Τι είναι απομονωμένο ουδέτερο και πού χρησιμοποιείται;

Επί του παρόντος, ένα απομονωμένο ουδέτερο είναι δύσκολο να βρεθεί στην καθημερινή ζωή, δεν θα το συναντήσετε ποτέ εάν κάνετε καλωδίωση σε διαμερίσματα. Ενώ οι γραμμές υψηλής τάσης χρησιμοποιείται ενεργά, καθώς και σε ορισμένες περιπτώσεις σε δίκτυα 380V. Θα σας πούμε περισσότερα για το τι είναι ένα απομονωμένο ουδέτερο δίκτυο και ποια χαρακτηριστικά διαθέτει με απλές λέξεις σε αυτό το άρθρο.

Τι είναι αυτό;

Ο ορισμός του «απομονωμένου ουδέτερου» δίνεται στο κεφάλαιο 1.7. PUE, στην παράγραφο 1.7.6. και GOST R 12.1.009-2009. Όπου λέγεται ότι απομονωμένο είναι το ουδέτερο στον μετασχηματιστή ή τη γεννήτρια, δεν είναι συνδεδεμένο καθόλου στη συσκευή γείωσης ή όταν συνδέεται μέσω συσκευών προστασίας, μέτρησης και σηματοδότησης.

Ουδέτερο είναι το σημείο στο οποίο οι περιελίξεις των μετασχηματιστών ή των γεννητριών συνδέονται όταν είναι ενεργοποιημένοι σύμφωνα με το σχήμα "αστέρι".

Μεταξύ των ηλεκτρολόγων, υπάρχει μια λανθασμένη αντίληψη ότι το συντομευμένο όνομα του απομονωμένου ουδέτερου είναι Σύστημα πληροφορικής, σύμφωνα με την ταξινόμηση της ρήτρας 1.7.3. Αυτό δεν είναι απολύτως αληθινό. Στην ίδια παράγραφο αναφέρεται ότι οι ονομασίες TN-C / C-S / S, TT και IT γίνονται δεκτές για δίκτυα και ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με τάση έως 1 kV.

Στο ίδιο κεφάλαιο 1.7 του EIC υπάρχει η ρήτρα 1.7.2. όπου λέγεται ότι σε σχέση με τα μέτρα ηλεκτρικής ασφάλειας, οι ηλεκτρικές εγκαταστάσεις χωρίζονται σε 4 τύπους - μονωμένα ή σταθερά γειωμένα έως 1 kV και πάνω από 1 kV.

Έτσι, υπάρχουν κάποιες διαφορές στην ασφάλεια και την εφαρμογή ενός τέτοιου δικτύου σε διαφορετικές τάσεις τάσης και είναι τουλάχιστον λανθασμένο να καλέσετε μια γραμμή 10 kV με ένα απομονωμένο ουδέτερο "σύστημα πληροφορικής". Αν και σχηματικά - σχεδόν το ίδιο.

Σε δίκτυα έως 1 kV

Γενικές πληροφορίες

Ας δούμε πού, πώς και σε ποιες περιπτώσεις χρησιμοποιούν ένα απομονωμένο ουδέτερο σε ηλεκτρικές εγκαταστάσεις με τάση έως 1000 V, το λεγόμενο σύστημα πληροφορικής. Στο κεφάλαιο PUE 1.7. Ενότητα 1.7.3. δίνεται ένας ορισμός παρόμοιος με αυτόν που δόθηκε παραπάνω, αλλά είναι ελαφρώς διαφορετικός. Λέει ότι τα περιβλήματα και άλλα αγώγιμα μέρη σε συστήματα πληροφορικής πρέπει να γειωθούν. Σκεφτείτε πώς φαίνεται στο διάγραμμα.

Δεδομένου ότι το ουδέτερο του μετασχηματιστή δικτύου IT δεν είναι συνδεδεμένο με τη γείωση, με απλούς όρους, δεν έχουμε επικίνδυνη διαφορά δυναμικού μεταξύ των καλωδίων γείωσης και φάσης. Και κατά λάθος το άγγιγμα 1 ζωντανού καλωδίου στο σύστημα πληροφορικής είναι ασφαλές. Λόγω της σχετικά χαμηλής τάσης, η αγωγιμότητα χωρητικής φάσης παραμελείται εδώ.

Σε δίκτυα με απομονωμένο ουδέτερο, δεν υπάρχει έντονη φάση και μηδέν - και οι δύο αγωγοί είναι ίσοι.

Το ρεύμα μέσω του ανθρώπινου σώματος είναι ίσο με:

Εγώ_η = 3U_στ/ (3r_η+ ζ)

Ε_στ - τάση φάσης · ρ_η - αντίσταση του ανθρώπινου σώματος (1 kOhm γίνεται αποδεκτό). z είναι η συνολική αντίσταση μόνωσης της φάσης σε σχέση με το έδαφος (100 kOhm ή περισσότερο ανά φάση).

Το ρεύμα σε αυτήν την περίπτωση επιστρέφει στην πηγή ισχύος μέσω της μόνωσης των καλωδίων και όχι στη γείωση, όπως συμβαίνει με το TN.

Δεδομένου ότι η αντίσταση μόνωσης είναι μεγαλύτερη από 100 kOhm ανά φάση, το ρεύμα μέσω του αμαξώματος θα είναι μονάδες milliamps, κάτι που δεν θα προκαλέσει βλάβη.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό αυτού του συστήματος είναι ότι τα ρεύματα διαρροής στο περίβλημα και τα ρεύματα βραχυκυκλώματος στο έδαφος θα είναι χαμηλά. Ως αποτέλεσμα, ο προστατευτικός αυτοματισμός (ρελέ ή διακόπτες κυκλώματος) δεν λειτουργεί όπως συνηθίζουμε σε δίκτυα με γειωμένο ουδέτερο. Αλλά το σύστημα παρακολούθησης της αντίστασης μόνωσης λειτουργεί.

Κατά συνέπεια, με ένα μονοφασικό κύκλωμα τριφασικής γραμμής, το σύστημα θα συνεχίσει να λειτουργεί. Σε αυτήν την περίπτωση, η τάση στα δύο υπόλοιπα καλώδια αυξάνεται σε σχέση με τη γείωση. Εάν ένα άτομο αγγίξει ένα καλώδιο φάσης, πέφτει κάτω τάση γραμμής.

Σε σχέση με έναν τέτοιο σχεδιασμό, δεν υπάρχουν δύο τύποι τάσης σε ένα δίκτυο με ένα απομονωμένο ουδέτερο, σε αντίθεση με ένα μη γειωμένο, όπου μεταξύ των φάσεων U_{γραμμική} (στην καθημερινή ζωή 380V), και μεταξύ φάσης και μηδέν U_φάση (220V). Για να συνδέσετε ένα μονοφασικό φορτίο στο δίκτυο με ένα σύστημα IT με τάση 380V, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μετασχηματιστές τύπου 380/220 και να συνδέσετε τις συσκευές μεταξύ των δύο φάσεων σε μια γραμμική τάση.

Πεδίο εφαρμογής

Ας μιλήσουμε για το πού χρησιμοποιείται μια τέτοια λύση. Αυτό το σύστημα τροφοδοσίας χρησιμοποιήθηκε σε οικιακά δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας για τη μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας σε κτίρια κατοικιών κατά τη διάρκεια της σοβιετικής εποχής. Ειδικά για την ηλεκτροδότηση ξύλινων σπιτιών, όπου όταν χρησιμοποιείτε γειωμένο ουδέτερο, αυξάνεται ο κίνδυνος πυρκαγιάς λόγω γείωσης.

Από την άποψη της ηλεκτρικής ασφάλειας, η διαφορά μεταξύ ενός απομονωμένου και ενός γειωμένου ουδέτερου στην παροχή ρεύματος των σπιτιών είναι ότι εάν ένας από τους αγωγούς αγγίζει τα γειωμένα αγώγιμα μέρη, όπως εξαρτήματα τοίχου ή σωλήνες νερού, στο δίκτυο IT, το δίκτυο θα συνεχίσει να λειτουργεί λόγω των χαμηλών ρευμάτων διαρροής.

Κατά συνέπεια, ούτε οι κάτοικοι, ούτε κάποιος άλλος θα ξέρει για το πρόβλημα μέχρι, ενώ κάποιος αγγίζει ένα από τα καλώδια και τον αγωγό, κάποιος θα σοκαριστεί.

Σε ένα σύστημα με γειωμένο ουδέτερο, θα λειτουργεί τουλάχιστον διαφορική προστασία και με ένα "καλό" μεταλλικό κύκλωμα, ο διακόπτης θα ανοίξει. Με την έναρξη της μαζικής κατασκευής σπιτιών πάνελ (το λεγόμενο Χρουστσόφ), το εγκατέλειψαν και στη δεκαετία του 60-80 TN-C, και στα τέλη της δεκαετίας του '90 TN-C-S, για τους λόγους που διαβάζονται παρακάτω.

Επί του παρόντος, το απομονωμένο ουδέτερο χρησιμοποιείται όπου είναι απαραίτητο για την παροχή αυξημένης ασφάλειας ή εάν δεν είναι δυνατόν να γίνει κανονικό γείωση, συγκεκριμένα:

• Στη θάλασσα - σε πλοία, πλατφόρμες πετρελαίου και φυσικού αερίου, όπου η χρήση του σώματος της πλατφόρμας ως γείωσης είναι αδύνατη λόγω της προστασίας από την άνοδο, και σε μέρη όπου το ρεύμα ρέει στο νερό, θα αρχίσει να σκουριάζει και να σαπίζει έντονα.
• Σε ορυχεία και άλλες περιοχές εξόρυξης (με τάση 380-660V).
• Στο μετρό.
• Σε κυκλώματα φωτισμού και ελέγχου σε σταθερούς γερανούς κ.λπ.
• Επίσης, στις γεννήτριες βενζίνης, φυσικού αερίου ή ντίζελ οικιακής χρήσης στα τερματικά εξόδου είναι ένα απομονωμένο ουδέτερο.

Μπορεί να βρεθεί όχι μόνο με τη μορφή που παρουσιάσαμε στο παραπάνω διάγραμμα, αλλά και με τη μορφή μετασχηματιστών απομόνωσης και απομόνωσης που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία φορητών συσκευών φωτισμού (όχι περισσότερο από 50V ή 12V PTEEP σελ. 2.12.6.) Και άλλου εξοπλισμού ή εργαλεία, συμπεριλαμβανομένων εκείνων με τα οποία εργάζονται σε κλειστά και υγρά δωμάτια.

Συνοψίζοντας

Ανακαλύψαμε γιατί χρειαζόμαστε ένα μονωμένο ουδέτερο έως 1 kV, τώρα θα απαριθμήσουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα του συστήματος τροφοδοσίας με ένα μονωμένο ουδέτερο για ανδρείκελα στα ηλεκτρικά.

Οφέλη από τη χρήση:

1. Μεγάλη ασφάλεια.
2. Μεγαλύτερη αξιοπιστία, η οποία σας επιτρέπει, για παράδειγμα, να χρησιμοποιείτε φωτισμό στα νοσοκομεία.
3. Ο οικονομικός παράγοντας - σε ένα τριφασικό δίκτυο με απομονωμένο ουδέτερο, είναι δυνατή η μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας μέσω του μικρότερου δυνατού αριθμού καλωδίων - σε τρία.
4. Το σύστημα θα συνεχίσει να λειτουργεί με μονοφασικά σφάλματα γείωσης.

Μειονεκτήματα:

1. Τα σφάλματα γης αυξάνουν τον κίνδυνο χρήσης, καθώς συνεχίζεται η παροχή ρεύματος.
2. Μικρά ρεύματα βραχυκυκλώματος.
3. Δεν υπάρχουν σπινθήρες κατά τη διάρκεια του πρωτεύοντος σφάλματος.

Σε δίκτυα άνω των 1000 V

Επί του παρόντος, το απομονωμένο ουδέτερο χρησιμοποιείται συχνότερα σε δίκτυα με τάση μέσης τάσης (1-35 kV). Για δίκτυο 110 kV και υψηλότερο - στερεά γειωμένα. Λόγω του γεγονότος ότι κατά τη διάρκεια βραχυκυκλώματος προς τη γείωση, η τάση, όπως ειπώθηκε, αυξάνεται σε γραμμική, οπότε στη γραμμή μεταφοράς ισχύος 110 kV η τάση φάσης (μεταξύ της γείωσης και του αγωγού φάσης) είναι 63,5 kV. Με βραχυκύκλωμα στη γείωση, αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό και επιτρέπει τη μείωση του κόστους των μονωτικών υλικών.

Παρεμπιπτόντως, σε KTP με υψηλότερη τάση έως 35 kV, οι πρωτεύουσες περιελίξεις των μετασχηματιστών συνδέονται σε ένα τρίγωνο, όπου δεν υπάρχει ουδέτερο ως έχει.

Χαμηλά ρεύματα βραχυκυκλώματος και δυνατότητα συνεργασίας με μονοφασικό βραχυκύκλωμα σε εναέριες γραμμές - σε δίκτυα διανομής είναι ιδιαίτερα σημαντικά και σας επιτρέπουν να οργανώνετε αδιάλειπτη παροχή ρεύματος. Σε αυτήν την περίπτωση, η γωνία μετατόπισης μεταξύ των φάσεων που παραμένουν στο έργο παραμένει αμετάβλητη - στους 120 °.

Σε τάσεις χιλιάδων βολτ, η χωρητική αγωγιμότητα των φάσεων δεν μπορεί να παραμεληθεί. Επομένως, το άγγιγμα των καλωδίων VLEP είναι επικίνδυνο για την ανθρώπινη ζωή. Στην κανονική λειτουργία, τα ρεύματα στις φάσεις της πηγής καθορίζονται από το άθροισμα των φορτίων και των χωρητικών ρευμάτων σε σχέση με το έδαφος, ενώ το άθροισμα των χωρητικών ρευμάτων είναι μηδέν και το ρεύμα στο έδαφος δεν περνά.

Εάν παραλείψουμε ορισμένες λεπτομέρειες για να δηλώσουμε σε γλώσσα κατανοητή για αρχάριους, τότε με βραχυκύκλωμα στη γείωση, η τάση σε σχέση με το έδαφος της κατεστραμμένης φάσης πλησιάζει το μηδέν. Δεδομένου ότι οι τάσεις των άλλων δύο φάσεων αυξάνονται σε γραμμικές τιμές, τα χωρητικά τους ρεύματα αυξάνονται κατά √3 (1,73) φορές. Ως αποτέλεσμα, το χωρητικό ρεύμα ενός μονοφασικού βραχυκυκλώματος είναι 3 φορές υψηλότερο από το κανονικό. Για παράδειγμα, για μια γραμμή μετάδοσης υψηλής τάσης 10 kV μήκους 10 km, το χωρητικό ρεύμα είναι περίπου 0,3 A. Όταν μια φάση βραχυκυκλώνεται στη γείωση μέσω ενός τόξου, προκύπτουν επικίνδυνες υπερτάσεις έως 2-4U ως αποτέλεσμα διαφόρων φαινομένων._φά, η οποία οδηγεί σε καταστροφή της μόνωσης και βραχυκύκλωμα ενδιάμεσης φάσης.

Για να αποκλείσετε την πιθανότητα εμφάνισης τόξο και εξαλείφει τις πιθανές συνέπειες, το ουδέτερο συνδέεται με τη γη μέσω ενός αντιδραστήρα καταστολής τόξου. Σε αυτήν την περίπτωση, η αυτεπαγωγή του επιλέγεται σύμφωνα με την χωρητικότητα στη θέση ενός βραχυκυκλώματος προς τη γείωση, και επίσης έτσι ώστε να διασφαλίζει τη λειτουργία της προστασίας ρελέ.

Έτσι, χάρη στον αντιδραστήρα:

1. Μειώνεται πολύ_μικρός
2. Το τόξο γίνεται ασταθές και σβήνει γρήγορα.
3. Η αύξηση της τάσης μετά την εξαφάνιση του τόξου επιβραδύνεται, με αποτέλεσμα να μειώνεται η πιθανότητα επανεμφάνισης του τόξου και του ρεύματος μεταγωγής.
4. Τα ρεύματα της αντίστροφης ακολουθίας είναι μικρά, επομένως, η επίδρασή τους στον περιστρεφόμενο ρότορα της γεννήτριας δεν έχει σημαντική επίδραση.

Παραθέτουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των δικτύων υψηλής τάσης με απομονωμένο ουδέτερο.

Οφέλη:

1. Για κάποιο χρονικό διάστημα μπορεί να λειτουργήσει σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης (με βραχυκύκλωμα στη γείωση)
2. Ένα ασήμαντο ρεύμα εμφανίζεται στα σημεία δυσλειτουργίας, υπό την προϋπόθεση ότι η τρέχουσα χωρητικότητα είναι μικρή.

Μειονεκτήματα:

1. Περίπλοκη ανίχνευση σφαλμάτων.
2. Η ανάγκη απομόνωσης εγκαταστάσεων τάσης γραμμής.
3. Εάν το κύκλωμα διαρκεί πολύ, τότε ένα άτομο μπορεί να σοκ από ηλεκτροπληξία εάν πέσει κάτω βήμα τάσης.
4. Με βραχυκύκλωμα 1 φάσης, η κανονική λειτουργία δεν διασφαλίζεται προστασία ρελέ. Η τιμή του ρεύματος σφάλματος εξαρτάται άμεσα από το κύκλωμα διακλάδωσης.
5. Λόγω της συσσώρευσης ελαττωμάτων μόνωσης από την έκθεση σε υπέρταση τόξου, η διάρκεια ζωής του μειώνεται.
6. Μπορεί να προκληθεί ζημιά σε πολλά σημεία λόγω βλάβης της μόνωσης, τόσο σε καλώδια, όσο και σε ηλεκτρικούς κινητήρες και σε άλλα μέρη της ηλεκτρικής εγκατάστασης.

Αυτό ολοκληρώνει την αναθεώρηση της αρχής λειτουργίας και των χαρακτηριστικών των δικτύων με απομονωμένο ουδέτερο. Εάν θέλετε να συμπληρώσετε το άρθρο ή να μοιραστείτε την εμπειρία σας - γράψτε στα σχόλια, θα το δημοσιεύσουμε!

Σχετικά υλικά:

• Αιτίες βραχυκυκλώματος
• Πώς να κάνετε γείωση σε μια ιδιωτική κατοικία
• Ποια είναι η διαφορά μεταξύ γείωσης και γείωσης