כיצד פועלת רשת זרם תלת פאזי עם ניטרלי מבודד

רשתות חשמליות יכולות לעבוד עם נייטרלי מוארק או מבודד של שנאים וגנראטורים... רשתות 6, 10 ו-35 קילוואט עובדות עם נייטרלי מבודד של שנאים. רשתות 660, 380 ו-220 וולט יכולות לעבוד גם עם נייטרלי מבודד ומוארק. רשתות ארבע החוטים הנפוצות ביותר 380/220 העומדות בדרישות כללים להתקנה חשמלית (PUE) חייב להיות נייטרלי מקורקע.

שקול רשתות עם ניטרלי מבודד... איור 1a מציג דיאגרמה של רשת זרם תלת פאזי כזו. הפיתול מוצג מחובר בכוכב, אך כל הנאמר להלן תקף גם במקרה של חיבור הפיתול המשנית בדלתא.

אורז. 1. תרשים של רשת זרם תלת פאזי עם ניטרלי מבודד (a). הארקת רשת עם ניטרלי מבודד (ב).

לא משנה כמה טוב הבידוד הכולל של חלקים חיים של הרשת מאדמה, מוליכים של הרשת תמיד מחוברים לאדמה. הקשר הזה הוא כפול.

1. לבידוד של חלקים חיים יש התנגדות (או מוליכות) מסוימת ביחס לאדמה, המתבטאת בדרך כלל במגהאוהם.המשמעות היא שכמות מסוימת של זרם זורמת דרך הבידוד של החוטים והאדמה. עם בידוד טוב, זרם זה קטן מאוד.

נניח, למשל, שהמתח בין החוט של שלב אחד של הרשת לבין האדמה הוא 220 וולט, והתנגדות הבידוד של חוט זה, הנמדדת באמצעות מגוהמטר, היא 0.5 MΩ. המשמעות היא שהזרם לאדמה 220 משלב זה הוא 220 / (0.5 x 1,000,000) = 0.00044 A או 0.44 mA. זרם זה נקרא זרם דליפה.

באופן קונבנציונלי, לבהירות רבה יותר, בתרשים של התנגדות הבידוד של שלושה שלבים r1, r2, r3 מתוארים בצורה של התנגדויות, כל אחד מחובר לנקודה אחת של החוט. למעשה, זרמי הדליפה ברשת עובדת מפוזרים באופן שווה לכל אורך החוטים, בכל קטע של הרשת הם סגורים דרך האדמה, והסכום שלהם (גיאומטרי, כלומר, תוך התחשבות בשינוי הפאזה) הוא אפס.

2. חיבור מהסוג השני נוצר על ידי הקיבול של חוטי הרשת ביחס לאדמה. מה זה אומר?

כל חוט רשת והארקה יכולים להיחשב כשניים לוחות קבלים מוארכים... בקווים עיליים, המוליך והאדמה הם כמו לוחות של קבלים, והאוויר ביניהם הוא דיאלקטרי. בקווי כבלים, לוחות הקבלים הם ליבת הכבל ומעטפת המתכת המחוברת לאדמה, והמבודד הוא הבידוד.

עם מתח חילופין, השינוי במטענים על הקבלים גורם להופעת זרמים מתחלפים ולזרום דרך הקבלים. מה שנקרא זרמים קיבוליים אלה ברשת עובדת מפוזרים באופן שווה לאורך החוטים ובכל קטע בודד הם גם סגורים דרך האדמה. באיור.1, וההתנגדויות של הקבלים של שלושת הפאזות לאדמה x1, x2, x3 מוצגות באופן קונבנציונלי מחוברות כל אחת לנקודת רשת אחת. ככל שאורך הרשת גדול יותר, כך גדלים הזרמים הקיבוליים והדליפה.

בואו נראה מה יקרה בזו שמוצגת באיור 1 וברשת, אם תתרחש תקלת אדמה באחד מהשלבים (לדוגמה A), כלומר, המוליך של שלב זה יהיה מחובר לאדמה דרך תקלת אדמה קטנה יחסית. הִתנַגְדוּת. מקרה כזה מוצג באיור 1, ב. מכיוון שההתנגדות בין שלב החוט A לאדמה קטנה, התנגדות הדליפה והקיבול לאדמה של שלב זה מנותקים על ידי התנגדות הארקה. כעת, בהשפעת מתח הקו של רשת UB, זרמי הדליפה וזרמים קיבוליים של שני שלבי פעולה יעברו דרך נקודת הכשל והארקה. נתיבים נוכחיים מסומנים על ידי חיצים באיור.

הקצר המוצג באיור 1, b נקרא שבר אדמה חד פאזי, וזרם התקלה שנוצר נקרא זרם חד פאזי.

עכשיו תארו לעצמכם שקצר חד-פאזי עקב נזק לבידוד התרחש לא ישירות לקרקע, אלא לגוף של מקלט חשמלי כלשהו - מנוע חשמלי, מכשיר חשמלי, או למבנה מתכת שעליו מונחים חוטי חשמל ( איור 2). סגירה כזו נקראת קצר חשמלי במקרה. אם באותו זמן הדיור של המקלט החשמלי או המבנה אינו מחובר לאדמה, הם רוכשים את הפוטנציאל של שלב הרשת או קרוב אליו.

אורז. 2. קצר למסגרת ברשת עם ניטרלי מבודד

נגיעה בגוף זהה לנגיעה בשלב.מעגל סגור נוצר דרך גוף האדם, הנעליים, הרצפה, הקרקע, התנגדות הדליפה והקיבול של השלבים הניתנים לשימוש (למען הפשטות, ההתנגדויות הקיבוליות אינן מוצגות באיור 2).

הזרם בקצר חשמלי זה תלוי בהתנגדות שלו ועלול לפצוע או להרוג אדם קשות.

אורז. 3. אדם נוגע בחוט ברשת עם נייטרלי מבודד בנוכחות אדמה ברשת

מהאמור עולה שכדי שהזרם יעבור דרך האדמה יש צורך במעגל סגור (לעיתים מדמיינים שהזרם "הולך לאדמה" אינו נכון). ברשתות עם מתח נייטרלי מבודד עד 1000 וולט, זרמים דליפה וקיבוליים הם בדרך כלל קטנים. הם תלויים במצב הבידוד ובאורך הרשת. אפילו ברשת נרחבת, הם נמצאים בטווח של אמפר בודדים ופחות. לכן, זרמים אלה בדרך כלל אינם מספיקים כדי להמיס נתיכים או לשבור את החיבור מפסקי פחת.

במתחים מעל 1000 V, זרמים קיבוליים הם בעלי חשיבות עיקרית; הם יכולים להגיע לכמה עשרות אמפר (אם הפיצוי שלהם לא מסופק). עם זאת, ברשתות אלו לרוב לא נעשה שימוש בניתוק של מקטעים תקולים במהלך תקלות חד-פאזיות על מנת לא ליצור הפרעות באספקה.

לכן, ברשת עם ניטרלי מבודד, בנוכחות קצר חשמלי חד-פאזי (שמאותת על ידי מכשירי בקרת בידוד), המקלטים החשמליים ממשיכים לעבוד. זה אפשרי מכיוון שבמקרה של קצר חשמלי חד פאזי, מתח הקו (פאזה לפאזה) אינו משתנה וכל המקלטים החשמליים מקבלים חשמל ללא הפרעה.אבל במקרה של תקלה חד פאזית ברשת עם נייטרלי מבודד, המתחים של הפאזות הלא פגומות ביחס לאדמה עולים ללינאריות וזה תורם להופעת תקלת אדמה שנייה בשלב אחר. תקלת הקרקע הכפולה כתוצאה מכך מהווה סכנה חמורה לאנשים. לכן, כל רשת עם קצר חשמלי חד פאזי בתוכה צריכה להיחשב חירום, שכן תנאי האבטחה הכלליים במצב רשת כזה מתדרדרים בחדות.

אז הנוכחות של "אדמה" מגבירה את הסכנה התחשמלות בעת נגיעה בחלקים חיים. ניתן לראות זאת, למשל, מאיור 3, המציגה את מעבר זרם התקלה בעת נגיעה בטעות במוליך נושא הזרם של שלב A ו"הארקה" לא מתוקנת בשלב C. במקרה זה, אדם נמצא תחת השפעה של מתח הקו של הרשת. לכן, יש לתקן בהקדם האפשרי תקלות אדמה או מסגרת חד-פאזיות.