מה מבודד ניטרלי ואיפה משתמשים בו?
נכון לעכשיו, ניטרל מבודד קשה למצוא בחיי היומיום, לעולם לא תיתקל בו אם אתה מבצע חיווט בדירות. בעוד קווי מתח גבוה משתמשים בו באופן פעיל, כמו גם במקרים מסוימים ברשתות 380 וולט. נסביר ביתר פירוט מהי רשת עם ניטרל מבודד ואילו תכונות יש לה במילים פשוטות במאמר זה.
מה זה
ההגדרה של "ניטרלי מבודד" ניתנת ב פרק 1.7. PUEבסעיף 1.7.6. ו- GOST R 12.1.009-2009. שם נאמר כי מבודד הוא הנייטרלי בשנאי או בגנרטור, שאינו מחובר למכשיר ההארקה כלל, או כאשר הוא מחובר באמצעות התקני הגנה, מדידה ואיתות.
ניטרלי הוא הנקודה בה מחברים פיתולי שנאים או גנרטורים כאשר הם מופעלים על פי תוכנית "הכוכבים".
בקרב חשמלאים ישנה תפיסה שגויה כי השם המקוצר של ניטרל מבודד הוא מערכת ITלפי הסיווג של סעיף 1.7.3. וזה לא לגמרי נכון. באותה הפסקה נאמר כי הייעודים TN-C / C-S / S, TT ו- IT מתקבלים לרשתות ומתקני חשמל עם מתח עד 1 קילוואט.
באותו פרק 1.7 של ה- EIC יש סעיף 1.7.2. שם נאמר כי בכל הנוגע לאמצעי בטיחות חשמל, מתקנים חשמליים מחולקים ל -4 סוגים - מבודדים או חרשים נטועים עד 1 קילוואט ומעל 1 קילוואט.
לפיכך, ישנם כמה הבדלים בבטיחות ויישום של רשת כזו בשיעורי מתח שונים ולפחות לא נכון לקרוא קו 10 קילוואט עם "מערכת IT" ניטרלית מבודדת. אם כי באופן סכמטי - כמעט אותו דבר.
ברשתות של עד 1 קילוואט
מידע כללי
בוא נראה איפה, כיצד ובאילו מקרים הם משתמשים בנטרל מבודד במתקנים חשמליים עם מתח עד 1000 וולט, מה שמכונה מערכת ה- IT. בפרק PUE 1.7. סעיף 1.7.3. ניתנת הגדרה דומה לזו שניתנה לעיל, אך היא מעט שונה. נכתב כי יש לארגן מארזים וחלקים מוליכים אחרים במערכות IT. שקול איך זה נראה בתרשים.
מכיוון שהנייטרל של שנאי רשת ה- IT אינו מחובר לקרקע, במילים פשוטות, אין לנו הבדל פוטנציאלי מסוכן בין חוטי הקרקע לפאזה. ובטעות נגיעה בחוט חי 1 במערכת ה- IT היא בטוחה. בגלל המתח הנמוך יחסית מוזנחת כאן המוליכות בשלב קיבולי.
ברשתות עם ניטרל מבודד, אין שלב בולט ואפס - שני המוליכים שווים.
הזרם דרך גוף האדם שווה ל:
אניח = 3Uו/ (3rח+ z)
Uו - מתח שלב; rח - התנגדות של גוף האדם (1 kOhm מקובל); z הוא התנגדות הבידוד הכוללת של השלב ביחס לכדור הארץ (100 kOhm ומעלה לכל שלב).
הזרם במקרה זה חוזר למקור הכוח דרך בידוד החוטים ולא לקרקע, כמו שקורה ב- TN.
מכיוון שהתנגדות הבידוד היא יותר מ- 100 קילו"ם לשלב, הזרם דרך הגוף יהיה יחידות של מילי-אמפר, שלא יגרמו נזק.
מאפיין נוסף של מערכת זו הוא שזרמי הדליפה למארז והזרמים הקצרים לקרקע יהיו נמוכים. כתוצאה מכך אוטומציה מגן (ממסר או מפסקי זרם) אינם פועלים באופן שאנו רגילים אליו ברשתות עם ניטרל מקורקע. אבל מערכת הניטור של התנגדות לבידוד עובדת.
בהתאם לכך, עם מעגל חד פאזי של קו תלת פאזי, המערכת תמשיך לפעול. במקרה זה, המתח בשני החוטים הנותרים עולה ביחס לקרקע. אם אדם נוגע בחוט פאזה - הוא נופל תחת מתח קו.
בקשר לעיצוב זה, אין שני סוגים של מתח ברשת עם ניטרל מבודד, בניגוד לזה שיש לו אור-אדמה, שבין השלבים Uליניארי (בחיי היומיום 380 וולט), ובין שלב לאפס Uשלב (220 וולט). כדי לחבר עומס חד פאזי לרשת עם מערכת IT בעלת מתח של 380 וולט, ניתן להשתמש בשנאים הנחשבים מסוג 380/220 ולחבר את המכשירים בין שני השלבים למתח ליניארי.
היקף היישום
בואו נדבר על היכן משתמשים בפתרון כזה. מערכת אספקת חשמל זו שימשה ברשתות חשמל ביתיות להעברת חשמל לבנייני מגורים בתקופה הסובייטית. במיוחד לחשמל של בתי עץ, כאשר בעת שימוש בנייטרל מקורקע, עלה הסיכון לשריפה בגלל תקלות אדמה.
מבחינת הבטיחות החשמלית, ההבדל בין ניטרלי מבודד לבין מקורקע באספקת החשמל של בתים הוא שאם אחד המוליכים ייגע בחלקים המוליכים הארועים, כמו אביזרי קיר או צנרת מים, ברשת ה- IT, הרשת תמשיך לתפקד בגלל זרמי דליפה נמוכים.
בהתאם לכך, לא התושבים ואף אחד אחר לא יידעו על הבעיה עד שמישהו נוגע באחד החוטים ובצינור, מישהו ידהם.
במערכת עם ניטרל מקורקע, תפעל הגנה דיפרנציאלית לפחות, ועם מעגל מתכת "טוב", מפסק ההפעלה ייפתח. עם תחילת הבנייה המסיבית של בתי פאנלים (מה שנקרא חרושצ'וב), הם נטשו אותו ובשנות ה-60-80 עברו ל TN-Cובסוף שנות ה -90 TN-C-S, על הסיבות שקראו להלן.
נכון לעכשיו, נייטרלים מבודדים משמשים בכל מקום שיש צורך לספק ביטחון מוגבר ובין אם לא ניתן להתקין קרקוע, כלומר:
- בים - על גבי ספינות, נפט וגז פלטפורמות, בהן השימוש בגוף הפלטפורמה כהארקה אינו אפשרי בגלל הגנת האנודה, ובמקומות בהם זרם זורם למים, הוא יתחיל להחליד ולהירקב בעוצמה.
- במוקשים ובאתרי כרייה אחרים (עם מתח של 380-660V).
- במחתרת.
- על מעגלי תאורה ובקרה במנופים נייחים וכו '.
- גם בגנרטורים ביתיים, גנרטורים או דיזל במסופי הפלט הוא ניטרלי מבודד.
ניתן למצוא אותו לא רק בצורה שהצגנו בתרשים לעיל, אלא גם בצורה של שנאי הורדה ובידוד המשמשים להפעלת מכשירי תאורה ניידים (לא יותר מ- 50 וולט או 12 וולט PTEEP עמ '2.12.6.) וציוד אחר או כלים, כולל כלים איתם הם עובדים בחדרים סגורים ולחים.
לסכם
גילינו מדוע אנו זקוקים לנטרל מבודד של עד 1 קילוואט, כעת נפרט את היתרונות והחסרונות של מערכת אספקת החשמל עם ניטרל מבודד לדמה באלקטרוניקה.
יתרונות השימוש:
- ביטחון גדול.
- אמינות רבה יותר, המאפשרת להשתמש, למשל, לתאורה בבתי חולים.
- הגורם הכלכלי - ברשת תלת פאזית עם ניטרל מבודד, ניתן להעביר חשמל דרך המספר הקטן ביותר של חוטים - בשלושה.
- המערכת תמשיך לפעול עם תקלות אדמה חד פאזיות.
חסרונות:
- תקלות בכדור הארץ מעלות את הסיכון לשימוש, ככל שאספקת החשמל ממשיכה.
- זרמים קצרים במעגל הקצר.
- אין ניצוצות במהלך תקלה ראשונית.
ברשתות מעל 1000 וולט
נכון לעכשיו, ניטרלי מבודד משמש לרוב ברשתות בעלות מתח בינוני (1-35 קילוואט). עבור רשת של 110 קילוואט ומעלה - מקורקע. בשל העובדה שבמהלך קצר חשמלי לקרקע, המתח, כאמור, עולה ליניארית, ולכן בקו ההולכה של 110 קילוואט, מתח הפאזה (בין הקרקע למוליך הבמה) הוא 63.5 קילוואט. עם קצר חשמלי לקרקע זה חשוב במיוחד ומאפשר להפחית את עלות חומרי הבידוד.
אגב, ב- KTP עם מתח גבוה יותר של עד 35 קילוואט, הפיתולים הראשיים של השנאים מחוברים למשולש, שם אין נייטרלים ככאלה.
זרמים קצרים במעגל הקצר והיכולת לעבוד עם מעגל קצר חד-פאזי בקווי תקורה - ברשתות הפצה חשובים במיוחד ומאפשרים לכם לארגן את אספקת החשמל ללא הפרעה. במקרה זה, זווית המשמרת בין השלבים שנותרו בעבודה נותרה ללא שינוי - על 120 מעלות.
במתח של אלפי וולט, לא ניתן להזניח את המוליכות הקיבולית של השלבים. לכן נגיעה בחוטי ה- VLEP מסוכנת לחיי אדם. במצב רגיל, הזרמים בשלבי המקור נקבעים על ידי סכום העומסים והזרמים הקיבוליים יחסית לקרקע, ואילו סכום הזרמים הקיבוליים הוא אפס והזרם באדמה לא עובר.
אם נשמיט כמה פרטים על מנת שנקבע בשפה המובנת למתחילים, אז עם קצר לקרקע, המתח ביחס לקרקע השלב הפגוע מתקרב לאפס. מכיוון שהמתחים של שני השלבים האחרים גדלים לערכים לינאריים, הזרמים הקיבוליים שלהם גדלים פי 3 (1.73). כתוצאה מכך, הזרם הקיבולי של קצרה חד פאזית גבוה פי 3 מהרגיל. לדוגמה, עבור קו הילוכים מתח גבוה של 10 קילוואט, שאורכו 10 ק"מ, הזרם הקיבולי הוא בערך 0.3 A. כאשר קיצור שלב לקרקע דרך קשת, מתרחשים מתח מתח מסוכן עד 2-4U כתוצאה מתופעות שונות.ו, מה שמוביל להתמוטטות הבידוד קצר חשמלי בין שלבים.
כדי לשלול את האפשרות להתרחש קשת ומבטל השלכות אפשריות, הנייטרלי מחובר לכדור הארץ דרך כור לדיכוי קשת. במקרה זה, השראות שלו נבחרת על פי הקיבול במקום קצר חשמלי לקרקע, וגם כך שתבטיח את פעולת ההגנה ממסר.
לפיכך, בזכות הכור:
- אני פוחתת הרבהקצר
- הקשת הופכת לא יציבה וכבה במהירות.
- עליית המתח לאחר הכחדת הקשת מואטת, כתוצאה, ההסתברות להתרחשות חוזרת של הקשת וזרם המיתוג מצטמצמת.
- הזרמים של הרצף ההפוך הם קטנים, לכן השפעתם על הרוטור המסתובב של הגנרטור אינה משפיעה באופן משמעותי.
אנו מפרטים את היתרונות והחסרונות של רשתות מתח גבוה עם ניטרל מבודד.
יתרונות:
- במשך זמן מה הוא יכול לעבוד במצב חירום (עם קצר חשמלי לקרקע)
- זרם קל מופיע בנקודות התקלה, בתנאי שהקיבולת הנוכחית קטנה.
חסרונות:
- גילוי תקלות מסובך.
- הצורך לבודד מתקני מתח קו.
- אם המעגל נמשך זמן רב, אדם עלול להיות המום מהלם חשמלי אם הוא נופל תחת מתח צעד.
- במעגל קצר-פאזי, פעולה רגילה אינה מובטחת הגנת ממסר. ערך זרם התקלה תלוי ישירות במעגל הענף.
- בגלל הצטברות ליקויי בידוד מחשיפה לתפסי קשת, אורך חיי השירות שלה מופחת.
- נזק יכול להתרחש בכמה מקומות כתוצאה מהתמוטטות בידוד, הן בכבלים והן במנועים חשמליים ובחלקים אחרים של המתקן החשמלי.
זה מסכם את סקירת עקרון הפעולה והתכונות של רשתות עם ניטרל מבודד. אם אתה רוצה להוסיף את המאמר או לשתף את החוויה שלך - כתוב בתגובות, אנו נפרסם אותה!
חומרים קשורים:
טעינה...
