השימוש ברשתות חשמל עם נייטרלי מבודד

נייטרלי מבודד הוא נייטרלי של שנאי או גנרטור שאינו מחובר להתקן הארקה או מחובר אליו באמצעות התנגדות גבוהה.

רשתות חשמל עם ניטרלי מבודד משמשות ברשתות חשמל עם מתחים של 380 - 660 וולט ו-3 - 35 קילו וולט.

יישום של רשתות עם ניטרלי מבודד במתח של עד 1000 V

רשתות חשמל תלת-חוטיות עם ניטרלי מבודד משמשים במתח של 380 - 660 וולט, כאשר יש צורך לעמוד בדרישות המוגברות לבטיחות חשמל (רשתות חשמל של מכרות פחם, מכרות אשלג, מכרות כבול, מתקנים ניידים). ניתן ליישם רשתות של מתקני חשמל ניידים עם ארבעה חוטים.

בפעולה רגילה, המתחים של שלבי הרשת לאדמה הם סימטריים ושווים מספרית למתח הפאזה של המתקן, והזרמים בשלבי המקור שווים לזרמי עומס הפאזה.

ברשתות עם מתח של עד 1 קילו וולט (ככלל, אורכים קצרים), המוליכות הקיבולית של השלבים ביחס לאדמה מוזנחת.

כאשר אדם נוגע בשלב של הרשת, הזרם עובר בגופו

Azh = 3Uf / (3r3+ z)

שבו Uf - מתח פאזה; r3 - ההתנגדות של גוף האדם (נלקח שווה ל-1 kΩ); z - עכבה מבידוד הפאזה לאדמה (100 kΩ או יותר לפאזה).

מאז z >>r3, זרם I קטן באופן זניח. לכן, זה בטוח יחסית לאדם לגעת בפאזה. נסיבות אלו הן הקובעות את השימוש בניוטרל מבודד במתקנים החשמליים של אותם חפצים אשר מנקודת מבטם של סכנת התחשמלות לאנשים מסווגים חפציהם כמסוכנים במיוחד או בעלי סכנה מוגברת.

במקרה של בידוד פגום, כאשר z << rz, אדם, הנוגע בפאזה, נופל מתחת למתח הפאזה. במקרה זה הנוכחי. מעבר בגוף האדם עלול לחרוג מהערך הקטלני.

בתקלות הארקה חד-פאזיות, המתח של הפאזות הפגומות ביחס לקרקע עולה באופן ליניארי, והזרם העובר בגוף האדם כשהוא נוגע בשלב השלם ברגע של קצר חשמלי הוא תמיד מסוכן, מכיוון שהוא מגיע לכמה מאות. מיליאמפר (כאן z << rз ובמקום הערך יש להחליף את ערך Uf של מתח הקו בנוסחה, כלומר √3.

תוצאה של האמור לעיל היא השימוש ברשתות כאלה כאמצעי הגנה של ניתוק מגן או הארקה בשילוב עם רשתות בידוד ניטור מצבים. פעילות ארוכת טווח של הרשת עם תקלות הארקה חד פאזיות אסורה במתקני חשמל אלו.

הבסיס לשימוש בהארקה בשילוב עם ניטור בידוד חתך הוא העובדה שזרם תקלת האדמה המוצק Ic ברשתות עם נייטרלי מבודד, זה לא תלוי בהתנגדות ההארקה של הבתים של ציוד חשמלי, שאינם באנרגיה רגילה (בשל העובדה שמוליכות נקודת ההארקה גבוהה משמעותית מסכום המוליכות של הנייטרלי, קיבולת הבידוד והפאזה ביחס לאדמה), והמתח של הפאזה הפגועה ביחס לאדמה Uz הוא חלק קטן ממתח הפאזה של המקור.

ערכי הכמויות AzSand Uz עבור בידוד התנגדות סימטרית ביחס לקרקע נקבעים באופן הבא:

Azh = 3Uf /z, Uz = Ažs x rz = 3Uφ x (rz/ z)

כאשר rz - התנגדות הארקה של בתי ציוד חשמלי. מאז z >> rz, אז Uz << Uf.

כפי שניתן לראות מהנוסחאות, ברשתות עם נייטרלי מבודד, הקצר של שלב אחד לאדמה אינו גורם לזרמי קצר, הזרם I הוא מספר מיליאמפר. כיבוי מגן מבטיח כיבוי אוטומטי של מתקן החשמל במקרה של התחשמלות וברשתות תת קרקעיות מבוסס על ניטור אוטומטי של מצב הבידוד.

יישום של רשתות עם נייטרלי מבודד במתחים מעל 1000 V

רשתות חשמליות תלת-חוטיות במתח של יותר מ-1 קילו-וולט עם נייטרלי מבודד (עם זרמי הארקה נמוכים) כוללות רשתות במתח של 3-33 קילו-וולט. כאן, לא ניתן להזניח את המוליכות הקיבולית של השלבים ביחס לאדמה.

במצב רגיל, הזרמים בשלבי המקור נקבעים ע"י הסכום הגיאומטרי של העומסים והזרמים הקיבוליים של הפאזות ביחס לקרקע. הסכום הגיאומטרי של הזרמים הקיבוליים של שלושת הפאזות שווה לאפס, ולכן אין זרם זורם דרך האדמה.

בשבר אדמה מוצק, המתח לאדמה של שלב פגום זה הופך בערך לאפס., והמתחים לאדמה של שני השלבים האחרים (הפגומים) עולים לערכים ליניאריים. זרמים קיבוליים של פאזות לא פגומות גם גדלים פי 3, שכן לא פאזה, אלא מתחי קו מופעלים כעת על קיבולי הפאזות. כתוצאה מכך, הזרם הקיבולי של תקלת אדמה חד-פאזית מתברר כפי 3 מהזרם הקיבולי הרגיל לפאזה.

הערך המוחלט של זרמים אלה קטן יחסית. אז, עבור קו מתח עילי עם מתח של 10 קילו וולט ואורך של 10 ק"מ, הזרם הקיבולי הוא NSבערך 0.3 A., ולקו כבל עם אותו מתח ואורך - 10 A.

השימוש ברשת תלת חוטית במתח של 3 - 35 קילו וולט עם ניטרלי מבודד אינו נובע מהדרישות לבטיחות חשמל (רשתות כאלה תמיד מסוכנות לאנשים) והיכולת להבטיח את הפעולה הרגילה של מקלטי חשמל המחוברים למתח פאזה לפרק זמן מסוים. העובדה היא שעם תקלות אדמה חד-פאזיות ברשתות עם פאזה נייטרלי מבודד, מתח הפאזה לפאזה נשאר ללא שינוי בגודלו והפאזה משתנה בזווית של 120 מעלות.

עליית המתח בפאזות לא פגומות לערך ליניארי נמשכת עד שהכל שם, ובחשיפה ממושכת מתאפשרים נזקי בידוד וקצר חשמלי בין השלבים.לכן, ברשתות כאלה, כדי למצוא במהירות תקלות אדמה, יש לבצע בקרת בידוד אוטומטית, הפועלת על האות כאשר התנגדות הבידוד של אחד השלבים יורדת מתחת לערך שנקבע מראש.

ברשתות המספקות תחנות משנה של מתקנים ניידים, מכרות כבול, מכרות פחם ובמכרות אשלג, הגנה מפני תקלות אדמה חייבת לפעול כדי להתנתק.

כאשר שלב נסגר לקרקע על ידי קשת קשת, תופעות תהודה ומתחי יתר מסוכנים עד (2.5 - 3.9) Uph, אשר, עם בידוד מוחלש, מובילים לכשל שלו ולקצר. לכן, רמת בידוד הקו נקבעת על ידי התדירות של מתחי יתר תהודה.

קשתות מפסיקות מתרחשות ברשתות עם זרמי תקלת אדמה קיבוליים מעל 10 ו-15 A במתחים של 35 ו-20 קילו וולט, בהתאמה, מעל 20 ו-30 A במתחים של 6 ו-10 קילו וולט, בהתאמה.

כדי לבטל את האפשרות של קשתות לסירוגין ולבטל את ההשלכות המסוכנות הנלוות לבידוד ציוד חשמלי בחלק הנייטרלי של רשת תלת-חוטית כולל אינדוקטיבי כור דיכוי קשת... השראות הכור נבחרת באופן שהזרם הקיבולי במקום תקלת האדמה יהיה קטן ככל האפשר ובו זמנית מבטיח את פעולת הגנת הממסר המגיבה לתקלת אדמה חד פאזית.

מ"א קורוטקביץ'