circuito dura a lungo, una persona potrebbe essere sottoposta a shock elettrico se cade sotto tensione di passo.
4. Con il cortocircuito monofase, il normale funzionamento non è garantito protezione relè. Il valore della corrente di guasto dipende direttamente dal circuito di derivazione.
5. A causa dell'accumulo di difetti di isolamento dovuti all'esposizione a sovratensioni ad arco, la sua durata è ridotta.
6. I danni possono verificarsi in diversi punti a causa della rottura dell'isolamento, sia nei cavi, sia nei motori elettrici e in altre parti dell'installazione elettrica.

Ciò conclude la revisione del principio di funzionamento e delle caratteristiche delle reti con neutro isolato. Se vuoi integrare l'articolo o condividere la tua esperienza - scrivi nei commenti, lo pubblicheremo!

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