การใช้เครือข่ายไฟฟ้าที่มีความเป็นกลางที่แยกได้

ความเป็นกลางที่แยกได้คือความเป็นกลางของหม้อแปลงหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ไม่ได้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์สายดินหรือเชื่อมต่อกับมันผ่านความต้านทานสูง

เครือข่ายไฟฟ้าที่มีความเป็นกลางแยกใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 380 — 660 V และ 3 — 35 kV

การประยุกต์ใช้เครือข่ายที่มีความเป็นกลางแยกที่แรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1,000 V

เครือข่ายไฟฟ้าสามสาย ด้วยความเป็นกลางที่แยกได้ ใช้งานที่แรงดันไฟฟ้า 380 — 660 V เมื่อจำเป็นต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดที่เพิ่มขึ้นสำหรับความปลอดภัยทางไฟฟ้า (เครือข่ายไฟฟ้าของเหมืองถ่านหิน เหมืองโพแทช เหมืองพรุ การติดตั้งแบบเคลื่อนที่) เครือข่ายของการติดตั้งระบบไฟฟ้าแบบเคลื่อนที่สามารถทำได้ด้วยสายไฟสี่เส้น

ในการทำงานปกติ แรงดันไฟฟ้าของเฟสเครือข่ายถึงกราวด์จะสมมาตรและเป็นตัวเลขเท่ากับแรงดันเฟสของการติดตั้ง และกระแสในเฟสต้นทางจะเท่ากับกระแสโหลดเฟส

ในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงถึง 1 kV (ตามกฎแล้วความยาวสั้น ๆ ) ค่าการนำไฟฟ้าแบบ capacitive ของเฟสที่สัมพันธ์กับกราวด์จะถูกละเลย

เมื่อมีคนแตะเฟสของเครือข่ายกระแสจะไหลผ่านร่างกายของเขา

Azh = 3Uf / (3r3+ z)

โดยที่ Uf คือแรงดันเฟส r3 — ความต้านทานของร่างกายมนุษย์ (เท่ากับ 1 kΩ); z — อิมพีแดนซ์จากการแยกเฟสลงกราวด์ (100 kΩ หรือมากกว่าต่อเฟส)

ตั้งแต่ z >>r3 ปัจจุบัน I ตัวเล็กมาก ดังนั้นจึงค่อนข้างปลอดภัยสำหรับคนที่จะสัมผัสเฟส เป็นสถานการณ์ที่กำหนดการใช้ความเป็นกลางที่แยกได้ในการติดตั้งระบบไฟฟ้าของวัตถุเหล่านั้นซึ่งสถานที่ซึ่งในแง่ของอันตรายจากไฟฟ้าช็อตต่อผู้คนถูกจัดประเภทว่าเป็นอันตรายอย่างยิ่งหรือมีอันตรายเพิ่มขึ้น

ในกรณีของฉนวนที่มีข้อบกพร่องเมื่อ z << rz บุคคลที่สัมผัสเฟสจะตกอยู่ภายใต้แรงดันเฟส ในกรณีนี้กระแส. การผ่านเข้าสู่ร่างกายมนุษย์อาจเกินค่าที่ทำให้ตายได้

ในความผิดพลาดของดินแบบเฟสเดียว แรงดันไฟฟ้าของเฟสที่มีข้อบกพร่องเทียบกับกราวด์จะเพิ่มขึ้นเป็นเส้นตรง และกระแสที่ไหลผ่านร่างกายมนุษย์เมื่อสัมผัสกับเฟสที่ไม่บุบสลายในขณะที่เกิดไฟฟ้าลัดวงจรนั้นเป็นอันตรายเสมอ เนื่องจากมันสูงถึงหลายร้อย มิลลิแอมป์ (ที่นี่ z << rз และแทนค่า ค่า Uf ของแรงดันไฟเส้นต้องถูกแทนที่ในสูตร เช่น √3

ผลที่ตามมาจากข้างต้นคือการใช้ในเครือข่ายดังกล่าวเป็นมาตรการป้องกันการตัดการเชื่อมต่อหรือการต่อสายดินร่วมกับเครือข่ายการแยกการตรวจสอบเงื่อนไข ไม่อนุญาตให้ใช้งานเครือข่ายในระยะยาวด้วยความผิดพลาดของสายดินแบบเฟสเดียวในการติดตั้งระบบไฟฟ้าเหล่านี้

พื้นฐานสำหรับการใช้สายดินร่วมกับการตรวจสอบฉนวนแบบภาคตัดขวางคือข้อเท็จจริงที่ว่ากระแส Ic ของดินแข็งผิดปกติในเครือข่ายที่มีความเป็นกลางที่แยกได้นั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับความต้านทานของสายดินของตัวเรือนอุปกรณ์ไฟฟ้าซึ่งไม่ พลังงานปกติ (เนื่องจากค่าการนำไฟฟ้าของจุดกราวด์สูงกว่าผลรวมของค่าการนำไฟฟ้าของความเป็นกลาง, ฉนวนและความจุเฟสเทียบกับกราวด์อย่างมีนัยสำคัญ) และแรงดันไฟฟ้าของเฟสที่เสียหายเทียบกับกราวด์ Uz คือ ส่วนเล็ก ๆ ของแรงดันเฟสของแหล่งกำเนิด

ค่าของปริมาณ AzSand Uz สำหรับฉนวนความต้านทานแบบสมมาตรที่สัมพันธ์กับพื้นดินถูกกำหนดดังนี้:

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

โดยที่ rz — ความต้านทานดินของตัวเรือนอุปกรณ์ไฟฟ้า ตั้งแต่ z >> rz แล้ว Uz << Uf

ดังที่เห็นได้จากสูตร ในเครือข่ายที่เป็นกลางแบบแยก การลัดวงจรของเฟสหนึ่งถึงกราวด์จะไม่ทำให้เกิดกระแสลัดวงจร กระแส I คือหลายมิลลิแอมป์ การปิดระบบป้องกันช่วยให้มั่นใจว่าการปิดการติดตั้งไฟฟ้าโดยอัตโนมัติในกรณีที่เกิดไฟฟ้าช็อตและในเครือข่ายใต้ดินขึ้นอยู่กับการตรวจสอบสภาพของฉนวนโดยอัตโนมัติ

การประยุกต์ใช้เครือข่ายที่มีความเป็นกลางแยกที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 1,000 V

เครือข่ายไฟฟ้าสามสายที่มีแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 1 kV โดยมีความเป็นกลางแยก (มีกระแสดินต่ำ) รวมถึงเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 3 — 33 kV ที่นี่ ค่าการนำไฟฟ้าแบบคาปาซิทีฟของเฟสที่เกี่ยวกับกราวด์ไม่สามารถละเลยได้

ในโหมดปกติ กระแสในเฟสของแหล่งกำเนิดถูกกำหนดโดยผลรวมทางเรขาคณิตของโหลดและกระแสประจุไฟฟ้าของเฟสต่างๆ เทียบกับกราวด์ ผลรวมทางเรขาคณิตของกระแสประจุไฟฟ้าของทั้งสามเฟสมีค่าเท่ากับศูนย์ ดังนั้นจึงไม่มี กระแสน้ำไหลผ่านพื้นดิน

ในความผิดพลาดของดินทึบ แรงดันไฟฟ้าถึงดินของเฟสที่มีข้อบกพร่องนี้จะมีค่าเท่ากับศูนย์โดยประมาณ และแรงดันไฟฟ้าไปยังดินของอีกสองเฟส (ที่ผิดพลาด) จะเพิ่มเป็นค่าเชิงเส้น กระแสตัวเก็บประจุของเฟสที่ไม่เสียหายยังเพิ่มขึ้น √3 เท่า เนื่องจากไม่ใช่เฟส แต่ตอนนี้แรงดันไฟฟ้าของสายถูกนำไปใช้กับความจุของเฟส เป็นผลให้กระแส capacitive ของความผิดพลาดของโลกเฟสเดียวกลายเป็น 3 เท่าของกระแส capacitive ปกติต่อเฟส

ค่าสัมบูรณ์ของกระแสเหล่านี้ค่อนข้างน้อย ดังนั้นสำหรับสายไฟเหนือศีรษะที่มีแรงดันไฟฟ้า 10 kV และความยาว 10 กม. กระแสตัวเก็บประจุคือ NSประมาณ 0.3 A. และสำหรับสายเคเบิลที่มีแรงดันและความยาวเท่ากัน — 10 A.

การใช้เครือข่ายสามสายที่มีแรงดันไฟฟ้า 3 - 35 kV โดยมีความเป็นกลางแยกไม่ได้เกิดจากข้อกำหนดด้านความปลอดภัยทางไฟฟ้า (เครือข่ายดังกล่าวเป็นอันตรายต่อผู้คนเสมอ) และความสามารถในการตรวจสอบการทำงานของเครื่องรับไฟฟ้าที่เชื่อมต่อตามปกติ ถึงแรงดันเฟสในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ความจริงก็คือด้วยความผิดพลาดของสายดินเฟสเดียวในเครือข่ายที่มีเฟสเป็นกลางแยก แรงดันไฟฟ้าระหว่างเฟสยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในขนาดและเฟสจะเปลี่ยนเป็นมุม 120 °

แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในเฟสที่ไม่เสียหายเป็นค่าเชิงเส้นจะขยายออกไปจนกว่าทุกอย่างจะอยู่ที่นั่น และด้วยการเปิดรับแสงเป็นเวลานาน ฉนวนอาจเสียหายและเกิดการลัดวงจรตามมาระหว่างเฟสได้ดังนั้นในเครือข่ายดังกล่าว เพื่อค้นหาข้อบกพร่องของโลกอย่างรวดเร็ว ควรทำการควบคุมฉนวนอัตโนมัติโดยทำหน้าที่ส่งสัญญาณเมื่อความต้านทานของฉนวนของเฟสใดเฟสหนึ่งต่ำกว่าค่าที่กำหนดไว้

ในเครือข่ายที่จัดหาสถานีไฟฟ้าย่อยของการติดตั้งแบบเคลื่อนที่ เหมืองพีท เหมืองถ่านหินT และในเหมืองโพแทช การป้องกันความผิดพลาดลงดินจะต้องดำเนินการเพื่อตัดการเชื่อมต่อ

เมื่อเฟสปิดลงกับพื้นโดยอาร์คอาร์ค จะเกิดปรากฏการณ์เรโซแนนซ์และแรงดันไฟฟ้าเกินที่เป็นอันตรายถึง (2.5 — 3.9) อัพ ซึ่งฉนวนที่อ่อนแอจะนำไปสู่ความล้มเหลวและไฟฟ้าลัดวงจร ดังนั้นระดับการแยกสายจะถูกกำหนดโดยความถี่ของแรงดันเกินเรโซแนนซ์

ส่วนโค้งขัดจังหวะเกิดขึ้นในเครือข่ายที่มีกระแสไฟฟ้าลัดวงจรแบบ capacitive เหนือ 10 และ 15 A ที่แรงดันไฟฟ้า 35 และ 20 kV ตามลำดับ สูงกว่า 20 และ 30 A ที่แรงดันไฟฟ้า 6 และ 10 kV ตามลำดับ

เพื่อขจัดความเป็นไปได้ของส่วนโค้งเป็นระยะ ๆ และเพื่อขจัดผลกระทบที่เป็นอันตรายที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เป็นฉนวนในส่วนที่เป็นกลางของเครือข่ายสามสายรวมถึงอุปนัย เครื่องปฏิกรณ์ปราบปรามอาร์ค… ความเหนี่ยวนำของเครื่องปฏิกรณ์ถูกเลือกในลักษณะที่กระแสคาปาซิทีฟที่ตำแหน่งของฟอลต์ลงดินมีค่าน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และในขณะเดียวกันก็รับประกันการทำงานของการป้องกันรีเลย์ที่ตอบสนองต่อฟอลต์ลงดินแบบเฟสเดียว

M.A. Korotkevich