Что значит глухозаземленная нейтраль: Глухозаземленная нейтраль | Тесла

Глухозаземленная нейтраль — принцип работы, преимущества и недостатки

Уберечь человека от поражения электрическим током во время возникновения аварийных ситуаций помогает глухозаземленная нейтраль, обеспечивающая его защитное отключение. Это становится возможным за счет выравнивания потенциалов и срабатывания устройства в момент возрастания силы тока.

Схема глухозаземленной нейтрали

Нужно понимать, что использование этого механизма в реальной жизни так же, как и с изолированной нейтралью, строго регулируется специальными правилам устройства электроустановок (ПУЭ).

Содержание

• Принцип действия
• Достоинства и недостатки метода
• Что такое системы TN

Принцип действия

Согласно Правилам, под этим термином стоит понимать соединение трансформатора (нейтрали генератора) с устройством для заземления. Так, например, если речь идет о трехпроводной сети, прокладываемой к жилому дому от источника питания, нейтраль будет распределена по щиткам с последующим к ней подключением контуров заземления электрооборудования дома. Цепь такого рода не допускает установку предохранителей, подверженных плавлению, и устройств, способных выступить в роли разрушителей единства цепи.

Рабочий ноль — проводник, работающий в тандеме с третьим проводом. Они помогают создавать в доме нужное для работы основных электроприборов напряжение.

Плакат по электробезопасности «Установки с глухозаземленной нейтралью»

Рассмотрим пример аварийной ситуации. В стиральной машине вибрация стала причиной отсоединения фазного провода от места крепления, что привело к его контакту с металлическим корпусом. Что происходит? Короткое замыкание, в процессе чего сила тока быстро набирает обороты. Автовыключатель справится с задачей — питание отключится. Человек, случайно коснувшийся провода, не будет поражен током, так как сопротивление R0 окажется меньше, чем при прохождении тока через человеческое тело.

Для эффективной работы системы с глухозаземленной нейтралью или с изолированной нейтралью (без подключения к устройству заземления) в ответственный момент важно опять же следовать Правилам.

Достоинства и недостатки метода

Система имеет как плюсы, так и минусы.

К достоинствам можно отнести следующие факты:

1. Сеть незаменима в процессе подавления перенапряжений.
2. Нейтраль данного типа открывает возможности в использовании оборудования с таким уровнем изоляции, который изначально предполагает фазное напряжение.
3. Не потребуется специальная схема защиты, достаточно будет обычных функций защиты от тока перегрузки в фазах для удаления глухих замыканий фазы на землю.

К минусам стоит отнеси:

1. Сети с нейтралью глухозаземленного типа — это риск повреждений и помех вследствие большого замыкания тока на землю.
2. Фидер после повреждения будет работать со сбоями.
3. Сохраняется опасность для человека во время действия повреждения в результате создания высокого напряжения прикосновения.

3-фазная сеть с глухозаземленной нейтралью

Немного о применении метода заземления с глухозаземленной нейтралью: его не выбирают для создания подземных или воздушных сетей среднего напряжения в Европе, зато активно используют в распределительных сетях североамериканских объектов.

Целесообразно использование глухозаземленной нейтрали в случаях маломощности источника при коротком замыкании.

Что такое системы TN

TN будут называться системы с использованием глухозаземленной нейтрали для подключения защитных и нулевых функциональных проводников. Важный момент — в таких системах к нулевому проводнику, в свою очередь соединенному с нейтралью, должны быть подключены все корпусные электропроводящие детали.

Такая система отличается подключением нейтрали к контуру заземления вблизи трансформаторной подстанции. Нейтраль в этом случае не заземляется с помощью дугогасящего реактора.

На предприятиях промышленного типа наиболее целесообразными являются четырехпроводные трехфазные сети с глухозаземленной нейтралью напряжением 380/220 В со вторичной обмоткой, объединенной в звезду и наглухо соединенной нейтральной точкой с устройством для заземления.

Двигатели при подключении к фазам сети питаются при линейном напряжении, источником питания ламп является фазное напряжение при подключении их между нейтральными и фазными проводами. N -проводу отводится сразу две роли — он является рабочим, необходимым для присоединения однофазных приемников, и проводом зануления с присоединенными металлическими корпусами установок, которые не находятся под нормальным напряжением.

Зануление пробоя изоляции обмотки двигателя приведет к появлению большого тока короткого замыкания и срабатыванию механизма защиты, в результате чего двигатель будет отключен от сети. В случае отсутствия зануления корпуса двигателя повреждение изоляции обмотки приведет к созданию опасной ситуации на корпусе касательно земли.

В случае однофазного КЗ на землю относительно нее напряжения на целых фазах остается прежним, поэтому изоляция может быть устроена с уклоном не на линейное, а на фазное напряжение.

Итак, глухозаземленной нейтралью называется нейтраль генератора или трансформатора, которая подсоединена к заземляющему устройству.

Главным преимуществом ее использования является возможность предотвращения воспламенения электропроводки за счет автоматического отключения поврежденного участка от сети. Кроме того, в случае короткого замыкания между нейтральным проводом и поврежденной фазой и соответственно увеличивающимся током срабатывают токовые реле, опасность поражения сводится к минимуму.

Изолированная и глухозаземленная нейтраль

В процессе производства, преобразования, транспортировки, распределения и потребления электроэнергии используется трехфазная симметричная система проводов. Достичь такой симметричности стало возможно путем приведения фазных и линейных напряжений в одинаковое состояние. В результате, на всех фазах образуется равномерная токовая загрузка, а также одинаковый сдвиг фаз токов и напряжений.

Во время функционирования всей этой системы рано или поздно возникают аварийные ситуации в виде обрыва провода, пробоя изоляции и прочих специфических неисправностей, приводящих к нарушениям симметрии трехфазной системы. Последствия таких нарушений должны быть устранены как можно скорее. Большую роль в этом играет степень быстродействия релейной защиты, на работу которой влияет изолированная и глухозаземленная нейтраль. Каждый из этих режимов имеет свои достоинства и недостатки и применяется в наиболее подходящих условиях. В любом случае от их состояния во многом зависит нормальное функционирование релейной защиты.

Содержание

Изолированная нейтраль

Изолированная нейтраль нашла достаточно широкое применение в отечественных энергетических системах. Данный способ заземления применяется для генераторов или трансформаторов. В этом случае их нейтральные точки не соединяются с заземляющим контуром. В распределительных сетях на 6-10 киловольт нейтральной точки может не быть вообще, поскольку соединение трансформаторных обмоток выполняется методом треугольника.

В соответствии с ПУЭ, режим изолированной нейтрали может быть ограничен емкостным током, представляющим собой ток однофазного замыкания на землю сети. Его компенсация с помощью дугогасящих реакторах предусматривается при следующих значениях:

• Ток свыше 30 ампер, напряжение 3-6 киловольт;
• Ток свыше 20 ампер, напряжение 10 киловольт;
• Ток свыше 15 ампер, напряжение 15-20 киловольт;
• Ток свыше 10 ампер, напряжение 3-20 киловольт, с металлическими и железобетонными опорами воздушных ЛЭП
• Все электрические сети с напряжением 35 киловольт.
• В блоках «генератор-трансформатор» при токе 5 ампер и генераторном напряжении 6-20 киловольт.

Компенсация тока замыкания на землю может быть заменена резистивным заземлением нейтрали с помощью резистора. В этом случае алгоритм действия релейной защиты будет изменен. Впервые заземление в режиме изолированной нейтрали было применено в электроустановках со средним значением напряжения.

Несомненным достоинством режима изолированной нейтрали является отсутствие необходимости быстрого отключения первого однофазного замыкания на землю. Кроме того, в местах повреждений образуется малый ток, при условии малой токовой емкости на землю.

Однако этот режим имеет ряд существенных недостатков, из-за которых его использование существенно ограничено.

Основные недостатки изолированной нейтрали:

• Возможные дуговые перенапряжения перемежающегося характера дуги малого тока в месте однофазного замыкания на землю.
• Повреждения могут возникнуть во многих местах по причине пробоя изоляции на других соединениях, где возникают дуговые перенапряжения. По этой причине выходят из строя сразу многие кабели, электродвигатели и другое оборудование.
• Дуговые перенапряжения воздействуют на изоляцию в течение продолжительного времени. В результате, в ней постепенно накапливаются дефекты, что приводит к снижению срока эксплуатации.
• Все электрооборудование необходимо изолировать на линейное напряжение относительно земли.
• Места повреждений довольно сложно обнаружить.
• Реальная опасность поражения людей электротоком в случае продолжительного замыкания на землю.
• При однофазных замыканиях не всегда может быть обеспечена правильная работа релейной защиты, поскольку значение реального тока замыкания полностью связано с режимом работы сети, в частности, с количеством включенных присоединений.

Таким образом, большое количество недостатков перекрывает все достоинства данного режима заземления. Однако в определенных условиях этот метод считается достаточно эффективным и не противоречит требованиям ПУЭ.

Глухозаземленная нейтраль

Более прогрессивным способом считается режим глухозаземленной нейтрали. В этом случае нейтраль генератора или трансформатора непосредственно соединяется с заземляющим устройством. В некоторых случаях соединение осуществляется с использованием малого сопротивления, например, трансформатора тока. В отличие от защитного, такое заземление нейтрали называется рабочим. Значение сопротивления заземляющих устройств, соединенных с нейтралью, не должно превышать 4 Ом в электроустановках с напряжением 380/220 вольт.

В электроустановках, где используется глухозаземленная нейтраль, поврежденный участок должен быстро и надежно отключаться в автоматическом режиме в случае возникновения замыкания между фазой и заземляющим проводником. С связи с этим, при напряжении до 1000 вольт, корпуса оборудования должны обязательно соединяться с заземленной нейтралью установок. Таким образом, обеспечивается быстрое отключение поврежденного участка в случае короткого замыкания с помощью реле максимального тока или предохранителя.

Особенности глухого заземления

Заземление нейтрали в глухом режиме предусмотрено для четырехпроводных сетей переменного тока. В таких случаях выполняется глухое заземление нулевых выводов силовых трансформаторов. Соединяются все части, подлежащие заземлению и нулевой заземленный вывод. Нулевой провод должен быть цельным, без предохранителей и каких-либо разъединяющих приспособлений.

В качестве глухозаземленной нейтрали воздушных линий с напряжением до 1 киловольта используется нулевой провод, прокладываемый вместе с фазными линиями на тех же опорах.

Все ответвления или концы воздушных линий, длиной свыше 200 метров подлежат повторному заземлению нулевого провода. То же самое касается вводов в здания, где имеются установки, подлежащие заземлению. В качестве естественных заземлителей могут использоваться железобетонные опоры, а также заземляющие устройства, защищающие от грозовых перенапряжений.

электрический — Почему «Нейтраль», а не «Земля»?

Это урегулировано Кодексом.

Уже есть практический случай, иллюстрирующий ваш вопрос.

В 1966 году, когда они, наконец, взялись за дело и заземлили все , производители плит и сушилок попросили сделать исключение, позволяющее продолжать установку незаземленных 3-проводных цепей (горячий, горячий, нейтральный). Они сказали: «Мы можем заземлить сушилки и плиты на нейтральный провод. И это не должно быть проблемой, потому что розетки для сушилок и плит 9».0009 редко когда-либо беспокоят «. Исключение было предоставлено .

Таким образом, они дали вашей концепции вызов Pepsi. Они действительно сделали это. В течение 30 лет.

Теперь NFPA — это организация, управляемая данными. твердые цифры и отчеты об авариях.Так что в те 30 лет они не сидели сложа руки,собирали данные,»видя что случилось»

А потом в 1996 году получив ответ запретили практику

Можете вникать в записи обсуждения комитета по разработке кодов NEC в 1996 о том, почему они изменили его через 30 лет. Или прочитайте Справочник, в котором обсуждается обоснование многих правил. (спасибо Эду Билу за предложение).

Я полагаю, их причины связаны с подсчетом трупов!

Ваши мысли

Но почему бы не «заземлить» шасси в нейтральное положение? Разве это не сделает то же самое? Земля и нейтраль даже соединены вместе на электрощите.

«На главной сервисной панели» не то же самое, что «НЕ на главной сервисной панели». Вот чего ты не понимаешь. Это потому, что вы исходите из огромного предположения, что провода просто волшебным образом перемещаются из одного места в другое, и это не связано с какими-либо реальными вещами, которые могут сломаться.

Глядя на столб, кажется, что земля здесь только для того, чтобы действовать как резервный нейтрал. Это действительно все, что нужно сделать?

«Резервный нейтраль, чтобы свет оставался включенным, когда нейтраль ломается» — это драматическое неправильное прочтение этого поста. Сценарий, в котором нейтраль выходит из строя, а рабочий ток перенаправляется через землю, , является ПЛОХИМ случаем . Посмотрите внимательно, и вы увидите, что на следующем слайде это приводит к трагедии, когда земля тоже выходит из строя.

Действительно, это гайка, из-за которой были запрещены 3-проводные соединения сушилки и диапазона.

Земля абсолютно не является нейтральной резервной службой. Желаемое, когда нейтраль ломается одна, чтобы устройство перестало работать.

Это будет мотивировать людей исправить это должным образом.

Имейте в виду также, что в цепях на 35 А и выше заземляющий провод меньше, чем нейтраль, и просто не может выполнять работу нейтрали.

Наверное, это имеет смысл — перерыв в горячем, ты в порядке. Прорыв в земле, все еще хорошо. Разрыв нейтрали, вам нужна резервная копия (земля) … так что, по сути, добавляете второй уровень защиты к единственному проводу, который в этом нуждается?

Одной из самых опасных вещей является состояние «сонной угрозы», когда существует ужасная опасность, но это не , представляющий на самом деле как проблему. Итак, чтобы следовать вашему комментарию:

• Перерыв в «горячем» отключении устройства, поэтому человек знает, что есть неисправное устройство или цепь, что приводит к немедленному ремонту цепи и, таким образом, никакой спящей угрозе .
• Обрыв «нейтрали» также выключает прибор, что также
  приводит к немедленному ремонту цепи и, таким образом, к отсутствию угрозы сна . Но обрыв нейтрали не ухудшает защиту заземления , поэтому, если та же самая авария приведет к отсоединению горячей части, автоматический выключатель все равно отключится. И кстати обрывы на нейтралке очень частое явление. Мы все время сталкиваемся с проблемами уровня «головной царапины», которые восходят к отключенной или ухудшенной нейтрали, а потеря нейтрали является наиболее распространенной неисправностью всего дома.
• Разрыв «земли» снимает слой защиты. Поймите, что система использует «глубокоэшелонированную защиту» или модель «швейцарского сыра», есть несколько слоев, и все они должны выйти из строя определенным образом (дырки в швейцарском сыре должны выровняться), чтобы произошел несчастный случай. Так что это нехорошо, но прорыв в земле не сразу приводит к аварии. Это единственное, что «тихо выходит из строя», создавая спящую угрозу .

Сколько терминов для нейтрального проводника требуется NEC?

Национальный электротехнический кодекс (NEC) — обширный и сложный документ. Даже инженеры-электрики и инспекторы по электротехнике, которые проводят большую часть своего рабочего времени за чтением книги, будут возражать против любого, кто в совершенстве понимает эти критически важные стандарты.

Это «неполное понимание» такого важного документа вызвано рядом факторов, связанных с любым документом, содержание которого определяется комитетом, но мы можем прямо нацелиться на статью 100 «Определения» как на отправную точку для большей части путаница. В конце концов, почему после 100 лет существования Кодекса вам все еще приходится заглядывать в комментарии к Руководству, чтобы понять многие определения?

Для инженеров по заземлению наша главная задача — статья 250 Национального электротехнического кодекса (NEC). Тем не менее, только в этой одной статье, всего 29 страниц, Кодекс использует как минимум четыре (4) различных термина для обозначения нейтрального проводника!

В этом кратком обзоре не делается попытка перечислить конкретные примеры, поскольку цель состоит в том, чтобы просто дать вам обзор сбивающего с толку множества терминов «нейтральный проводник», которые используются в Кодексе, и того, как эти термины смешиваются, для вашего ознакомления. целей.

Статья 250 кода использует не менее четырех (4) различных терминов для описания нейтрального провода:

1. Нейтральный проводник — 250,20, 250,26, 250,36, 250,162, 250,166, 250,184, 250,187 и дрей.
2. Заземляющий проводник – 250.24, 250.30, 250.34, 250.102, 250.186 и другие
3. Провод заземления – 250.24, 250.30, 250.32, 250.134, 250.140, 250.142, 250.186
4. Провод цепи замыкания на землю – 250.186 (только издание 2014 г.)

Специальное примечание: термин «общий дирижер», который также относится к нейтральному проводнику, можно найти за пределами статьи 250 здесь:

1. Общий проводник — 310,15, 400,5, Таблица 430.249, 610,14

 

К счастью, в редакции 2014 года из статьи 250.26 Кодекса (редакция 2011 года) термин «общий проводник» был удален. К сожалению, в статье 250. 186 (новой в 2014 г.) Кодекса решили добавить термин «проводник цепи замыкания на землю» вместо того, чтобы просто называть его нулевым проводником (старый 250.186 был изменен на 250.187). К счастью, в 2017 году Кодекс убрал этот термин. С учетом сказанного, отличающуюся терминологию нейтрального проводника довольно легко исправить, в отличие от терминологии перемычки. Но это для другого блога в будущем…  

 

Во-первых, есть несколько терминов, которые мы должны понимать:

ОБА Токоведущие и нормально обесточенные:

Заземленный проводник. Проводник системы или цепи, намеренно заземленный.

 

ТОЛЬКО Токоведущий

Нейтральный проводник. Проводник, подключенный к нейтральной точке системы, предназначенной для передачи тока при нормальных условиях.

 

ТОЛЬКО Нормально обесточенные проводники:

Проводник заземления оборудования (EGC). Проводящий путь(и), который обеспечивает путь тока замыкания на землю и соединяет обычно не проводящие ток металлические части оборудования вместе и с заземляющим проводником системы или с проводником заземляющего электрода, или с тем и другим.

Проводник заземляющего электрода (GEC). Проводник используется для подключения заземляющего проводника системы или оборудования к заземляющему электроду или к точке в системе заземляющего электрода.

Заземляющий электрод. Проводящий объект, через который устанавливается прямое соединение с землей.

Примечание: кроме того, существует не менее восьми (8) различных терминов, используемых для обозначения одного термина «перемычка» в Статье 250, некоторые из которых являются нормально токопроводящими, некоторые обычно не являются токопроводящими, некоторые оба, и большинство, если не все, в какой-то момент «заземлены». Однако в этом блоге эти вопросы обсуждаться не будут.

Мы указываем на приведенные выше определения, так как можно было бы привести аргумент в пользу того, что код нуждается в одном термине, таком как «заземленный проводник», чтобы иногда определять как заземленный проводник с нормальным током (нейтральный проводник), так и заземляющий провод, обычно не пропускающий ток (любой из заземляющих проводов, например, EGC, GEC или электроды).

Разве Кодекс не может просто сказать «Нейтральные и заземляющие проводники» вместо «Заземленные проводники», чтобы было понятнее?

Вы уже не запутались? Это блог, который просто пытается прояснить определенную терминологию… хотя даже это может показаться некоторым читателям запутанным! Это должно просто подчеркнуть для вас, насколько важно, чтобы Кодекс использовал функцию «найти и заменить» для исправления своей терминологии.

Мы в E&S не являемся поклонниками термина «нейтральный» для определения нейтрального проводника. Нейтральное звучит дружелюбно и безопасно… когда это не так! На наших занятиях мы иногда называем его «смертоносным проводником смерти», поскольку можно утверждать, что нейтраль унесла за эти годы больше жизней, чем фазные провода (я не уверен, что это правда, но мы уверены, что погибло гораздо больше людей). от нейтралов, чем кому-либо было бы удобно). Нейтральные проводники обычно являются токоведущими и могут убить вас так же легко, как и любой фазный провод.

Уже один этот факт означает, что терминологию для такого опасного проводника ни в коем случае нельзя смешивать с безопасными.

Возможно, именно поэтому на протяжении многих лет мы видели разные термины для нейтрального проводника, такие как общий проводник или обратный проводник. Возможно, «проводник смертельной смерти» немного переборщил… и, возможно, уже слишком поздно менять название с «Нейтральный проводник» на «Обратный проводник» или какое-либо другое лучшее название для проводника с нормальным током, который не звучит так дружелюбно. Как вы думаете, сколько людей, не имеющих отношения к электрике, получили травмы за эти годы, думая, что нейтральный провод безопасен?

Какое бы название ни решили использовать авторы Кодекса, оно должно исключить все другие термины: общий проводник, проводник заземления, проводник цепи замыкания на землю и т. д., все они должны быть исключены из всего Кодекса.

Кроме того, термин «заземленный проводник» необходимо исключить и заменить двумя (2) терминами: одним для обозначения нейтрального проводника с нормальным током, а другим – одним термином для обозначения нормально обесточенного проводника.