Obecnie do bezpiecznego zasilania urządzeń elektrycznych stosuje się głównie głuche uziemienie. Jednocześnie istnieją urządzenia pracujące w sieci trójprzewodowej z izolowanym punktem neutralnym. Obejmuje to sprzęt mobilny, urządzenia do wydobywania torfu i inne mechanizmy działające w sieciach 380-660 V. Ponadto ten rodzaj ochrony stosowany jest w sieciach elektrycznych o napięciu od 2 do 35 kV.
Zadowolony
- Neutralne tryby pracy
- Opis izolowanego urządzenia
- Zasada działania
- Zalety i wady
Neutralne tryby pracy
Punktem zerowym wyposażenia elektrycznego jest wspólny punkt uzwojenia generatora lub transformatora, który jest połączony w gwiazdę. Poziom izolacji sprzętu elektrycznego zależy od tego, jak przewód neutralny jest podłączony do ziemi.
Ponadto takie połączenie determinuje dobór urządzeń łączeniowych, wielkość przepięć i sposoby ich eliminacji, wielkość prądów podczas zwarcia doziemnego jednofazowego itp. Z jakiego trybu jest neutralny, znane są schematy czterech typów:
-
z izolowanymi neutralnymi; - z urządzeniami z uziemieniem rezonansowym;
- ze skutecznie uziemionym sprzętem;
- z głucho uziemionymi neutralnymi.
Obecnie dwa pierwsze typy są stosowane w sieciach elektrycznych o napięciach od 3 do 35 kV. Skuteczne uziemienie najczęściej występuje w zasilaczach o napięciu powyżej 1 kV i współczynniku zamknięcia nie większym niż 1,4. Wskaźnik ten oznacza różnicę pomiędzy potencjałem fazy i masy w stanie normalnym oraz w przypadku zaniku fazy.
Grupa z uziemionym punktem zerowym odnosi się do sieci o napięciu do 1 kV.
Opis izolowanego urządzenia
Takim zabezpieczeniem jest układ, w którym przewód neutralny generatora lub transformatora nie jest połączony z uziomem. Połączenie z uziemieniem stałym umożliwiają urządzenia sygnalizacyjne, zabezpieczające i pomiarowe o dużej rezystancji.
W tym przypadku izolowany przewód neutralny jest siecią trójfazową podłączoną od sprzętu elektrycznego do uziemienia za pomocą rezystorów.
W takim przypadku układ z kondensatorami jest połączony równolegle. Taki neutralny schemat połączeń ma dwa składniki:
- aktywny;
- reaktywny.
Obwód aktywny został zaprojektowany tak, aby zapobiegać prądowi upływowemu poprzez zastosowanie rezystorów, które ze względu na dużą rezystancję redukują jego wartość do minimum. Układ reaktywny posiada kondensatory, w których jedna płytka jest podłączona do linii, a druga do masy.
Zasada działania
W działającej sieci trójfazowej obciążenie rozkłada się równomiernie. W przypadku awarii którejkolwiek fazy w izolowanym obwodzie neutralnym występuje zwarcie doziemne. Zwykle w tym przypadku następuje awaria ciała konsumenta elektrycznego.
Mogą to być zarówno silniki elektryczne, jak i sprzęt metalowy. Jeśli nie ma uziemienia, na urządzeniach pojawia się napięcie. Ta sytuacja jest bardzo niebezpieczna, gdy osoba dotyka korpusu konstrukcji.
Gdy w sieci znajduje się izolowany przewód neutralny, prąd spadnie do minimum i stanie się bezpieczny dla pracownika. Obecnie taki system ochrony jest stosowany:
-
W dwuprzewodowych sieciach prądu stałego. - W urządzeniach elektrycznych pracujących w sieci trójfazowej o napięciu do 1 kV.
- W obwodach niskiego napięcia z urządzeniami ochronnymi.
Urządzenia ochronne obejmują zastosowanie transformatorów izolujących lub zastosowanie dodatkowej izolacji. Faktem jest, że nie można odłączyć zbyt małego prądu za pomocą konwencjonalnych bezpieczników i wyłączników.
Taki sprzęt po prostu nie jest przeznaczony do takich wartości. Dlatego jest to wymagane dodatkowe wyposażenie przekaźnikowe, który będzie ostrzegał o sytuacji awaryjnej.
Ponieważ urządzenia te są trudne w obsłudze, ich konserwacją zajmują się wyłącznie wysoko wykwalifikowani pracownicy.
Zalety i wady
Jedną z najważniejszych zalet trybu takich sieci jest obecność małego prądu w przypadku jednofazowych zwarć doziemnych. Fakt ten umożliwia znaczne zwiększenie działania wyłączników. Faktem jest, że zwarcie doziemne stanowi w praktyce 90% całkowitej liczby sytuacji awaryjnych.
Ponadto obecność niskiego prądu pozwala zmniejszyć wymagania dotyczące sprzętu uziemiającego. Ten neutralny tryb ma również wiele wad. Na przykład jednofazowe zwarcie doziemne może powodować zjawiska ferrorezonansu, które często prowadzą do awarii sprzętu elektrycznego.
Mogą wystąpić przepięcia łuku, powodując zwarcie jednofazowe w zwarciu dwu- i trójfazowym. Ponadto konstrukcja zabezpieczenia zwarciowego jest dość skomplikowana, co prowadzi do jego niewystarczającej wydajności i skuteczności. Istnieje opinia, że przy zwarciu jednofazowym możliwa jest dalsza eksploatacja urządzeń elektrycznych.
Ale praktyka pokazuje, że prawie natychmiast są zwarcia dwu- i trójfazowe, co ostatecznie prowadzi do wyłączenia sprzętu elektrycznego. Jeśli przewód spada na wsporniki linii energetycznej, gdy zwarcie utrzymuje się, pojawiają się niebezpieczne napięcia dotykowe. W takich sytuacjach dochodzi do większości zgonów.
Dlatego do nieprzerwanej pracy zasilacza w sieciach z izolowanymi przewodami neutralnymi stosuje się automatyczne załączanie zasilaczy rezerwowych.
