Заземление в сетях с изолированной нейтралью: Заземление нейтрали в сетях – типы, схемы согласно требованиям ПУЭ

Содержание

Электробезопасность в установках до 1000 В с глухозаземленной и изолированной нейтралью

С точки зрения электробезопасности выясняется напряжение, воздействию которого подвергается тело человека при прикосновении к токоведущим частям или корпусам машин, аппаратов и механизмов с поврежденной изоляцией. Если нейтраль сети заземлена, то при прикосновении человека к находящемуся под напряжением проводнику одной фазы образуется цепь фаза источника — тело человека — обувь — пол — земля — заземление нейтрали источника. Напряжение, воздействию которого подвергается тело человека, представляет собой часть фазного напряжения источника.
В сети с изолированной нейтралью при прикосновении человека к находящемуся под напряжением проводнику через тело человека проходит ток, определяемый напряжением источника, сопротивлением человека и проводимостью фазы сети на землю. В сетях до 1000 В решающее значение имеет активная проводимость изоляции. Если до момента прикосновения сопротивления изоляции фаз на землю были равны, то при пренебрежении емкостями на землю ток через тело человека определяется на основании теории симметричных составляющих:

где — фазное напряжение источника; — сопротивление тела человека, его обуви и пола; r — сопротивление изоляции фазы на землю.


Если одна из фаз до момента прикосновения имела замыкание на землю, то прикосновение к токоведущим частям других фаз представляет большую опасность, так как ток через тело человека определяется линейным напряжением сети и суммой сопротивлений его тела, обуви и пола:

Поражения, вызываемые прикосновением к конструкциям или корпусам, оказавшимся под напряжением, предотвращаются главным образом применением защитных заземлений.
Защитным заземлением называется преднамеренное соединение с землей металлических частей электрической установки, нормально не находящихся под напряжением, благодаря которому ток через тело человека при прикосновении к корпусу с поврежденной изоляцией снижается до такого значения, которое не угрожает его жизни и здоровью.
Кроме обеспечения безопасности людей при повреждении изоляции заземления могут выполнять функции, определяющие нормальный режим работы электроустановки: заземления разрядников; заземления нейтралей трансформаторов в установках 110 кВ и выше; снижающие уровни перенапряжений; системы с использованием земли в качестве рабочего провода (электрифицированный транспорт, электропередачи «два провода — земля») и др.

Заземления, определяющие режим работы установки в нормальной эксплуатации называются рабочими.
Для обеспечения надежного автоматического отключения с наименьшим временем отключения элементов электрооборудования с поврежденной изоляцией в электроустановках переменного тока напряжением до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, а также в трехпроводных сетях постоянного тока с глухозаземленной средней точкой устраивается связь корпусов электрооборудования с заземленной нейтралью электроустановки. Наличие такого соединения превращает замыкание токоведущих частей на корпус в к. з., сопровождаемое значительным током. Такая система носила ранее (до 1957 г.) название «зануление»; действующими ПУЭ это название исключено, так как система представляет собой обычную систему заземления, но с требованием обеспечения достаточно малого сопротивления связи между заземляемыми корпусами электрооборудования и нейтралью источника.
В настоящее время вопрос выбора режима нейтрали в электроустановках до 1000 В решается следующим образом.
В наиболее распространенных четырехпроводных сетях до 380 В, общих для силовых и осветительных нагрузок, нейтраль и нейтральный провод обязательно заземляются. Это определяется тем, что сопротивление изоляции нейтрального провода ниже, чем фазного, так как протяженность этого провода больше. Контроль изоляции нейтрального провода в режиме нормальной эксплуатации сложен. Его трудно осуществить даже путем поочередного отключения целей, так как в нейтральном проводе нет ни выключателей, ни предохранителей. Дефекты изоляции нейтрального провода постепенно накапливаются, ничем себя не проявляя. Кроме того, в четырехпроводной сети с изолированной нейтралью при замыкании фазы на землю нейтральный провод получает фазное напряжение и прикосновение к нему представляет прямую опасность.
Малые значения токов однофазного замыкания в установках с изолированной нейтралью являются значительным преимуществом этой системы с точки зрения электробезопасности. Однако безопасные значения токов могут быть достигнуты лишь в малоразветвленных сетях с хорошим состоянием изоляции.
В сильно разветвленных сетях следить за состоянием изоляции трудно, возникшие замыкания могут своевременно не выявляться и системы могут длительное время работать с замыканием в одной точке. Даже при хорошем состоянии изоляции в сильно разветвленных сетях ток однофазного замыкания может быть значительным за счет емкостной составляющей, а компенсация емкостных токов на землю в сетях до 1000 В не применяется из-за связанных с этим дополнительных расходов. Таким образом, в установках низкого напряжения допустимы обе системы — с изолированной и заземленной нейтралью. При мало разветвленной сети имеет преимущество система с изолированной нейтралью. При сильно разветвленной сети целесообразно работать с заземленной нейтралью. Для исключения повышения напряжения исправных фаз по отношению к земле свыше условного значения 250 В нейтраль четырехпроводной сети напряжением до 380 В переменного тока и средняя точка трехпроводной сети постоянного тока напряжением до 440 В должны быть заземлены.
В электроустановках трехфазного тока напряжением 500 и 660 В нейтраль, как правило, изолирована.
Электроустановки с изолированной нейтралью следует применять при повышенных требованиях по безопасности (торфяные разработки, горные карьеры, угольные шахты и др.) и при условии, что в электроустановках обеспечиваются контроль изоляции сети, быстрое обнаружение персоналом замыканий на землю и быстрая их ликвидация, либо автоматическое отключение участков при возникновении замыкания на землю. Это объясняется тем, что даже при малых токах замыкания напряжение прикосновения может быть значительным, а при возникновении двойного замыкания, сопровождаемого током двухфазного к. з., это напряжение резко возрастает.

Заземление низковольтных установок

В четырехпроводных сетях переменного тока или в трехпроводных сетях постоянного тока обязательно глухое заземление нейтрали.

В электроустановках с глухозаземленной нейтралью при замыканиях на заземленные части должно быть обеспечено надежное автоматическое отключение поврежденных участков сети с минимальным временем отключения.

С этой целью в электроустановках до 1000 В с глухозаземленной нейтралью обязательна металлическая связь корпусов электрооборудования с заземленной нейтралью электроустановки, т. е. устройство зануления:

Схема зануления:

Нейтраль генератора, трансформатора (на стороне до 1000 В) должна быть присоединена к заземлителю при помощи отдельного заземляющего проводника (рабочее заземление). Сечение этого заземляющещего проводника должно быть не менее указанного в таблице:

Наименьшие размеры заземляющих и нулевых защитных проводников и электродов-заземлителей
Наименование Медь Алюминий Сталь
В зданиях В наружных установках В земле
Неизолированные проводники:
сечение мм 2 4 8 - - -
диаметр мм 2 -
-
5 6 10
стальные оцинкованные в земле, диаметр, мм - - - - 6
Изолированные провода, сечение, мм 2 1,5 * 2,5 - - -
Заземляющие и нулевые жилы кабелей и проводов в общей защитной оболочке с фазными жилами, сечение, мм 2 1,0 2,5 - - -
Угловая сталь, толщина полки, мм - - 2 2,5 4
Полосовая сталь;
сечение, мм 2 - - 24 48 48
толщина, мм 2 - - 3 4 4
Стальные трубы, толщина стенки, мм - - 2,5 2,5 3,5
Тонкостенные стальные трубы, толщина стенки, мм - - 1,5 2,5 Не допускается

* При прокладке проводов в трубах допускается применять сечение медных нулевых защитных проводников 1 мм 2, если фазные проводники имеют то же сечение.

Указанный заземлитель должен быть расположен в непосредственной близости от генератора или трансформатора. В отдельных случаях, например во внутрицеховых подстанциях, заземлитель допускается сооружать непосредственно около стены здания.

Вывод нейтрали генератора или трансформатора на щит распределительного устройства должен выполняться: при выводе фаз шинами – шиной на изоляторах, при выводе фаз кабелем (проводом) – жилой кабеля (провода). Допускается в кабелях с алюминиевой оболочкой вместо четвертой жилы использовать оболочку. Проводимость вывода нейтрали должна быть не менее 50% проводимости вывода фаз.

Сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генераторов или трансформаторов либо выводы источников однофазного тока, р любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника постоянного тока.

При удельном электрическом сопротивлении р земли более 10 Ом-м допускается увеличивать указанные выше значения сопротивления ЗУ в отношении р/100, но не более 10-кратного.

На воздушных линиях электропередачи зануление осуществляется нулевым рабочим проводом, проложенным на тех же опорах, что и фазные провода. На концах воздушных линий (или ответвлений) длиной более 200 м, а также на вводах в здание, электроустановки которых подлежат занулению, должны выполняться повторные заземления нулевого рабочего провода. При этом в первую очередь используются естественные заземлители, например подземные части опор, а также заземляющие устройства, выполненные для защиты от грозовых перенапряжений.

Повторные заземления нулевого провода в сетях постоянного тока должны осуществляться при помощи отдельных искусственных заземлителей, которые не должны иметь металлических соединений с подземными трубопроводами.

Общее сопротивление растеканию заземлителей всех повторных заземлений нулевого рабочего провода каждой воздушной линии в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

При этом сопротивление растеканию заземлителя каждого из повторных заземлений должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях.

Проводники для повторных заземлений нулевого провода должны иметь пропускную способность по допустимому нагреву не менее 25 А.

По механической прочности заземляющие и нулевые защитные проводники должны иметь размеры не менее приведенных в таблице: «Наименьшие размеры заземляющих и нулевых защитных проводников и электродов-заземлителей»

В качестве искусственных заземлителей помимо металла допускается использовать электропроводящий бетон.

В электроустановках напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства, используемого для заземления электрооборудования, должно быть не более 4 Ом.

При мощности генератора или трансформатора 100 кВ-А и менее заземляющие устройства могут иметь сопротивление до 10 Ом.

Это же правило действует и при параллельной работе генераторов или трансформаторов, при суммарной их мощности не более 100 кВ-А.

В районах с удельным сопротивлением земли на территории электроустановки более 200 Ом-м для сооружения искусственных заземлителей рекомендуется:

  1. устройство углубленных заземлителей, если на большей глубине удельное сопротивление земли снижается;
  2. применение искусственной обработки земли с целью снижения удельного сопротивления, если другие способы не могут быть применены или не дают необходимого эффекта;
  3. устройство выносных заземлителей, если вблизи до 1-2 км от электроустановки есть места с меньшим удельным сопротивлением земли.

В районах многолетней мерзлоты, кроме того, следует помещать заземлители в непромерзаемые водоемы, в талые зоны, а также использовать артезианские скважины.

В районах с удельным сопротивлением земли более 500 Ом-м, если вышеуказанные мероприятия не позволяют получить приемлемые по экономическим соображениям заземлители, допускается повысить требуемые ПУЭ значения сопротивлений ЗУ в р/500 раз, где р – удельное сопротивление земли, Ом-м. При этом увеличение требуемых ПУЭ сопротивлений ЗУ должно быть не более десятикратного.

Если у Вас остались вопросы – обращайтесь к нам, в авторизованный сервисный центр «Эл Ко-сервис».

Мы всегда рады помочь в установке приобретенной Вами техники.

Если у Вас возникли проблемы при эксплуатации стиральной или посудомоечной машины (плиты, духовки, накопительного или проточного водонагревателя, холодильника) – мы всегда рады помочь в решении возникших у Вас проблем.

Инженерно-технический отдел авторизованного сервисного центра «Эл Ко-сервис»

Нейтраль — это… (определение, примеры)

Что такое глухозаземленная нейтраль, и для чего она нужна. Принцип действия сетей с глухозаземленной нейтралью. Главные преимущества и недостатки сетей с таким типом заземления. Принципы работы системы TN.

Изолированная нейтраль

Изолированная нейтраль нашла достаточно широкое применение в отечественных энергетических системах. Данный способ заземления применяется для генераторов или трансформаторов. В этом случае их нейтральные точки не соединяются с заземляющим контуром. В распределительных сетях на 6-10 киловольт нейтральной точки может не быть вообще, поскольку соединение трансформаторных обмоток выполняется методом треугольника.

В соответствии с ПУЭ, режим изолированной нейтрали может быть ограничен емкостным током, представляющим собой ток однофазного замыкания на землю сети. Его компенсация с помощью дугогасящих реакторах предусматривается при следующих значениях:

  • Ток свыше 30 ампер, напряжение 3-6 киловольт;
  • Ток свыше 20 ампер, напряжение 10 киловольт;
  • Ток свыше 15 ампер, напряжение 15-20 киловольт;
  • Ток свыше 10 ампер, напряжение 3-20 киловольт, с металлическими и железобетонными опорами воздушных ЛЭП
  • Все электрические сети с напряжением 35 киловольт.
  • В блоках «генератор-трансформатор» при токе 5 ампер и генераторном напряжении 6-20 киловольт.

Компенсация тока замыкания на землю может быть заменена резистивным заземлением нейтрали с помощью резистора. В этом случае алгоритм действия релейной защиты будет изменен. Впервые заземление в режиме изолированной нейтрали было применено в электроустановках со средним значением напряжения.

Что такое глухозаземленная нейтраль?

Начнем с определения нейтрали, в электротехнике под этим термином подразумевается точка в месте соединения всех фазных обмоток трансформаторов и генераторов, когда применяется тип подключения «Звезда». Соответственно, при включении «Треугольником» нейтрали быть не может.


Включение обмоток: а) «звездой»; б) «треугольником»

Если нейтраль обмоток генератора или трансформатора заземлить, то такая система получит название глухозаземленной, с ее организацией можно ознакомиться ниже.


Рис. 2. Сеть с глухозаземленной нейтралью

Список использованной литературы

  1. ГОСТ 30331.1-2013
  2. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 1// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2011. – № 3. – 160 c.
  3. Харечко В.Н., Харечко Ю.В. Основы заземления электрических сетей и электроустановок зданий, 3-издание, 2004

Что такое заземление и зачем оно нужно?

Заземляющие устройства представляют собой преднамеренное соединение проводниками электрического типа различных точек электросети.

Назначение заземления заключается в предотвращении воздействия электрического тока на человека. Ещё одно назначение защитного заземления — отведение напряжения с корпуса электроустановки через устройство заземления на землю.

Основная цель применения заземления — снижение уровня потенциала между точкой, которая заземляется и землёй. Тем самым понижается сила тока до наименьшего уровня и уменьшается количество поражающих факторов при соприкосновении с деталями электрических приборов и установок, в которых произошел пробой на корпус.

Глава1.7 ЗАЗЕМЛЕНИЕ И ЗАЩИТНЫЕ МЕРЫ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ

Переходк Содержанию документа осуществляется по ссылке

Устройство сетей с голухозаземленной нейтралью

Как видно из рисунка 2, характерной особенностью электросетей TN типа является заземление нейтрали. Заметим, что в данном случае речь идет не о защитном заземлении, а о рабочем соединении между нейтралью и заземляющим контуром. Согласно действующим нормам, максимальное сопротивление такого соединения — 4-е Ома (для сетей 0,4 кВ). При этом нулевой провод, идущий от глухозаземленной средней точки, должен сохранять свою целостность, то есть, не коммутироваться и не оборудоваться защитными устройствами, например, предохранителями или автоматическими выключателями.

В ВЛ до 1-го кВ, используемых в системах с глухозаземленной нейтралью, нулевые провода прокладываются на опорах, как и фазные. В местах, где делается отвод от ЛЭП, а также через каждые 200,0 метров магистрали, положено повторно заземлять нулевые линии.


Пример устройства сети TN-C-S

Если от трансформаторных подстанций отводятся кабели к потребителю, то при использовании схемы с глухозаземленной нейтралью, длина такой магистрали не может превышать 200,0 метров. На вводных РУ также следует подключать шину РЕ к контуру заземления, что касается нулевого провода, то необходимость в его подключении к «земле» зависит от схемы исполнения.

Достоинства и недостатки изолированной нейтрали

Несомненным достоинством режима изолированной нейтрали является отсутствие необходимости быстрого отключения первого однофазного замыкания на землю. Кроме того, в местах повреждений образуется малый ток, при условии малой токовой емкости на землю.

Однако этот режим имеет ряд существенных недостатков, из-за которых его использование существенно ограничено.

Основные недостатки изолированной нейтрали:

  • Возможные дуговые перенапряжения перемежающегося характера дуги малого тока в месте однофазного замыкания на землю.
  • Повреждения могут возникнуть во многих местах по причине пробоя изоляции на других соединениях, где возникают дуговые перенапряжения. По этой причине выходят из строя сразу многие кабели, электродвигатели и другое оборудование.
  • Дуговые перенапряжения воздействуют на изоляцию в течение продолжительного времени. В результате, в ней постепенно накапливаются дефекты, что приводит к снижению срока эксплуатации.
  • Все электрооборудование необходимо изолировать на линейное напряжение относительно земли.
  • Места повреждений довольно сложно обнаружить.
  • Реальная опасность поражения людей электротоком в случае продолжительного замыкания на землю.
  • При однофазных замыканиях не всегда может быть обеспечена правильная работа релейной защиты, поскольку значение реального тока замыкания полностью связано с режимом работы сети, в частности, с количеством включенных присоединений.

Таким образом, большое количество недостатков перекрывает все достоинства данного режима заземления. Однако в определенных условиях этот метод считается достаточно эффективным и не противоречит требованиям ПУЭ.

Технические особенности

В данной системе, где используется общая средняя точка, помимо межфазного присутствует и фазное напряжение. Последнее образуется между рабочим нулем и линейными проводами. Наглядно отличие первого от второго продемонстрировано ниже.


Разница между фазным и линейным напряжением

Разность потенциалов UF1, UF2 и UF3 принято называть фазными, а величины UL1, UL2 и UL3 – линейными или межфазными. Характерно, что UL превышает UF примерно в 1,72 раза.

В идеально сбалансированной сети трехфазного электрического тока должны выполняться поддерживаться следующие соотношения:

UF1= UF2=UF3;

UL1=UL2=UL3.

На практике добиться такого результата невозможно по ряду причин, например из-за неравномерной нагрузки, токов утечки, плохой изоляции фазных проводников и т.д. Когда нейтраль заземлена, дисбаланс линейных и фазных характеристик энергосистемы существенно снижается, то есть, рабочий ноль позволяет выравнивать потенциалы.

Обрыв нулевого провода считается серьезной аварией, которая с большой вероятностью приведет к нарушению симметрии нагрузки, более известной под термином «перекос фаз». В таких случаях в сетях однофазных потребителей произойдет резкое увеличение амплитуды электрического тока, что с большой вероятностью выведет из строя оборудование, рассчитанное на напряжение 220 В. Получить более подробную информацию о перекосе фаз и способах защиты от него, можно на страницах нашего сайта.

Глухозаземленная нейтраль

Более прогрессивным способом считается режим глухозаземленной нейтрали. В этом случае нейтраль генератора или трансформатора непосредственно соединяется с заземляющим устройством. В некоторых случаях соединение осуществляется с использованием малого сопротивления, например, трансформатора тока. В отличие от защитного, такое заземление нейтрали называется рабочим. Значение сопротивления заземляющих устройств, соединенных с нейтралью, не должно превышать 4 Ом в электроустановках с напряжением 380/220 вольт.

В электроустановках, где используется глухозаземленная нейтраль, поврежденный участок должен быстро и надежно отключаться в автоматическом режиме в случае возникновения замыкания между фазой и заземляющим проводником. С связи с этим, при напряжении до 1000 вольт, корпуса оборудования должны обязательно соединяться с заземленной нейтралью установок. Таким образом, обеспечивается быстрое отключение поврежденного участка в случае короткого замыкания с помощью реле максимального тока или предохранителя.

Принцип действия сетей с глухозаземленной нейтралью

Теперь рассмотрим подробно, с какой целью заземляется нейтраль и как подобная реализация обеспечивает должный уровень электробезопасности, для этого перечислим обстоятельства, которые могут привести к поражению электротоком:

  • Непосредственное прикосновение к токоведущим элементам. В данном случае никакое заземление не поможет. Необходимо ограничивать доступ к таким участкам и быть внимательным при приближении к ним.
  • Образование зон с шаговым напряжением в результате аварий на ВЛ или других видах электрохозяйства.
  • Повреждения внутренней изоляции может привести к «пробою» на корпус электроустановки, то есть, на нем появляется опасное для жизни напряжение.
  • В результате нарушения электроизоляции токоведущих линий под напряжением могут оказаться кабельные каналы, короба и другие металлические конструкции, используемые при трассировке.

В идеале между нейтралью и землей разность потенциалов должна стремиться к нулю. Подключение к заземляющему контуру на вводе потребителя существенно способствует выполнению этого условия, в тех случаях, когда ТП находится на значительном удалении. При правильной организации заземления такая особенность может спасти человеческую жизнь, как минимум, в двух последних случаях из указанного выше списка.

Чтобы избежать пагубного воздействия электротока необходимо заземлять корпуса электроприборов, а также и других металлических частей электроустановок зданий. Это приведет к тому, что при «пробое» возникнет замыкание фазы на землю. В результате произойдет автоматическое отключение снабжения питанием электроприемников, вызванное срабатыванием устройства защиты от токов КЗ.

Даже если защита не сработает, а кто-либо прикоснется к металлическому элементу, все равно ток будет течь по заземляющему проводнику, поскольку в этой цепи будет меньшее сопротивление.


Движение тока при КЗ на корпус

Говоря о принципе работы защиты заземленной нейтрали нельзя не отметить быстрый выход в аварийный режим, когда один из фазных проводов замыкается на шину PEN. По сути, это КЗ на нейтраль, следствием которого является резкое возрастание тока, приводящее к защитному отключению энергоустановки или проблемного участка цепи.

При определенных условиях можно даже организовать защиту от образования опасных зон с шаговым напряжением. Для этого на пол в потенциально опасном помещении стелют (если необходимо, то замуровывают в бетон) металлическую сеть, подключенную к общему заземляющему контуру.

Какого цвета обычно бывает изоляция заземляющего провода?

Желто-зелёные полосы. (ПУЭ 1.7.154)

Использование в сетях ниже тысячи вольт

Эффективно заземленная нейтраль применяется в основном в сетях с напряжением в 110 В. и более. Однако, допустимо применять в сетях ниже тысячи вольт, где нет, и не предвидится применение приборов, у которых имеется опасность возникновения пожара. Или отсутствуют устройства, у которых может повредиться электрооборудование или возникнуть взрыв.

В последнее время такие электросхемы получили распространение в городских электросетях. Что имеет смысл при коэффициенте тока короткого замыкания на землю меньше единицы. Это дает возможность использовать кабель, рассчитанный на напряжение 6 КВ использовать в сети 10 КВ. Что позволяет увеличить передаваемую мощность на величину 1,73 без замены кабеля и коммутационной аппаратуры.

Почему отгорает нулевой провод?

Потому что ток через него идёт. Отгорает он обычно в местах некачественно сделанных соединений. Если сопротивление соединения велико, на нём начинает выделяться тепло. От тепла соединение окисляется, сопротивление его ещё больше увеличивается, оно греется ещё сильнее. Если процесс пошёл, рано или поздно провод отгорит. Запомните нехитрую премудрость: чем больше площадь контакта, тем соединение надёжнее. И если скрутка длиной 1 см. отгорит через месяц, 2 см. – через год, то длиной 5 см. и длиннее будет служить (может быть) вечно. Сделайте скрутку подлиннее, вам чё, провода, чтоли, жалко? Для надёжности можно ещё накрутить на скрутку кусочек неизолированного провода. Ещё лучше пропаять или сварить скрутку. Сейчас в ходу специальные колпачки, накручиваемые на соединения – “СИЗы”. Сами по себе они только увеличивают надёжность соединения, но в то, что достаточно накрутить СИЗ, и надёжность обеспечена, я не верю. Тщательно зачищайте соединяемые поверхности (напильником, ножом), но не наждачной бумагой (её зёрна могут ухудшить качество соединения). Когда делаете петлю провода под болтовое (винтовое) соединение, шваркните её несколько раз напильником (надфилем), чтобы площадь контакта больше была. Затяните винт или болт до упора, через них ток пойдёт. Позаботьтесь, чтоб соединение не ослабло со временем. Используйте хорошую, не ржавую и не окисленную шайбу, а также шайбу Гровера. Не соединяйте непосредственно медные и алюминиевые провода, используйте для этого (стальные) зажимы.
Наверх

Эта работа в формате PDF

На домашнюю страницу

Заземление дизель генератора, нейтрали генератора

Дизельные электростанции — это установки, находящиеся под электрическим напряжением. Для обеспечения безопасности людей необходимо организовать заземление электроустановки. Заземление дизель генератора выполняется с использованием специально заземляющего устройства. В состав такого устройства входят заземлители (электроды, имеющие электрический контакт с землей) и заземляющие проводники (соединители заземлителя и заземляющей точки).

Дизель генераторные установки работают в сетях с изолированной или глухозаземленной нейтралью. Изолированное заземление нейтрали генератора используется чаще всего для ДГУ, работающих в режиме автономных источников питания. Глухозаземленная нейтраль генератора выполняется в системе, соответствующей одной из систем заземления, актуальных для имеющейся центральной сети. Основные системы заземления:

  • IT — система состоит из изолированной нейтрали источника тока и заземленных проводников электроустановки.
  • TT — система предполагает наличие глухозаземленной нейтрали источника электричества и заземления электростанции с использованием независимого заземляющего аппарата.
  • TN системы применяются для заземления электростанций в сетях с глухозаземленной нейтралью. В таких системах открытые части, проводящие ток, соединяются с нейтралью источника питания нулевыми проводниками.
  • TN-C — система состоит из одного нулевого проводника, в котором совмещены защитный и рабочий проводники на протяжении всей системы.
  • TN-S система на всем протяжении состоит из разделенных рабочих и защитных нулевых проводников.
  • TN-C-S — в данной системе нулевой рабочий проводник сначала совмещается в один с нулевым защитным, а затем оба проводника разделяются на автономные.

Так как речь идет о безопасности людей, необходимо помнить, что заземление установок должно выполняться профессионалами, в соответствии с существующими нормативами — в данном случае ПУЭ-7. При этом проводится точный расчет допустимого максимального сопротивления, с учетом сезонных коэффициентов. Осуществление такого расчета, равно как и проведение регулярных сезонных контрольных проверок в процессе эксплуатации, требует не только высокого профессионализма, но и наличия специального оборудования.

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

Внимание!

Ссылка на главу, вышедшую в другом издании

Нумерация может измениться

Данный документ находится в библиотеке сайта ElectroShock

Перейдите по ссылке, чтобы посмотреть список доступных документов

Там же находится ПУЭ в формате справки windows

1.7.96. В электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства при прохождении расчетного тока замыкания на землю в любое время года с учетом сопротивления естественных заземлителей должно быть

R ≤ 250 / I

но не более 10 Ом, где I - расчетный ток замыкания на землю, А.

В качестве расчетного тока принимается:

1) в сетях без компенсации емкостных токов - ток замыкания на землю;

2) в сетях с компенсацией емкостных токов:

для заземляющих устройств, к которым присоединены компенсирующие аппараты, - ток, равный 125 % номинального тока наиболее мощного из этих аппаратов;

для заземляющих устройств, к которым не присоединены компенсирующие аппараты, - ток замыкания на землю, проходящий в данной сети при отключении наиболее мощного из компенсирующих аппаратов.

Расчетный ток замыкания на землю должен быть определен для той из возможных в эксплуатации схем сети, при которой этот ток имеет наибольшее значение.

1.7.97. При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью должны быть выполнены условия 1.7.104. При использовании заземляющего устройства одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более указанного в 1.7.101 либо к заземляющему устройству должны быть присоединены оболочки и броня не менее двух кабелей на напряжение до или выше 1 кВ или обоих напряжений, при общей протяженности этих кабелей не менее 1 км.

1.7.98. Для подстанций напряжением 6-10/0,4 кВ должно быть выполнено одно общее заземляющее устройство, к которому должны быть присоединены:

1) нейтраль трансформатора на стороне напряжением до 1 кВ;

2) корпус трансформатора;

3) металлические оболочки и броня кабелей напряжением до 1 кВ и выше;

4) открытые проводящие части электроустановок напряжением до 1 кВ и выше;

5) сторонние проводящие части.

Вокруг площади, занимаемой подстанцией, на глубине не менее 0,5 м и на расстоянии не более 1 м от края фундамента здания подстанции или от края фундаментов открыто установленного оборудования должен быть проложен замкнутый горизонтальный заземлитель (контур), присоединенный к заземляющему устройству.

1.7.99. Заземляющее устройство сети напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью, объединенное с заземляющим устройством сети напряжением выше 1 кВ с эффективно заземленной нейтралью в одно общее заземляющее устройство, должно удовлетворять также требованиям 1.7.89 - 1.7.90.

 

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

Читайте также

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью Вопрос. Каким должно быть напряжение на заземляющем устройстве при стекании с него тока замыкания на землю?Ответ. Не должно, как правило, превышать 10 кВ. Напряжение

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью

Заземляющие устройства электроустановок напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью Вопрос. Каким должно быть сопротивление заземляющего устройства в электроустановках напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью при прохождении расчетного тока

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью

Заземляющие устройства электроустановок напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью Вопрос. В чем заключаются общие требования Правил к заземляющим устройствам напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью?Ответ. Нейтраль генератора или

Заземляющие устройства электроустановок в районах с большим удельным сопротивлением земли

Заземляющие устройства электроустановок в районах с большим удельным сопротивлением земли Вопрос. Какие мероприятия рекомендуются при сооружении искусственных заземлителей в районах с большим удельным сопротивлением земли?Ответ. Рекомендуются следующие

Заземляющие устройства

Заземляющие устройства Вопрос. Что входит в объем испытаний заземляющих устройств?Ответ. В объем испытаний входит:проверка элементов заземляющего устройства;проверка цепи между заземлителями и заземляемыми элементами;проверка состояния пробивных предохранителей в

Глава 3.1. ЗАЩИТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ до 1 кВ

Глава 3.1. ЗАЩИТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ НАПРЯЖЕНИЕМ до 1 кВ Область применения. Определения Вопрос. На защиту каких электрических сетей распространяются требования настоящей главы Правил?Ответ. Распространяются на защиту электрических сетей напряжением до 1 кВ,

Защита воздушных и кабельных линий в сетях напряжением 6-10 кВ

Защита воздушных и кабельных линий в сетях напряжением 6-10 кВ Вопрос. Какие устройства РЗ предусматриваются для линий в сетях напряжением 6-10 кВ с изолированной нейтралью, а также с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор?Ответ. Предусматриваются

Защита воздушных и кабельных линий в сетях напряжением 20 и 35 кВ

Защита воздушных и кабельных линий в сетях напряжением 20 и 35 кВ Вопрос. Какие устройства РЗ предусматриваются для линий в сетях напряжением 20 и 35 кВ?Ответ. Предусматриваются устройства защиты от многофазных КЗ и однофазных замыканий на землю (3.2.98).Вопрос. Как выполняется

Защита линий в сетях напряжением 110–750 кВ

Защита линий в сетях напряжением 110–750 кВ Вопрос. Какие устройства РЗ предусматриваются для линий напряжением 110–750 кВ, работающих в сетях с глухо и эффективно заземленной нейтралью?Ответ. Предусматриваются устройства защиты от многофазных КЗ, от КЗ на землю, а на линиях,

Глава 4.2. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПОДСТАНЦИИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 кВ

Глава 4.2. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПОДСТАНЦИИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 кВ Область применения, определения Вопрос. На какие РУ и трансформаторные подстанции (ПС) распространяется настоящая глава Правил?Ответ. Распространяется на стационарные РУ и ПС переменного тока

Глава 4.1. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И ДО 1,5 КВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Глава 4.1. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА И ДО 1,5 КВ ПОСТОЯННОГО ТОКА Область применения Вопрос 1. На какие распределительные устройства распространяется настоящая глава Правил?Ответ. Распространяется на распределительные устройства

Глава 4.2. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПОДСТАНЦИИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 КВ

Глава 4.2. РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И ПОДСТАНЦИИ НАПРЯЖЕНИЕМ ВЫШЕ 1 КВ Область применения, определения Вопрос 20. На какие распределительные устройства и трансформаторные подстанции (ПС) распространяется настоящая глава Правил?Ответ. Распространяется на

1.8.39. Заземляющие устройства

1.8.39. Заземляющие устройства Вопрос 156. Каков общий объем проверки заземляющих устройств?Ответ. В данный объем проверок входит:проверка элементов заземляющего устройства. Проводится путем осмотра этих элементов в пределах доступности осмотру. Сечения и проводимости

9.3. Составление Акта разграничения балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности электроустановок и сооружений напряжением до 1000 В

9.3. Составление Акта разграничения балансовой принадлежности и эксплуатационной ответственности электроустановок и сооружений напряжением до 1000 В Акт разграничения действителен лишь при наличии Разрешения на присоединение мощности. Например, для системы ОАО

Глава 3 РАЗРАБОТКА АКТА РАЗГРАНИЧЕНИЯ БАЛАНСОВОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

Глава 3 РАЗРАБОТКА АКТА РАЗГРАНИЧЕНИЯ БАЛАНСОВОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ И ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В Вопрос 83. С какой целью разрабатывается АРБП? Ответ. Разрабатывается с целью установить границы балансовой принадлежности и

1.7. ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

1.7. ЗАЗЕМЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ В качестве заземляющих устройств могут использоваться как естественные (арматура железобетонных фундаментов), так и искусственные заземлители. Если обеспечиваемое железобетонными фундаментами сопротивление

Заземление нейтрали 220 кв - Вместе мастерим

Трансформаторы имеют нейтрали, режим работы или способ рабочего заземления которых обусловлен:

  • требованиями техники безопасности и охраны труда персонала,
  • допустимыми токами замыкания на землю,
  • перенапряжениями, возникающими при замыканиях на землю, а также рабочим напряжением неповрежденных фаз электроустановки по отношению к земле, определяющих уровень изоляции электротехнических устройств,
  • необходимостью обеспечения надежной работы релейной защиты от замыкания на землю,
  • возможностью применения простейших схем электрических сетей.

При однофазном замыкании на землю нарушается симметрия электрической системы: изменяются напряжения фаз относительно земли, появляются токи замыкания на землю, возникают перенапряжения в сетях. Степень изменения симметрии зависит от режима нейтрали .

Режим нейтрали оказывает существенное влияние на режимы работы электроприемников, схемные решения системы электроснабжения, параметры выбираемого оборудования.

Нейтраль сети — это совокупность соединенных между собой нейтральных точек и проводников, которая может быть изолирована от сети либо соединена с землей через малые или большие сопротивления.

Используются следующие режимы нейтрали:

эффективно заземленная нейтраль.

Выбор режима нейтрали в электрических сетях определяется бесперебойностью электроснабжения потребителей, надёжностью работы, безопасностью обслуживающего персонала и экономичностью электроустановок.

Нейтрали трансформаторов трёхфазных электрических установок, к обмоткам которых подключены электрические сети, могут быть заземлены непосредственно, либо через индуктивные или активные сопротивления, либо изолированы от земли.

Если нейтраль обмотки трансформатора присоединена к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление, то такая нейтраль называется глухозаземлённой , а сети, подсоединённые к ней, соответственно, — сетями с глухозаземлённой нейтралью .

Нейтраль, не соединённая с заземляющим устройством называется изолированной нейтралью .

Сети, нейтраль которых соединена с заземляющим устройством через реактор (индуктивное сопротивление), компенсирующий ёмкостной ток сети, называются сетями с резонанснозаземлённой либо компенсированной нейтралью .

Сети, нейтраль которых заземлена через резистор (активное сопротивление) называется сеть с резистивнозаземлённой нейтралью .

Электрическая сеть, напряжением выше 1 кВ, в которой коэффициент замыкания на землю не превышает 1,4 (коэффициент замыкания на землю – отношение разности потенциалов между неповреждённой фазой и землёй в точке замыкания на землю другой или двух других фаз к разности потенциалов между фазой и землёй в этой точке до замыкания ) называется сеть с эффективнозаземлённой нейтралью .

Электроустановки в зависимости от мер электробезопасности разделяются на 4 группы:

  • электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективнозаземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю),
  • электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю),
  • электроустановки напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью,
  • электроустановки напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью.

Режимы нейтрали трехфазных систем

Напряжение, кВ Режим нейтрали Примечание
0,23 Глухозаземленная нейтраль Требования техники безопасности. Заземляются все корпуса электрооборудования
0,4
0,69 Изолированная нейтраль Для повышения надежности электроснабжения
3,3
6
10
20
35
110 Эффективно заземленная нейтраль Для снижения напряжения незамкнутых фаз относительно земли при замыкании одной фазы на землю и снижения расчетного напряжения изоляции
220
330
500
750
1150

Системы с глухозаземленной нейтралью — это системы с большим током короткого замыкания на землю. При коротком замыкании место замыкания отключается автоматически. В системах 0,23 кВ и 0,4 кВ это отключение диктуется требованиями техники безопасности. Одновременно заземляются все корпуса оборудования.

Системы 110 и 220 кВ и выше выполняются с эффективно заземленной нейтралью . При коротком замыкании место замыкания также отключается автоматически. Здесь заземление нейтрали приводит к снижению расчетного напряжения изоляции. Оно равно фазному напряжению неповрежденных фаз относительно земли. Для ограничения величины токов короткого замыкания на землю заземляются не все нейтрали трансформаторов (эффективное заземление).

Режимы нейтрали трехфазных систем: а — заземленная нейтраль, б — изолированная нейтраль

Изолированной нейтралью называется нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная через аппараты, компенсирующие емкостный ток в сети, трансформаторы напряжения и другие аппараты, имеющие большое сопротивление.

Система с изолированной нейтралью применяется для повышения надежности электроснабжения. Характеризуется тем, что при замыкании одной фазы на землю возрастает напряжение фазных проводов относительно земли до линейного напряжения, и симметрия напряжений нарушается. Между линией и нейтралью протекает емкостной ток. Если он меньше 5А, то допускается продолжение работы до 2 ч для турбогенераторов мощностью до 150 МВт и для гидрогенераторов — до 50 МВт. Если установлено, что замыкание произошло не в обмотке генератора, а в сети, то допускается работа в течение 6 ч.

Сети от 1 до 10 кВ — это сети генераторного напряжения электрических станций и местные распределительные сети. При замыкании на землю одной фазы в такой системе напряжение неповрежденных фаз относительно земли возрастает до величины линейного напряжения. Поэтому изоляция должна быть рассчитана на это напряжение.

Основное преимущество режима изолированной нейтрали — способность подавать энергию электроприемникам и потребителям при однофазном замыкании на землю.

Недостатком этого режима являются трудности о обнаружении места замыкания на землю.

Повышенная надежность режима (т.е. возможность нормальной работы при однофазных замыканиях на землю, которые составляют значительную часть повреждений электрооборудования) изолированной нейтрали обуславливает обязательное его применение при напряжении выше 1 кВ до 35 кВ включительно, поскольку эти сети питают большие группы электроприемников и потребителей.

С напряжения 110 кВ и выше применение режима изолированной нейтрали становится экономически невыгодным, так как повышение напряжения относительно земли с фазного до линейного требует существенного усиления фазной изоляции. Применение режима изолированной нейтрали до 1 кВ допускается и оправданно при повышенных требованиях к электробезопасности.

В подавляющем большинстве электросетей (до 1 кВ) применяется глухозаземленная нейтраль, поскольку такое исполнение наиболее оптимально для действующих требований электробезопасности. Учитывая распространенность этой схемы заземления нейтрали, имеет смысл подробно ознакомиться с ее устройством, принципом работы и техническими особенностями, а также основными требованиями ПУЭ к электроустановкам до 1 кВ.

Что такое глухозаземленная нейтраль?

Начнем с определения нейтрали, в электротехнике под этим термином подразумевается точка в месте соединения всех фазных обмоток трансформаторов и генераторов, когда применяется тип подключения «Звезда». Соответственно, при включении «Треугольником» нейтрали быть не может.

Включение обмоток: а) «звездой»; б) «треугольником»

Если нейтраль обмоток генератора или трансформатора заземлить, то такая система получит название глухозаземленной, с ее организацией можно ознакомиться ниже.

Рис. 2. Сеть с глухозаземленной нейтралью

Устройство сетей с голухозаземленной нейтралью

Как видно из рисунка 2, характерной особенностью электросетей TN типа является заземление нейтрали. Заметим, что в данном случае речь идет не о защитном заземлении, а о рабочем соединении между нейтралью и заземляющим контуром. Согласно действующим нормам, максимальное сопротивление такого соединения — 4-е Ома (для сетей 0,4 кВ). При этом нулевой провод, идущий от глухозаземленной средней точки, должен сохранять свою целостность, то есть, не коммутироваться и не оборудоваться защитными устройствами, например, предохранителями или автоматическими выключателями.

В ВЛ до 1-го кВ, используемых в системах с глухозаземленной нейтралью, нулевые провода прокладываются на опорах, как и фазные. В местах, где делается отвод от ЛЭП, а также через каждые 200,0 метров магистрали, положено повторно заземлять нулевые линии.

Пример устройства сети TN-C-S

Если от трансформаторных подстанций отводятся кабели к потребителю, то при использовании схемы с глухозаземленной нейтралью, длина такой магистрали не может превышать 200,0 метров. На вводных РУ также следует подключать шину РЕ к контуру заземления, что касается нулевого провода, то необходимость в его подключении к «земле» зависит от схемы исполнения.

Технические особенности

В данной системе, где используется общая средняя точка, помимо межфазного присутствует и фазное напряжение. Последнее образуется между рабочим нулем и линейными проводами. Наглядно отличие первого от второго продемонстрировано ниже.

Разница между фазным и линейным напряжением

Разность потенциалов UF1, UF2 и UF3 принято называть фазными, а величины UL1, UL2 и UL3 – линейными или межфазными. Характерно, что UL превышает UF примерно в 1,72 раза.

В идеально сбалансированной сети трехфазного электрического тока должны выполняться поддерживаться следующие соотношения:

На практике добиться такого результата невозможно по ряду причин, например из-за неравномерной нагрузки, токов утечки, плохой изоляции фазных проводников и т.д. Когда нейтраль заземлена, дисбаланс линейных и фазных характеристик энергосистемы существенно снижается, то есть, рабочий ноль позволяет выравнивать потенциалы.

Обрыв нулевого провода считается серьезной аварией, которая с большой вероятностью приведет к нарушению симметрии нагрузки, более известной под термином «перекос фаз». В таких случаях в сетях однофазных потребителей произойдет резкое увеличение амплитуды электрического тока, что с большой вероятностью выведет из строя оборудование, рассчитанное на напряжение 220 В. Получить более подробную информацию о перекосе фаз и способах защиты от него, можно на страницах нашего сайта.

Принцип действия сетей с глухозаземленной нейтралью

Теперь рассмотрим подробно, с какой целью заземляется нейтраль и как подобная реализация обеспечивает должный уровень электробезопасности, для этого перечислим обстоятельства, которые могут привести к поражению электротоком:

  • Непосредственное прикосновение к токоведущим элементам. В данном случае никакое заземление не поможет. Необходимо ограничивать доступ к таким участкам и быть внимательным при приближении к ним.
  • Образование зон с шаговым напряжением в результате аварий на ВЛ или других видах электрохозяйства.
  • Повреждения внутренней изоляции может привести к «пробою» на корпус электроустановки, то есть, на нем появляется опасное для жизни напряжение.
  • В результате нарушения электроизоляции токоведущих линий под напряжением могут оказаться кабельные каналы, короба и другие металлические конструкции, используемые при трассировке.

В идеале между нейтралью и землей разность потенциалов должна стремиться к нулю. Подключение к заземляющему контуру на вводе потребителя существенно способствует выполнению этого условия, в тех случаях, когда ТП находится на значительном удалении. При правильной организации заземления такая особенность может спасти человеческую жизнь, как минимум, в двух последних случаях из указанного выше списка.

Чтобы избежать пагубного воздействия электротока необходимо заземлять корпуса электроприборов, а также и других металлических частей электроустановок зданий. Это приведет к тому, что при «пробое» возникнет замыкание фазы на землю. В результате произойдет автоматическое отключение снабжения питанием электроприемников, вызванное срабатыванием устройства защиты от токов КЗ.

Даже если защита не сработает, а кто-либо прикоснется к металлическому элементу, все равно ток будет течь по заземляющему проводнику, поскольку в этой цепи будет меньшее сопротивление.

Движение тока при КЗ на корпус

Говоря о принципе работы защиты заземленной нейтрали нельзя не отметить быстрый выход в аварийный режим, когда один из фазных проводов замыкается на шину PEN. По сути, это КЗ на нейтраль, следствием которого является резкое возрастание тока, приводящее к защитному отключению энергоустановки или проблемного участка цепи.

При определенных условиях можно даже организовать защиту от образования опасных зон с шаговым напряжением. Для этого на пол в потенциально опасном помещении стелют (если необходимо, то замуровывают в бетон) металлическую сеть, подключенную к общему заземляющему контуру.

Отличия глухозаземленной нейтрали от изолированной

Чтобы дать объяснить различие необходимо, кратко рассказать об основных особенностях изолированной нейтрали, пример такого исполнения приведен ниже.

Рис. 6. Электроустановка с изолированной нейтралью

Как видно из рисунка при данном способе нейтраль изолирована от контура заземления (в случае соединения обмоток «треугольником» она вообще отсутствует), поэтому открытые проводящие части (далее по тексту ОПЧ) электроустановок заземляются независимо от сети. Основное преимущество такой системы заключается в том, что при первом однофазном замыкании можно не производить защитное отключение. Это несомненный плюс для высоковольтных линий, поскольку обеспечивается более высокая надежность электроснабжения. К сожалению, такой режим заземления не удовлетворяет требования электробезопасности для сетей конечных потребителей.

Низкий уровень электробезопасности основной, но не единственный недостаток изолированной нейтрали, с их полным списком, а также другими особенностями этой схемы электроснабжения, можно ознакомиться на нашем сайте.

Системы TN и её подсистемы

Начнем с аббревиатуры. Первые две буквы характеризуют вариант исполнения заземления для нейтрали и ОПЧ соответственно. Варианты для первой литеры:

  • T (от англ. terra — земля) — обозначает глухозаземленную нейтраль.
  • I (от англ. isolate — изолировать) – указывает, что соединение с «землей» отсутствует.

Варианты вторых литер говорят об исполнении заземления ОПЧ: N или Т, используется глухозаземленная нейтраль или независимый контур, соответственно.

Сейчас практикуется три схемы нейтрали:

  1. Эффективное заземление обозначается, как ТТ. Особенность такой схемы заключается в том, что глухозаземленный вывод (N)считается рабочим проводом, а для защиты используется собственный заземляющий проводник (РЕ). Схема заземления ТТ
  2. Изолированная нейтраль (принятое обозначение IT), схема системы была представлена выше на рис. 6.
  3. Вариант TN (глухозаземленное исполнение).

У последнего варианта исполнения есть три подвида:

  • Совмещенный вариант, принятое обозначение TN-С. У данного подвида защитный нуль соединен с нейтральным проводом, что не обеспечивает должного уровня электробезопасности. При обрыве РЕ+N защитное зануление становится бесполезным. Это основная причина, по которой от системы TN-C постепенно отказываются. Схема заземления TN-С
  • Вариант TN-S, нулевой и защитный проводники проложены раздельно. Такая схема наиболее безопасна, но для нее требуется использовать не 4-х, а 5-ти жильный кабель, что повышает стоимость реализации. Схема заземления TN-S
  • Подсистема, совмещающая в себе два предыдущих варианта – TN-C-S. От подстанции до ввода потребителя идет один провод, в РУ он подключается к шинам PE, N и заземляющему контуру. Такая подсистема заземленной нейтрали сейчас наиболее распространена. Схема заземления TN-C-S

Требования ПУЭ

В Правилах нормам и требованиям к глухозаземленной посвящена глава 1.7, приведем наиболее значимые выдержки из нее:

  • Для подключения нейтрали к контуру заземления необходимо использовать специальный проводник.
  • При выборе места под заземляющее устройство следует исходить из минимально допустимого расстояния между ним и нейтралью.
  • Если в качестве заземления используется жб конструкция фундамента, то к его армирующему основанию следует подключаться не менее чем в 2-х точках, это гарантирует наиболее эффективную защиту.
  • Сопротивление заземляющего проводника для трехфазной цепи электрической сети 0,4 кВ имеет ограничение 4-е Ома. В исключительных случаях эта норма может быть пересмотрена исходя из характеристик грунта.
  • В линии глухозаземленной нейтрали запрещено устанавливать предохранители, защитные устройства и другие элементы, способные нарушить целостность проводника.
  • Правилами предписывается обеспечить заземляющему проводнику надежную защиту от механических повреждений.
  • ВЛ должна быть оборудована дублирующими заземлителями, они устанавливаются в начале и конце линии, на отводах, а также через каждые 200 м.
  • Дублирующее заземление должно выполняться и на вводе потребителя и обязательно указываться в схеме щитка ВРУ.
  • При организации бытовых однофазных сетей от ВРУ должна выполняться разводка тремя проводами, один из которых фаза, второй – ноль (N) и третий – защитный (РЕ).
  • Скорость срабатывания защитных автоматов, установленных в однофазных сетях с глухозаземленной нейтралью, не должна быть продолжительней 0,40 сек.

С глухозаземленной нейтралью работают электрические сети напряжением 220 кВ и выше Сети напряжением 110 кВ работают с эффективно зазем­ленной нейтралью.

Рассмотрим свойства таких сетей.

В сетях напряжением 220 кВ и выше заземляют нейтрали всех трансформаторов (рисунок 7.4). Разъединители в цепи нейтралей трансформаторов класса 220 кВ и выше не устанавливаются

Рисунок 7.4 – Сеть с глухо заземлёнными нейтралями

В нормальном режиме работы заземление нейтрали на работу сети не влияет. Влияние режима заземления нейтрали проявляется только при замыканиях на землю.

Рассмотрим однофазное короткое замыкание на землю в точке К. Заземленная нейтраль, линия и место замыкания на землю образуют замкнутый контур через землю. При заземлении нейтралей двух трансформаторов, как это показано на рисунке 7,4, будет два замкнутых контура через землю, в которых протекают токи КЗ Iк1 и Iк2. В месте КЗ токи всех контуров суммируются и через место замыкания протекает суммарный ток КЗ. Величина тока КЗ определяется величиной эквивалентного сопротивления схемы замещения относительно точки КЗ. При этом суммарный ток в месте однофазного КЗ в комплексной форме определяется по выражению:

(7.1)

где Z1Σ, ZΣ, — эквивалентные (суммарные) сопротивления, прямой и нулевой последовательности; UФ – фазное напряжение.

Ток при трехфазном коротком замыкании.

. (7.2)

Эквивалентные сопротивления прямой и нулевой последовательности в сетях 110 кВ и выше могут быть соизмеримы по величине. При этом токи однофазного короткого замыкания могут быть близки по величине к токам трехфазного короткого замыкания. Поэтому сети 110 кВ и выше называют сетями с большими токами замыкания на землю. Большие токи при КЗ на землю – это главное свойство сетей с глухо заземленными и эффективно заземленными нейтралями.

Это и преимущество, и недостаток таких сетей. Преимущество: при большом токе короткого замыкания можно сравнительно просто выявить поврежденную линию, сравнительно просто определить место КЗ и быстро отключить (изолировать) поврежденный элемент.

Недостаток: при большом токе короткого замыкания усложняется работа оборудования. Повышаются требования к термической и динамической стойкости.

Сети 110 кВ и сети напряжением 220 кВ и выше имеют одно важное отличие: воздушные линии напряжением 220 кВ и выше выполняются без ответвлений и не имеют промежуточных отборов мощности. Воздушные линии 110 кВ, в отличие от линий напряжением 220 кВ и выше, имеют многочисленные ответвления к подстанциям промышленных предприятий. При этом от ВЛ-110 кВ через ответвительные подстанции (ПС-3 на рисунке 7.5) получают питание потребители, территориально удаленные от узловых подстанций энергосистемы (ПС-1 и ПС-2 на рисунке 7.5). К одной ВЛ-110 кВ может быть подключено до пяти ответвительных подстанций.

Рисунок 7.5 – Сеть с эффективно заземленной нейтралью

При этом число трансформаторов в сети 110 кВ может быть в несколько раз больше, чем в сетях напряжением 220 кВ и выше. Если в сети 110 кВ нейтрали всех трансформаторов заземлить, то при однофазном КЗ на землю будет несколько контуров для токов КЗ. Это приведет к резкому снижению эквивалентного сопротивления нулевой последовательности ZΣ. Если сопротивление нулевой последовательности снизится до сопротивления прямой последовательности и будет выполнено равенство Z1Σ = ZΣ, то, в соответствии с (7.1) и (7.2), ток однофазного короткого замыкания будет равен току трехфазного короткого замыкания. Если сопротивление нулевой последовательности станет меньше сопротивления прямой последовательности ZΣ

Разземляют, обычно, нейтрали на ответвительных подстанциях, то есть на ГПП. Принимать решение о разземлении нейтрали на той или иной ГПП могут только диспетчеры районной энергосистемы. Число трансформаторов, нейтрали которых следует разземлить, определяется расчетом.

На рисунке 7.5 приведены векторные диаграммы напряжений в точке однофазного КЗ.

Рисунок 7.6 – Векторные диаграммы напряжений в точке КЗ

На рисунке 7.5, а показаны векторы фазных напряжений UА, UВ и UС по отношению к нейтрали трансформатора N. В нормальном режиме потенциал нейтрали по отношению к земле равен нулю. При КЗ на землю фаза А через землю от точки З земли (рисунок 7.4) к нейтрали трансформатора потечет ток КЗ Iк, который отстает от напряжения фазы на угол φ. От тока КЗ в сопротивлении земли между точкой в земле Зв месте замыкания и заземленной нейтралью N появится падение напряжения UЗN. При этом фазные напряжения UВЗ и UСЗ неповрежденных фаз В и С по отношению к земле будут отличаться от фазных напряжений по отношению к нейтрали: UВЗ не равно UВ и UСЗ не равно UС.

Отношение разности потенциалов между неповрежденной фазой и землей при ЗНЗ к разности потенциалов между фазой и землей в этой точке до замыканияназывается коэффициентом замыкания (ПУЭ п.1.2.4). Для электрической сети с эффективно заземленной нейтралью коэффициент замыкания на землю не должен превышать 1,4 (kз ≤ 1,4). Число трансформаторов с разземленной нейтралью выбирается так, чтобы выполнялось условие:

. (7.2)

Если разъединитель в нейтрали отключен, то при однофазном КЗ на изолированной от земли нейтрали может появиться фазное напряжение. В нормальном режиме напряжение на нейтрали трансформатора по отношению к земле равно нулю. Поэтому для удешевления трансформатора изоляция нейтралей трансформаторов класса 110 кВ выполняется обычно ослабленной. Фазное напряжение на нейтрали п отношению к земле для ослабленной изоляции нейтрали является опасным и может вызвать ее пробой. Схемы защиты нейтрали трансформаторов от перенапряжений приведены на рисунке 7.7. В качестве защитных средств FV применяются разрядники (рисунок 7.7, а) или ограничители перенапряжений (рисунок 7.7, б). Для возможности заземления нейтрали (при необходимости) параллельно разряднику устанавливаются разъединитель QS. Номинальное напряжение разрядника выбирается на класс ниже номинального напряжения сети. Например, если сеть напряжением 110 кВ, то разрядник устанавливают на 55 кВ. Для этого включают последовательно два разрядника на 20 и 35 кВ.

Рисунок 7.7 – Схемы защиты нейтрали трансформатора

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы

Neutral Point Treatment - Изолированная сеть

elcome Дорогие друзья техники защиты и управления. 5 наиболее важных типов лечения по методу звезды - это захватывающая тема нашей новой серии статей. Обработка нейтральной точки сети не влияет на передачу электроэнергии, пока сеть находится в безупречном состоянии. Почему лечение в звездных точках так важно, что мы должны говорить об этом здесь, и даже целые конференции посвящены только этой теме?

Помимо многих других аспектов, это, прежде всего, доступность соответствующей электрической сети, которая в особой степени зависит от выбора формы сети.Когда дело доходит до частоты отказов из-за аварийных отключений, имеет диаметральное значение, находимся мы в сети с низким сопротивлением или в компенсированной. Кроме того, есть еще много вопросов, которые входят в выбор метода лечения нейтральной точки.

🌐Какое повышение напряжения происходит в случае неисправности?

🌐Как велика вероятность следующих неисправностей?

🌐Как избежать перенапряжения и блокировки?

🌐Как насчет ступенчатого напряжения и напряжения прикосновения вблизи неисправности?

🌐Как контролировать величину токов короткого замыкания?

🌐Может ли выбор типа сети повлиять на самозатухание замыканий на землю?

а как насчет экономического аспекта требуемой сетевой структуры?

В нашей серии статей мы рассмотрим 5 наиболее важных типов нейтрализации нейтрали. Сегодня мы начнем с изолированной сети .

Изолированная сеть

В изолированной сети нейтральные точки всех существующих генераторов, трансформаторов и формирователей нейтральной точки не заземлены (рис. 1 и 2). Даже если генератор должен быть подключен к земле через нейтральный трансформатор, это все равно изолированная сеть, поскольку нет эффективного заземления из-за высокого импеданса.

Рис.1: Изолированная сеть Рис. 2: Изолированная сеть - напряжения

Напряжения

Теперь, если происходит однополюсное замыкание на землю, мы говорим о замыкании на землю, больше всего страдает напряжение.

Рис. 3: Изолированная сеть - напряжения в случае замыкания на землю

Во-первых, происходит процесс компенсации переходных процессов в миллисекундном диапазоне, и два исправных проводника, на которые не влияет сбой, впоследствии повышаются до постоянной величины, равной межфазное напряжение. Это означает, что величины напряжения фаза-земля исправных фаз увеличиваются в раз. Этот коэффициент увеличения называется коэффициентом замыкания на землю. Если это значение больше 1,4, мы говорим о сети, которая не имеет эффективного заземления.Если он меньше, перед нами эффективно заземленная сеть.

В нашей изолированной сети напряжение здоровых проводников увеличивается в 1,73 раза по сравнению с напряжением между фазой и землей в безаварийных условиях, и поэтому мы находимся в сети, которая не имеет эффективного заземления.
Рис. 4: Изолированная сеть - напряжения и коэффициент заземления

Damit wird ein wesentliches Merkmal des isolierten Netzes offensichtlich. Aufgrund der hohen Beanspruchungen durch die netzfrequente und Stationäre Spannungsüberhöhung in den gesunden Leitern und durch ggf.zusätzlich intermittierendes Verhalten im Erdschlussfall, besteht im isolierten Netz eine vergleichsweise hohe Wahrscheinlichkeit für einen Folgeerdschluss. Dieses Ereignis wird von uns Schutztechnikern liebevoll als Doppelerdschluss bezeichnet.

Если короткое замыкание на землю не гаснет при первом переходе напряжения через нуль, а вместо этого повторно зажигается несколько раз из-за повторяющегося напряжения в канале дуги, в результате возникают бегущие волны, которые создают дополнительную нагрузку на изоляцию сети.

Таким образом, становится очевидной существенная особенность изолированной сети. Из-за высоких нагрузок, вызванных выбросом частоты сети и стационарного напряжения в исправных проводниках, а также, возможно, дополнительной неустойчивой работы в случае замыкания на землю, существует сравнительно высокая вероятность следующего замыкания на землю в изолированной сети. Наши инженеры по защите с любовью называют это событие двойным замыканием на землю.

Токи

Токи в изолированной сети ведут себя довольно скучно.Из-за емкостей между фазой и землей через место повреждения протекает емкостной ток Ic замыкания на землю.

Рис. 5: Изолированная сеть - токи в случае замыкания на землю в фазе 3

Ее размер находится в линейной зависимости от протяженности сети и, следовательно, от размера существующей емкости заземления. Чем больше сеть, тем больше ток емкостного замыкания на землю.

Рис. 6: Емкостной ток

Чтобы зажженная дуга погасла сама по себе, нельзя превышать так называемый предел гашения.Где именно находится этот предел, не может быть определен универсально, поскольку он зависит не только от величины тока, но также от уровня напряжения и крутизны повторяющегося напряжения. В сетях среднего напряжения с преобладающей долей кабеля ток должен быть ограничен максимум до 60 А через место повреждения. Возьмем пример и предположим, что кабель VPE на 20 кВ с поперечным сечением 120 обеспечивает емкостной ток заземления около 2,5 А / км. Максимально допустимая длина кабеля в нашем примере составляет 24 км (15 миль).

По этой причине изолированная сеть в Германии и Австрии в основном используется в генераторных блоках, а также в небольших промышленных и вспомогательных сетях с малым расширением и, как следствие, низкими емкостными токами замыкания на землю и разбросом менее 10%. Исключение составляют наши друзья и коллеги из Швейцарии, которые изолированно эксплуатируют более 70% своих сетей среднего напряжения.

Что произойдет, если мы не будем рассматривать точки звезды нашей сети изолированно, а соединим их с землей по току без сопротивления?

В данном случае речь идет о надежном заземлении, о котором мы расскажем в следующей части.

Спасибо за чтение и привет, Алекс

% PDF-1.4 % 75 0 объект > эндобдж xref 75 108 0000000016 00000 н. 0000003017 00000 н. 0000003152 00000 п. 0000003177 00000 н. 0000003238 00000 н. 0000003272 00000 н. 0000003744 00000 н. 0000003864 00000 н. 0000003985 00000 н. 0000004107 00000 н. 0000004228 00000 п. 0000004349 00000 п. 0000004471 00000 н. 0000004593 00000 н. 0000004714 00000 н. 0000004836 00000 н. 0000004958 00000 н. 0000005078 00000 н. 0000005199 00000 н. 0000005320 00000 н. 0000005441 00000 п. 0000005560 00000 н. 0000005679 00000 н. 0000005800 00000 н. 0000005922 00000 н. 0000006044 00000 н. 0000006167 00000 н. 0000006289 00000 п. 0000006411 00000 н. 0000006533 00000 н. 0000006652 00000 п. 0000006730 00000 н. 0000006808 00000 н. 0000006886 00000 н. 0000006965 00000 н. 0000007043 00000 н. 0000007121 00000 н. 0000007199 00000 н. 0000007277 00000 н. 0000007355 00000 н. 0000007432 00000 н. 0000007509 00000 н. 0000007586 00000 н. 0000007663 00000 н. 0000007740 00000 н. 0000007818 00000 н. 0000007894 00000 н. 0000007971 00000 н. 0000008049 00000 н. 0000008128 00000 н. 0000008205 00000 н. 0000008283 00000 н. 0000008361 00000 п. 0000008439 00000 н. 0000008517 00000 н. 0000008778 00000 н. 0000009222 00000 п. 0000009425 00000 н. 0000009837 00000 н. 0000010144 00000 п. 0000010530 00000 п. 0000010698 00000 п. 0000011145 00000 п. 0000011317 00000 п. 0000011485 00000 п. 0000011877 00000 п. 0000011969 00000 п. 0000012083 00000 п. 0000013135 00000 п. 0000013311 00000 п. 0000013519 00000 п. 0000014542 00000 п. 0000015010 00000 п. 0000015452 00000 п. 0000016477 00000 п. 0000016655 00000 п. 0000016724 00000 п. 0000017192 00000 п. 0000017372 00000 п. 0000017574 00000 п. 0000017867 00000 п. 0000018090 00000 н. 0000019222 00000 п. 0000019381 00000 п. 0000019574 00000 п. 0000020541 00000 п. 0000020863 00000 п. 0000021118 00000 п. 0000022185 00000 п. 0000023265 00000 п. 0000024168 00000 п. 0000027377 00000 п. 0000027563 00000 п. 0000031687 00000 п. 0000031949 00000 п. 0000032194 00000 п. 0000036575 00000 п. 0000039097 00000 н. 0000039625 00000 п. 0000041933 00000 п. 0000041992 00000 п. 0000042399 00000 п. n ᡺ T5kkwu ~ 5 * ~ i̷Y) [xr # | R% ccc ׈ h

% PDF-1.4 % 926 0 объект > эндобдж xref 926 89 0000000016 00000 н. 0000003085 00000 н. 0000003284 00000 н. 0000003320 00000 н. 0000003882 00000 н. 0000003965 00000 н. 0000004119 00000 н. 0000004273 00000 н. 0000004426 00000 н. 0000004580 00000 н. 0000004734 00000 н. 0000004887 00000 н. 0000005041 00000 н. 0000005195 00000 н. 0000005327 00000 н. 0000005478 00000 н. 0000005896 00000 н. 0000006345 00000 н. 0000007058 00000 н. 0000007394 00000 н. 0000007944 00000 н. 0000008058 00000 н. 0000008170 00000 н. 0000008439 00000 н. 0000008694 00000 п. 0000009138 00000 п. 0000009747 00000 н. 0000010025 00000 п. 0000010600 00000 п. 0000010849 00000 п. 0000011366 00000 п. 0000012283 00000 п. 0000013125 00000 п. 0000013959 00000 п. 0000014757 00000 п. 0000014899 00000 п. 0000015558 00000 п. 0000015585 00000 п. 0000016371 00000 п. 0000017201 00000 п. 0000017603 00000 п. 0000017781 00000 п. 0000018600 00000 п. 0000018891 00000 п. 0000019381 00000 п. 0000020256 00000 п. 0000020657 00000 п. 0000021221 00000 п. 0000047915 00000 п. 0000095298 00000 п. 0000095374 00000 п. 0000129779 00000 н. 0000129838 00000 н. 0000129908 00000 н. 0000129967 00000 н. 0000130074 00000 н. 0000130133 00000 п. 0000176353 00000 п. 0000176412 00000 н. 0000210722 00000 н. 0000210781 00000 п. 0000211064 00000 н. 0000211123 00000 н. 0000211556 00000 н. 0000211636 00000 н. 0000211706 00000 н. 0000211810 00000 п. 0000231207 00000 н. 0000231470 00000 н. 0000231786 00000 н. 0000231813 00000 н. 0000232234 00000 н. 0000232304 00000 н. 0000232401 00000 н. 0000252192 00000 н. 0000252486 00000 н. 0000252781 00000 н. 0000252810 00000 н. 0000253217 00000 н. 0000255218 00000 н. 0000255538 00000 н. 0000255936 00000 н. 0000276188 00000 н. 0000276473 00000 н. 0000276841 00000 н. 0000277942 00000 н. 0000278187 00000 н. 0000002884 00000 н. 0000002119 00000 н. трейлер ] / Назад 420117 / XRefStm 2884 >> startxref 0 %% EOF 1014 0 объект > поток h ޜ SIOSQ {Wm)

Исследовательские статьи, журналы, авторы, подписчики, издатели

Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов Science Alert издает и разрабатывает названия в партнерстве с самыми престижные научные общества и издатели.Наша цель заключается в том, чтобы максимально широко использовать качественные исследования. аудитория.
Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуют в наших журналах. Есть масса информации здесь, чтобы помочь вам публиковаться вместе с нами, а также ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
2021 цены уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку перечисленных журналы прямо из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, пожелает связаться с выбранным вами агентством по подписке. Направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки. в службу поддержки клиентов журнала Science Alert.
Science Alert гордится своей тесные и прозрачные отношения с обществом. В виде некоммерческий издатель, мы стремимся к самым широким возможное распространение публикуемых нами материалов и на предоставление услуг высочайшего качества нашим издательские партнеры.
Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную форму в Интернете.В зависимости от характера вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) стремится предоставить авторитетный, надежный и значимая информация по освещению наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей мировых научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку к полнотекстовым статьям до более чем 25000 записей с ссылка на цитированные ссылки.

Предотвращение изолированного злоупотребления землей | EC&M

Специалисты по качеству электроэнергии съеживаются, когда слышат слова «изолированное заземление», потому что последствия плохо спроектированной или применяемой изолированной системы заземления могут быть катастрофическими.Некоторые объекты с изолированными наземными системами имеют проблемы с качеством электроэнергии, достаточно серьезные, чтобы разрушить оборудование, остановить производство и создать опасность.

Несмотря на проблемы, связанные с изолированными наземными системами, вы можете использовать их для улучшения снижения шума в системах распределения питания для компьютеров и распределенных сетей передачи данных. Если вы понимаете, что такое изолированное заземление и как оно работает, вы можете безопасно и эффективно его реализовать.

Изолированное заземление - это не заземляющий провод, идущий к незакрепленному электроду.Вместо этого это изолированный заземляющий провод, оканчивающийся непосредственно на клемме заземляющего проводника строительного оборудования. Иногда изолированный заземляющий провод заканчивается на выводе заземления производной системы электропитания, таком как ИБП.

Поскольку это заземление не подключено к монтажным средствам розетки или ярму, изолированное заземление не будет воспринимать шум в этой точке. Согласно NEC, вы все равно должны заземлить систему кабельных каналов и розетку [разд. 250-146 (d)], но это не означает, что вы должны заземлить свое оборудование на кабельном канале или розетке.Вместо этого прикрепите его непосредственно к основной точке заземления.

Теоретически это звучит хорошо, но в большинстве случаев кажется, что это работает. Однако соединение - случайное или непреднамеренное - изолированной системы заземления с системой общего заземления через кабели принтера или другие компьютерные или сетевые кабели представляет проблему. Возникающие в результате контур заземления и циркулирующие токи противоречат цели изолированного заземления и ставят под угрозу безопасность.

Циркуляционные токи, контуры заземления и их проблемы

Когда вы создаете контур заземления, вы теряете все преимущества изолированной системы заземления.А циркулирующие токи заземления ставят под угрозу чистую мощность от отдельно выделенной мощности, такой как ИБП, что является прямым нарушением разд. 250-30. Многие люди не осознают, что разность напряжений (установившаяся и / или мгновенная) между общей землей здания и изолированными системами заземления приводит к возникновению нежелательного циркулирующего тока через кабели передачи данных.

Рис. 1 иллюстрирует, как непреднамеренное соединение между общим заземлением и изолированной системой заземления создает путь в кабеле компьютера / принтера для циркулирующего тока.

Контур заземления ставит под угрозу безопасность людей и оборудования и нарушает ст. 90-1 Кодекса. В случае неисправности или короткого замыкания на землю ток замыкания на землю, скорее всего, отключит кабель принтера, по которому он течет. На рис. 2 изображена ситуация замыкания на землю, когда по кабелю принтера может протекать ток около 35 А в течение до 1 мин. Это повредит кабель и увеличит вероятность возгорания.

Циркулирующий ток заземления может вызвать сетевые ошибки и простои, поэтому важно найти его, прежде чем он может вызвать проблемы.Вы можете измерить установившийся ток заземления, протекающий через кабели принтера, поместив индуктивный измерительный щуп на неисправный компьютерный кабель. С другой стороны, вам понадобится осциллограф для обнаружения переходного тока.

Вы можете использовать осциллограф между соединенной шиной заземления и изолированной шиной изолированного заземления на первой панели управления, чтобы увидеть переходные напряжения, которые могут управлять этими циркулирующими токами заземления. Полевые измерения обычно выявляют переходное напряжение, управляющее током, чаще, чем течение установившегося тока, что требует второго дефекта системы заземления, такого как неправильное соединение на клемме заземляющего проводника оборудования или случайное соединение заземления / нейтрали в системе.

Выявление проблемы и ее решение

Автор, который работает инженером в компании по производству офисной мебели, чаще всего обнаруживает неправильное заземление в системах электропитания мебели ( Рис. 3 ). В этих случаях «чистые» цепи компьютерных розеток получают доступ к изолированному заземлению (IGR). В нашем учреждении мы используем IGR, которые обозначены оранжевым треугольником на лицевой стороне емкости ( фото на странице 48). Некоторые емкости IGR используют другие средства идентификации, но это был ранний стандарт, и это наиболее распространенный способ идентификации IGR.Цепи принтера часто находятся в «грязных» цепях и имеют доступ к общему заземлению - они подключаются к розетке без оранжевого треугольника. Лазерные принтеры, подключенные к электрической цепи (не IGR), и компьютеры, подключенные к «чистой» цепи IGR, создают ситуацию с возможностью оплавления кабелей принтера и циркуляции заземляющих токов.

Хотя эта проблема кажется сложной, ее легче решить, чем вы думаете. Начните с размещения всех компонентов компьютера, за исключением принтеров, в одной наземной системе.Пусковой ток холода к термоэлементу или нагревателю может вызвать скачок напряжения в лазерных принтерах, но вы можете изолировать этот скачок напряжения электронного оборудования, подключив принтеры к отдельным ответвленным цепям.

На этом этапе выберите между изолированным или обычным заземлением для всей компьютерной системы, но не смешивайте их. Эта предпочтительная схема питания гарантирует, что все устройства компьютерной системы находятся на одном и том же эквипотенциальном заземлении и получают питание от одного и того же источника - ИБП или электросети, но не обоих одновременно.

Пусть закон Ома работает в вашу пользу

Вы можете заставить закон Ома работать на вас, если используете отдельные ответвленные цепи для изоляции колебаний напряжения в проводниках с током. Колебания напряжения в параллельной цепи часто возникают из-за скачков напряжения от нагрузок, таких как лазерные принтеры с сильноточными пусковыми нагрузками. Разместите эти нагрузки в ответвленных цепях отдельно от тех, которые питают компьютеры, которым требуется более стабильное напряжение.

С другой стороны, не позволяйте закону Ома работать против вас, обеспечивая путь для циркуляции заземляющего тока.Используйте один источник питания, одну систему заземления и отдельные ответвления для проблемных нагрузок, таких как лазерные принтеры. Кроме того, будьте осторожны, чтобы ток короткого замыкания не разделился между двумя путями заземления, случайно связанными с кабелем принтера. Однако чистое и безопасное заземление компьютерного оборудования так же просто, как соблюдение закона Ома и соблюдение норм NEC.

Лундгрен - инженер по продажам в компании Haworth, Inc., Южная Хава, Мичиган

Заземление нейтральной точки трехфазной системы | Заземление

Следующие пункты выделяют четыре основных метода, используемых для заземления нейтральной точки трехфазной электрической системы.Это следующие методы: 1. Реактивное заземление 2. Заземление дугогасящей катушки (или резонансное заземление) 3. Заземление трансформатора напряжения 4. Заземляющий трансформатор.

Метод № 1. Реактивное заземление :

Реактивное заземление означает заземление через высокоиндуктивный импеданс.

Для цепей от 3,3 кВ до 33 кВ токи замыкания на землю могут быть чрезмерными, если используется твердое заземление.Либо сопротивление, либо реактивное сопротивление подключены к нейтрали с заземлением. Нет никаких правил относительно того, какое заземление следует использовать - сопротивление или реактивное сопротивление.

Если используется сопротивление, то ток повреждения ограничен, а реактивное сопротивление системы обеспечивает необходимое противостояние фаз между емкостным током заземления и током повреждения. Заземление с реактивным сопротивлением обеспечивает дополнительное реактивное сопротивление, которое обеспечивает запаздывающий ток, который сводит на нет емкостной ток заземления.

По мере увеличения значения реактивного сопротивления X, подключенного в цепи нейтрали к земле, ток замыкания на землю уменьшается, а смещение нейтрали увеличивается.Если X очень мало, система ведет себя как эффективно заземленная система. Если X очень большой, система ведет себя как изолированная система.

Реактивное заземление находится между эффективным или твердым заземлением и резонансным заземлением. Требуемое значение реактивного сопротивления должно удерживать токи в безопасных пределах. Переходные напряжения, возникающие в результате дугового разряда, увеличиваются с увеличением реактивного сопротивления. Точно так же во время операции переключения ожидается, что более высокие значения реактивного сопротивления вызовут более высокие значения импульсных напряжений.

Система с реактивным заземлением обеспечивает удовлетворительную ретрансляцию, частичную оценку изоляции устройства и снижение помех для соседних цепей связи по сравнению с системами с эффективным заземлением.

Другие особенности заземления реактивного сопротивления:

1. Ток замыкания на землю уменьшается, но намного больше, чем ток емкостного замыкания на землю.

2. Напряжение на исправных фазах составляет от 80 до 100% линейного напряжения.

3. Исключение заземления электрической дуги.

4. Переходные замыкания на землю преобразуются в управляемые замыкания по току.

Реактивное заземление

может использоваться для заземления нейтрали цепей, в которых задействованы высокие зарядные токи, таких как линии передачи, подземные кабели, синхронные двигатели, синхронные конденсаторы
и т. Д. Для сетей с относительно низкой емкостью предпочтительнее резистивное заземление.

Метод № 2. Заземление дугогасящей катушки (или резонансное заземление) :

В методе заземления с помощью дугогасящей катушки опасность искрения заземления была устранена, и система приближена к системе с изолированной нейтралью, в которой одна или две исправные фазы продолжают подавать питание, а полное отключение системы предотвращается до тех пор, пока неисправность была обнаружена и изолирована.

Он работает по принципу: если индуктивность соответствующей величины подключена параллельно емкости, ток короткого замыкания может быть значительно уменьшен или даже нейтрализован. Таким образом, величина индуктивности катушки зависит от емкостных токов, протекающих в емкостях земли.

Катушка подавления дуги, также известная как катушка Петерсона или нейтрализатор замыкания на землю, представляет собой реактор с отводом с железным сердечником, соединенный нейтралью с заземлением.Реактор снабжен ответвлениями, чтобы его можно было настроить на емкость системы. Функция дугогасящей катушки заключается в самозатухании дуговых замыканий на землю и, в случае устойчивых коротких замыканий, в снижении тока замыкания на землю до сравнительно низкого значения, чтобы система могла работать с одной заземленной линией.

При возникновении замыкания на землю (например, в фазе B) запаздывающий реактивный ток течет от поврежденной фазы к земле и возвращается в систему через индуктивную катушку.Одновременно емкостные токи протекают от исправных фаз к земле. Запаздывающий ток короткого замыкания I F и опережающий емкостной ток I C (сумма векторов I CR и I CY ) почти в противофазе.

Путем правильного выбора значения индуктивности L дугогасящей катушки два тока можно сделать почти равными, так что нет тока через замыкание на землю и, следовательно, не будет дуги. Комбинация реактивного сопротивления нейтрали L и емкости линии C действует как параллельный резонансный контур.Схема показана на рис. 12.5 (а).

Если V P - это линейное напряжение,

I CR = I CY = √3 V P ω C… (12,4)

Емкостной ток, I C = I CR + I CY = √3 × √3 V P ω C = 3V P ω C… (12,5)

Для условия баланса: I L = I C

или V P / ωL = 3 V P ω C

или L = 1 / 3ω 2 C… (12.6)

Фазорная диаграмма показана на рис. 12.5 (б).

Этот метод заземления нейтрали обычно применяется к воздушным линиям электропередачи среднего напряжения, которые подключены к системному источнику генерации через силовые трансформаторы.

Причины ограничения:

(i) Более высокий уровень изоляции требуется для оборудования, связанного с системой заземления дугогасящей катушки, и его сравнительно сложно обеспечить на генераторах по сравнению с трансформаторами.Кроме того, в условиях эксплуатации дугогасящей катушки адекватная защита обмоток не может быть достигнута так легко для генераторов, как для силовых трансформаторов.

(ii) Воздушные линии электропередачи обычно подвержены кратковременным кратковременным замыканиям на землю из-за молний и т. Д.

Было обнаружено, что заземление дугогасящей катушки снижает количество отключений линии от замыканий на землю до 20 или 30 процентов от тех, которые можно получить с другими типами заземления. Таким образом, этот метод заземления преимущественно используется на радиальных линиях, поскольку он позволяет избежать создания дублирующих цепей для поддержания непрерывности работы и, таким образом, обеспечивает общую экономию.

Нейтрализаторы замыкания на землю не следует использовать, если: (i) используются трансформаторы с полной ступенчатой ​​изоляцией, поскольку нейтрали таких трансформаторов недостаточно хорошо изолированы; (ii) используются автотрансформаторы с коэффициентом усиления более 0,95: 1.

Катушки нейтрализаторов замыкания на землю рассчитаны на десять минут в системе, где постоянные замыкания на землю могут быть обнаружены и быстро устранены с помощью реле заземления или других подходящих средств. В противном случае во всех других системах используются нейтрализаторы с непрерывным выдерживанием времени.

Катушка с кратковременным номиналом оснащена автоматическим выключателем, который с помощью реле замыкает дугогасящую катушку после определенного промежутка времени и подключает нейтраль непосредственно к земле, как показано на рис. 12.6. Автоматический выключатель нормально разомкнут, но замыкается катушкой отключения, когда реле срабатывает по истечении заданного времени. При этом ток короткого замыкания пропускается через ответвление резистора.

Катушка с кратковременным номиналом позволяет устранять периодические неисправности без прерывания питания.Длительные неисправности устраняются путем изоляции неисправного участка с помощью защитного реле. Катушка с постоянным номиналом позволяет неисправности оставаться в системе до тех пор, пока она не будет обнаружена и устранена.

Дугогасящая катушка также снабжена вспомогательной обмоткой для включения реле для срабатывания устройства короткого замыкания катушки с кратковременным номиналом.

Особенности заземления дугогасящих катушек приведены ниже:

1. Во время одиночного замыкания на землю напряжение на исправных фазах повышается до межфазного значения.

2. Непрерывность питания может поддерживаться в течение длительного времени при заземлении одной линии до тех пор, пока неисправная секция не будет изолирована.

3. Во время устойчивого замыкания на землю ток составляет небольшую долю от тока емкостного замыкания на землю. Эффекты горения и нагрева сведены к минимуму, а повреждение оборудования ограничено.

4. Прерывистые замыкания на землю подавляются. Более двух третей таких неисправностей устраняются без необходимости срабатывания автоматического выключателя.

5. Градиент напряжения на поверхности земли в непосредственной близости от места повреждения значительно снижен, что увеличивает опасность для жизни в непосредственной близости от места повреждения.

6. Индуктивные помехи соседним коммуникационным цепям меньше по величине, но продолжительность может быть большой.

7. Релейная связь требует специального обеспечения и обычно ограничивается индикацией.

8. При нормальной работе катушка гашения дуги мало влияет на баланс напряжения системы относительно земли, и возникающие в ней потери незначительны.

Метод № 3. Заземление трансформатора напряжения :

В этой системе заземления нейтрали первичная обмотка трансформатора напряжения подключена между нейтралью и землей, как показано на рис. 12.7. Низкий резистор и комбинация реле подключены ко вторичной обмотке трансформатора напряжения. Замыкание на землю на первичной стороне создаст напряжение на реле, которое вызовет срабатывание защитного устройства.

Данная система заземления нейтрали имеет следующие преимущества:

1.Переходные перенапряжения из-за коммутации и образования дуги на землю снижаются, поскольку трансформатор напряжения обеспечивает чрезвычайно высокое реактивное сопротивление относительно пути заземления.

2. Исключено заземление дуги.

3. В этой системе заземления нейтраль заземляется через однофазный трансформатор напряжения, поэтому система работает практически как система с изолированной нейтралью.

Основным недостатком этой системы является то, что заземленная нейтраль действует как точка отражения бегущих волн, проходящих через обмотку машины, и во избежание нарастания высокого напряжения подключение устройства защиты от перенапряжения между нейтралью машины и землей, так как изображенный на рис.12.7 (а), становится обязательным.

Трансформатор напряжения действует как индикатор неисправности, степень неисправности можно определить путем измерения напряжения на его вторичной обмотке.

Использование этой системы заземления нейтрали обычно ограничивается генераторным оборудованием, которое напрямую подключено к повышающим трансформаторам. Генерирующие сети такого оборудования физически изолированы от основной распределительной сети. Это связано с тем, что соединительные кабели между обмотками генератора и трансформатора обычно очень короткие, поэтому электростатическая емкость цепи будет незначительной.

Метод № 4. Трансформатор заземления :

Нейтраль или нейтраль обычно имеется на любом уровне напряжения от нейтрали генератора или трансформатора. Однако, если такая точка недоступна из-за соединения треугольником или если требуется нейтральная точка на шинах, чаще всего используется зигзагообразный трансформатор. Такой трансформатор не имеет вторичной обмотки.

Это трансформатор с сердечником, имеющий три ветви, построенные таким же образом, как показано на рис.12.8. Подключения также показаны на рис. 12.9. Видно, что токи в двух половинах обмотки на каждом плече имеют противоположные направления. В результате в цепи не будет преобладать нежелательная гармоника, и нагрузка на изоляцию трансформатора значительно снизится.

Ток короткого замыкания достаточно высок, поскольку сопротивление заземляющего трансформатора довольно низкое. Сопротивление или сопротивления вставляются либо в цепь нейтрали, либо в обмотки заземляющего трансформатора, как показано на рис.12.9 и 12.10 соответственно, чтобы ограничить величину тока короткого замыкания.

В нормальных условиях непрерывно будут происходить только потери в стали, но во время короткого замыкания также будут возникать потери в меди из-за сильного тока короткого замыкания в заземляющем трансформаторе. Продолжительность возникновения потерь в меди довольно короткая, это продолжительность неисправности, которая обычно составляет 30-60 секунд.

По сравнению с силовым трансформатором, зигзагообразный трансформатор имеет другие характеристики.Заземляющий трансформатор обычно определяется током однофазного короткого замыкания, с которым он работает. Два наиболее распространенных интервала, определяемых для тока короткого замыкания, составляют 30 и 60 с. Трансформатор заземления на 60 с будет дороже, чем на 30.

Если зигзагообразный трансформатор недоступен, можно использовать трансформатор звезда-треугольник без нагрузки на сторону треугольника, как показано на рис. 12.11. Это понижающий трансформатор. Первичные обмотки, соединенные звездой, подключены к шинам, а нейтраль заземлена.

Вторичные обмотки соединены треугольником и обычно не питают нагрузку, но обеспечивают закрытый путь для циркуляции в них токов тройной гармоники. При нормальной работе ток в заземляющем трансформаторе - это только его собственный ток возбуждения. Однако в случае одиночного замыкания на землю может протекать большой ток. Таким образом, он должен быть достаточного номинала, чтобы выдерживать ток короткого замыкания.

причин использовать резистор заземления нейтрали? - Aktif Group

Основное назначение резистора заземления нейтрали (NGR) - ограничить ток короткого замыкания, уже присутствующий в одной линии, до замыкания на землю.Вот почему NGR в основном используются в распределительных сетях низкого и среднего напряжения (LV и MV), чтобы гарантировать защиту генераторов и трансформаторов от повреждающих токов в случае замыкания на землю. Альтернативные системы защиты, такие как прямое заземление нейтрали и изолированная нейтраль, имеют серьезные недостатки, например, переходные перенапряжения, повреждающие токи короткого замыкания с возможным дуговым разрядом и трудности с локализацией замыкания на землю в изолированных системах). Это не относится к системе NGR, поскольку она обеспечивает быстрое реагирование для локализации неисправности и даже предотвращает перегрев.Система NGR может быть установлена ​​между нейтральной точкой трансформатора и землей, чтобы ограничить замыкание на землю, чтобы получить это окно возможностей для быстрой локализации повреждения. Самое главное, это обеспечивает безопасность оборудования.

От прерывания подачи электроэнергии до повреждения оборудования в точке отказа и даже преждевременного старения оборудования - существует множество причин для установки NER.

Резисторы заземления нейтрали обычно используются для ветряных турбин.

Как работает резистор заземления нейтрали?

NGR работает, понижая ток замыкания на землю до заданного значения. Благодаря правильно спроектированной системе нейтрального заземления вы можете использовать как незаземленные, так и надежно заземленные системы. Когда мы вставляем систему NGR между нейтралью и землей в энергосистеме, она начинает обеспечивать защиту от замыкания на землю, ограничивая токи замыкания на землю до безопасных уровней. Следовательно, это гарантирует, что все электрическое оборудование в вашей энергосистеме полностью защищено.NER не только поглощают огромное количество энергии, но и рассеивают ее на время возникновения неисправности таким образом, чтобы температура не превышала ограничений. Поэтому конструкция и выбор NER чрезвычайно важны, если вы хотите защитить оборудование и обеспечить безопасность персонала.

При правильно спроектированной системе заземления нейтрали вы можете использовать как незаземленные, так и глухозаземленные системы.

Назначение резистора заземления нейтрали

Итак, основная цель NGR в энергосистеме - ограничить высокий ток, протекающий из-за замыкания на землю.NGR работает как регулятор тока повреждения. Он ограничивает ток короткого замыкания сопротивлением. Таким образом, при сильном протекании тока короткого замыкания можно легко повредить проводник, поскольку реле защиты требуют некоторого времени для надлежащей изоляции энергосистемы. На это короткое время вмешивается NGR, ограничивая внезапное протекание тока короткого замыкания и преобразуя его в тепловую энергию.

Aktif Group производит резисторы заземления нейтрали высшего качества

Резисторы заземления нейтрали также могут помочь в работе реле замыкания на землю.Это можно сделать, отслеживая и измеряя ток, протекающий через NGR. Если есть замыкание на землю, реле замыкания на землю отключит цепь. Резистор заземления нейтрали может помочь подключить защитное оборудование, которое обычно не может работать с большим током. Возьмем, к примеру, Relay. NGR можно использовать для уменьшения тока, так что защитное оборудование не должно работать с большим током. NGR также защищает от пробоя изоляции в электрооборудовании. Неисправности электрооборудования возникают из-за переходных перенапряжений, возникающих из-за дугового заземления в незаземленных системах.В системах с глухим заземлением механические напряжения в аппаратах и ​​цепях, несущие токи короткого замыкания и NGR, помогают их уменьшить. NGR также помогает измерять ток короткого замыкания через трансформаторы заземления нейтрали. Он также может работать как система сигнализации при замыкании на землю. Более того, он обеспечивает достаточное количество уровней отключения, которые помогают в тщательном обнаружении замыкания на землю.

Внутри резисторов заземления нейтрали Aktif

Когда вам подходит NGR?

Есть много причин использовать NGR.Некоторые из них:

  • Существует высокий риск поражения электрическим током или дуговых вспышек, которые представляют опасность для персонала и оборудования
  • Высокие токи возврата на землю могут привести к повреждению или неисправности оборудования.
  • Существует вероятность того, что высокие токи возврата на землю начнут мешать работе вашего телекоммуникационного оборудования
  • NGR обеспечивает безопасность надежным, простым и избирательным средством защиты
  • Могут быть убытки из-за незапланированного простоя
  • NGR снижает ступенчатое напряжение
  • Расходы на техническое обслуживание могут возрасти из-за старения оборудования
  • Кроме того, это снижает эксплуатационные расходы

В любой электрической системе система заземления всегда играет важную роль.Чтобы избежать повреждения оборудования и создать безопасную рабочую среду для персонала, вам потребуется NER в распределительных сетях переменного тока.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *