Paano gumagana ang tatlong-phase na kasalukuyang network na may nakahiwalay na neutral

Maaaring gumana ang mga de-koryenteng network sa mga naka-ground o nakahiwalay na neutral ng mga transformer at generator... Gumagana ang 6, 10 at 35 kV network sa nakahiwalay na neutral ng mga transformer. Ang 660, 380 at 220 V na mga network ay maaaring gumana sa parehong nakahiwalay at naka-ground na neutral. Ang pinakakaraniwang four-wire network 380/220 na sumusunod sa mga kinakailangan mga panuntunan para sa pag-install ng kuryente (PUE) dapat may grounded neutral.

Isaalang-alang ang mga network na may nakahiwalay na neutral... Ipinapakita ng Figure 1a ang isang diagram ng naturang three-phase na kasalukuyang network. Ang paikot-ikot ay ipinapakita na konektado sa bituin, ngunit lahat ng sinabi sa ibaba ay nalalapat din sa kaso ng pagkonekta sa pangalawang paikot-ikot sa delta.

kanin. 1. Diagram ng isang three-phase current network na may nakahiwalay na neutral (a). Network earthing na may nakahiwalay na neutral (b).

Gaano man kahusay ang pangkalahatang pagkakabukod ng mga live na bahagi ng network mula sa lupa, ang mga conductor ng network ay palaging konektado sa lupa. Dalawang beses ang relasyong ito.

1. Ang pagkakabukod ng mga live na bahagi ay may isang tiyak na pagtutol (o kondaktibiti) na may paggalang sa lupa, kadalasang ipinahayag sa megohms.Nangangahulugan ito na ang isang tiyak na dami ng kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng pagkakabukod ng mga wire at lupa. Sa mahusay na pagkakabukod, ang kasalukuyang ito ay napakaliit.

Ipagpalagay, halimbawa, na ang boltahe sa pagitan ng wire ng isang bahagi ng network at ng lupa ay 220 V, at ang insulation resistance ng wire na ito, na sinusukat sa isang megohmmeter, ay 0.5 MΩ. Nangangahulugan ito na ang kasalukuyang patungo sa ground 220 mula sa bahaging ito ay 220 / (0.5 x 1,000,000) = 0.00044 A o 0.44 mA. Ang kasalukuyang ito ay tinatawag na leakage current.

Conventionally, para sa higit na kalinawan, sa diagram ng insulation resistance ng tatlong phase r1, r2, r3 ay inilalarawan sa anyo ng mga resistances, ang bawat isa ay konektado sa isang punto ng wire. Sa katunayan, ang mga daloy ng pagtagas sa isang gumaganang network ay ibinahagi nang pantay-pantay sa buong haba ng mga wire, sa bawat seksyon ng network ay sarado sila sa lupa, at ang kanilang kabuuan (geometric, iyon ay, isinasaalang-alang ang phase shift) ay zero.

2. Ang isang koneksyon ng pangalawang uri ay nabuo sa pamamagitan ng kapasidad ng mga wire ng network na may kaugnayan sa lupa. Ano ang ibig sabihin nito?

Ang bawat network wire at ground ay maaaring ituring na dalawa pinahabang mga plato ng kapasitor… Sa mga overhead na linya, ang konduktor at lupa ay parang mga plato ng isang kapasitor, at ang hangin sa pagitan ng mga ito ay isang dielectric. Sa mga linya ng cable, ang mga capacitor plate ay ang cable core at metal sheath na konektado sa lupa, at ang insulator ay ang pagkakabukod.

Sa alternating boltahe, ang pagbabago sa mga singil sa mga capacitor ay nagiging sanhi ng mga alternating na alon na lumitaw at dumaloy sa mga capacitor. Ang mga tinatawag na capacitive currents sa isang gumaganang network ay pantay na ipinamamahagi kasama ang haba ng mga wire at sa bawat indibidwal na seksyon ay sarado din sila sa lupa. Sa fig.1, at ang mga resistensya ng mga capacitor ng tatlong phase sa lupa x1, x2, x3 ay karaniwang ipinapakita na konektado bawat isa sa isang grid point. Kung mas malaki ang haba ng network, mas malaki ang pagtagas at capacitive currents.

Tingnan natin kung ano ang mangyayari sa ipinapakita sa figure 1 at sa network, kung ang isang earth fault ay nangyari sa isa sa mga phase (halimbawa A), iyon ay, ang conductor ng phase na ito ay konektado sa earth sa pamamagitan ng medyo maliit. paglaban. Ang ganitong kaso ay ipinapakita sa figure 1, b. Dahil maliit ang paglaban sa pagitan ng wire phase A at ground, ang leakage resistance at ang capacitance sa ground ng phase na ito ay nababawasan ng grounding resistance. Ngayon, sa ilalim ng impluwensya ng line voltage ng network UB, ang leakage currents at capacitive currents ng dalawang operating phase ay dadaan sa punto ng pagkabigo at lupa. Ang mga kasalukuyang landas ay ipinahiwatig ng mga arrow sa figure.

Ang maikling circuit na ipinapakita sa Figure 1, b ay tinatawag na single-phase earth fault, at ang nagresultang fault current ay tinatawag na single-phase current.

Ngayon isipin na ang isang single-phase short circuit dahil sa pagkasira ng pagkakabukod ay nangyari hindi direkta sa lupa, ngunit sa katawan ng ilang mga de-koryenteng receiver - isang de-koryenteng motor, isang de-koryenteng kagamitan, o sa isang istraktura ng metal kung saan inilalagay ang mga de-koryenteng wire ( Larawan 2). Ang ganitong pagsasara ay tinatawag na isang short circuit ng kaso. Kung sa parehong oras ang pabahay ng electrical receiver o ang istraktura ay hindi konektado sa lupa, nakuha nila ang potensyal ng bahagi ng network o malapit dito.

kanin. 2. Maikli sa frame sa network na may nakahiwalay na neutral

Ang paghawak sa katawan ay kapareho ng paghawak sa bahagi.Ang isang closed circuit ay nabuo sa pamamagitan ng katawan ng tao, ang mga sapatos, ang sahig, ang lupa, ang leakage resistance at ang kapasidad ng mga magagamit na phase (para sa pagiging simple, ang capacitive resistances ay hindi ipinapakita sa Fig. 2).

Ang kasalukuyang sa maikling circuit na ito ay nakasalalay sa resistensya nito at maaaring malubhang makapinsala o pumatay ng isang tao.

kanin. 3. Hinawakan ng isang tao ang isang wire sa isang network na may nakahiwalay na neutral sa presensya ng lupa sa network

Mula sa sinabi, sumusunod na upang ang agos ay dumaan sa lupa, kinakailangan na magkaroon ng isang closed circuit (kung minsan ay naiisip na ang kasalukuyang "pumupunta sa lupa" ay hindi totoo). Sa mga network na may nakahiwalay na neutral na boltahe hanggang sa 1000 V, ang pagtagas at mga capacitive na alon ay kadalasang maliit. Depende sila sa kondisyon ng pagkakabukod at sa haba ng network. Kahit na sa isang malawak na network, ang mga ito ay nasa loob ng ilang amps at mas kaunti. Samakatuwid, ang mga alon na ito ay karaniwang hindi sapat upang matunaw ang mga piyus o masira ang koneksyon mga circuit breaker.

Sa mga boltahe sa itaas ng 1000 V, ang mga capacitive current ay pangunahing kahalagahan; maaari silang umabot ng ilang sampu-sampung amperes (kung hindi ibinigay ang kanilang kabayaran). Gayunpaman, sa mga network na ito, kadalasang hindi ginagamit ang tripping ng mga faulted section sa panahon ng single-phase fault upang hindi makalikha ng mga pagkaantala sa supply.

Samakatuwid, sa isang network na may isang nakahiwalay na neutral, sa pagkakaroon ng isang single-phase short circuit (na kung saan ay signaled sa pamamagitan ng insulation control device), ang mga electrical receiver ay patuloy na gumagana. Posible ito dahil sa kaso ng isang single-phase short circuit, ang boltahe ng linya (phase to phase) ay hindi nagbabago at lahat ng mga electrical receiver ay tumatanggap ng kapangyarihan nang walang pagkaantala.Ngunit sa kaso ng isang single-phase fault sa isang network na may nakahiwalay na neutral, ang mga boltahe ng mga undamaged phase na may paggalang sa ground ay tumataas sa linear at ito ay nag-aambag sa paglitaw ng pangalawang earth fault sa isa pang yugto. Ang nagresultang double ground fault ay nagdudulot ng malubhang panganib sa mga tao. Samakatuwid, ang anumang network na may isang single-phase short circuit sa loob nito ay dapat ituring na emergency, dahil ang pangkalahatang mga kondisyon ng seguridad sa naturang kundisyon ng network ay lumala nang husto.

Kaya ang pagkakaroon ng "lupa" ay nagpapataas ng panganib electric shock kapag hinahawakan ang mga live na bahagi. Ito ay makikita, halimbawa, mula sa figure 3, na nagpapakita ng pagpasa ng fault current kapag hindi sinasadyang hinawakan ang kasalukuyang nagdadala ng conductor ng phase A at isang hindi naayos na "grounding" sa phase C. Sa kasong ito, ang isa ay nasa ilalim ng impluwensya ng boltahe ng linya ng network. Samakatuwid, ang mga single-phase na earth o frame fault ay dapat ayusin sa lalong madaling panahon.