Глухозаземленная и изолированная нейтраль отличия: Что такое изолированная нейтраль и где она используется

разновидности, отличия и особенности конструкции

О важности заземления в доме говорить не приходится. Даже те, кто не слышал этого термина, наверняка хотя бы раз в жизни испытали его действие на себе. Вернее не действие заземления, а его отсутствие, когда, прикоснувшись к металлическим приборам или предметам, получали небольшой укол электрического тока. Небольшое иглоукалывание – это самый легкий вариант, могут быть куда более серьезные последствия. И не только для человека, но и для оборудования, электроприборов, в целом жилого помещения.

Особенно это актуально для дачного или загородного  домов. Классы напряжения таких домов 0,4 кВт, что все-таки не мало. Если система заземления в городских многоквартирных домах предусматриваются на стадии проектирования и строительства, то заземление в частном доме, чаще всего, проблема самих хозяев.

Для чего нужно заземление

Что должны обеспечивать заземляющие устройства? Заземление – это специально выполненное проводниковое соединение электрического оборудования с заземляющим устройством или контуром.

Назначение заземления – понизить напряжение прикосновения до величины, которая будет для человека безопасной. Это основное назначение, но есть и вспомогательное – земля может использоваться в качестве проводника тока. Такое используется, например, в проводной электрической связи.

Приведенная формулировка относится к защитному заземлению, обеспечивающему безопасность человека. Кроме этого, есть еще рабочее заземление, назначение которого – защита работы самих электрических установок. Но в данной статье мы это не рассматриваем.

Виды заземления

Можно выделить два вида заземления:

• естественное;
• искусственное.

Естественное заземление осуществляется через непосредственное соприкосновение открытых частей металлических конструкций с землей. Что является заземлителем такого вида? Например, рельсы железнодорожных путей, металлические строительные опоры, металлические трубы водопровода (самое простое заземление  в частном доме – водопроводная система), можно использовать для заземления кабель со свинцовой обмоткой и  т.

п.

Главное требование для естественного контура – устойчивость к току короткого замыкания. С этой целью соприкосновение с землей выполняется двумя элементами в разных местах. Запрещается для естественного заземления использовать:

• металлические трубы с ядовитыми или горючими продуктами;
• трубы, имеющие противокоррозионное покрытие;
• трубопроводы отопления и канализации.

Заземление искусственным путем выполняется намеренно, так как естественного контура нет или он не может быть выполнен по правилам ПУЭ — регламента, который оговаривает требования к заземляющим устройствам. Такие виды электроустановок, как трансформаторы и электроприборы частных домов, позволяют в качестве заземлителей использовать трубы из металла, угловой профиль или прутья. Располагаться они могут в земле горизонтально или вертикально.

Справка: заземлитель – токопроводящая деталь или соединенные между собой несколько деталей, соприкасающихся с землей напрямую или через промежуточный токопроводящий материал.

Системы искусственно выполненного заземления

Наиболее распространенным и эффективным  видом  электрозащиты является искусственное заземление. Для того чтобы рассказать о них, сначала дадим расшифровку их буквенной маркировки, являющейся первыми буквами французских слов:

• T – первая буква французского слова «заземление»;
• N – соединение с нейтралью;
• I – изоляция;
• C – объединение нулевых проводов (рабочего и защитного) в один;
• S – использование нулевых проводов отдельно друг от друга.

Справка: нейтраль – общая часть системы переменного тока, имеющей несколько фаз и соединенной звездой, которая находится под напряжением. Для однофазной системы переменного тока это ее средняя часть.

Виды электрических систем маркируются:  TN, TN-C, TN-S, TN-C-S, TT, IT. Расположение букв на определенной позиции тоже имеет свое значение:

• на первой позиции буквенное значение говорит о том, как заземление реализовано на источнике электроэнергии;
• второе буквенное значение говорит о том, как заземление сделано на открытой поверхности электрической установки;
• третья и четвертая буквы обозначают подвиды первого обозначения.

А теперь рассмотрим каждую систему искусственного заземления.

TN схема

Эта система заземления является самой распространенной  в загородных домах. Она подразумевает, что на стороне источника тока (на подстанции) точка соединения обмоток трансформатора (это глухозаземленная нейтраль) неразрывно соединена с заземляющим устройством. Неразрывное соединение получают за счет нескольких вертикально вбитых в землю на глубину два с половиной метра металлических прутов. Пруты соединяют между собой кабели и полоса для заземления. Вместе они составляют единый контур дома Глухозаземленная нейтраль соединяется с электроприборами дома через нулевые и защитные проводы. По способу их подключения различают три TN подсистемы.

Что это такое, глухозаземленная нейтраль легко увидеть на схеме ниже.

TN-S схема

В этой системе помимо нейтрали и фазных проводов присутствует отдельно выделенный защитный провод. Обычно к дому от трансформатора подходит кабель с пятью или тремя жилами. Для трехфазных систем – это три фазы, рабочий и защитный «нули», для однофазных – это то же, только вместо трех фаз — одна фаза. Эта система считается наиболее безопасной, ни и при этом наиболее дорогостоящей.

Справка — каким образом обозначаются нулевые рабочие нейтральные проводники и нулевые защитные:

• нулевой рабочий провод – провод, питающий электрические приборы  в доме и соединенный с нейтралью подстанции обозначается PE;
• нулевой защитный провод соединяет открытые поверхности электрических приборов и нейтраль на подстанции обозначается N. 

TN—C схема

Схема, когда рабочий и защитный «нули» соединены в один. Система устаревшая и не  является надежной (особенно в случае порыва нулевой линии). При таком заземлении от подстанции идет кабель с четырьмя или двумя жилами (отличается от ТНС схемы отсутствием защитного провода).

TN—C—S схема

TN-C-S система заземления — промежуточная схема между двумя предыдущими системами. При этой схеме от трансформаторной подстанции до дома кабель проложен без защитного провода, а по дому рабочий нулевой провод разделяется на два – на рабочий и защитный нулевые проводы. Используется для этого шина-расщепитель. Система отличается от TN-C в более выгодную сторону, но всё равно не лишена недостатков. В случае перегорания нулевого провода между домом и трансформатором, электрические приборы ни чем не защищены от фазного тока.

TT схема

Схема, при которой подстанция и электроприборы в доме глухо заземляются отдельно. При такой системе в доме обязательно должны присутствовать УЗО и должно быть сделано уравнивание потенциалов.

Справка: уравнивание потенциалов и заземление — в чем разница? Заземление установлено на электрических приборах, а уравнивание потенциалов проводят между электрическими приборами и  элементами инфраструктуры дома (трубами, металлическими решетками бетонного пола и т.

п.). Достигается за счет соединения всех токопроводящих предметов в доме с общей шиной заземления.

IT схема

При этой схеме электроприборы в доме глухо заземлены, а нейтраль трансформатора изолирована. Что такое изолированная нейтраль? Примером  сети с изолированной нейтралью  могут служить трансформаторы на горных карьерах. Нейтраль таких трансформаторов заземлена через контрольно-измерительные приборы, которые следят за утечками тока и отключают электроприборы в случае появления утечки. Сети с изолированной нейтралью (изолированная система)  практически не делают в частных домах. Одним из существенных недостатков системы, где реализована изолированная система, является сложное обнаружение неисправностей.

Особенности конструкций разных систем

Ниже мы приведем конструктивные различия в исполнении перечисленных выше систем:

1. В системе TN заземлители делают на подстанции. В системе TT заземление делается около самого жилого помещения.
2. В отличие от TT на TN нет необходимости устанавливать в заземляющую цепь УЗО и в доме выравнивать потенциалы.

Справка:  УЗО в отличие от автоматов защиты контролирует перетекание тока по заземляющему проводу и размыкает  цепь при ее обнаружении.

• Категорически запрещено включать в защитный «ноль» или объединенный защитный и рабочий проводы автоматы защиты. Включать их можно только в отдельный рабочий «ноль».
• Для заземлений с «занулением»  и TN-C-S нужно устанавливать УЗО и подсоединять заземление к контуру, монтируемому у дома. Такой контур называется повторным.

Справка: в качестве повторного контура допускается использовать естественное  заземление.

Как сделать заземление

В последнее время для частных домов рекомендуется реализовывать схему TN-C-S. Однако во многих старых домах вообще нет заземления.

Для исправления этой ситуации нужно выполнить отдельный контур. Сделать его можно, пригласив специалистов, которые сделают расчет контура заземления, или самостоятельно. Давайте рассмотрим вариант, когда вы делаете заземление в частном доме своими руками,  не вдаваясь, что такое блуждающие токи или эффективно заземленная нейтраль.

Справка: эффективно заземленная нейтраль – это нейтраль, у которой коэффициент замыкания на землю меньше или равен 1,4. Определяется он для сетей  с мощностью больше или равно 1 кВт.

Для выполнения контура заземления сначала необходимо определить место его расположения.

Затем определиться с материалом. Для контуров разрешено использовать:

• сталь углеродистую;
• сталь оцинкованную;
• медь.

Для этого подойдут:

• пруты диаметром более и рвано16 мм  при вертикальном расположении и диаметром более и равно 10 мм при горизонтальном;
• уголки с толщиной от более и равно 4 мм и с сечением от 100 кв. мм;
• трубы с диаметром более и равно 32 мм и толщиной стенки более и равно 3,5 мм
• оцинкованные трубы с диаметром более и равно 25 мм и толщиной более и равно 2 мм;
• медный пруток с диаметром более и равно 12 мм.

Как правило, контур делают, забивая в землю стальные пруты.  Забивают их треугольником, квадратом или в ряд и затем соединяют металлическим профилем. После этого единый треугольник соединяют кабелем с водопроводной и отопительной системой дома.

Глубину забивания прутов определяют по глубине промерзания почвы и расположению грунтовых вод. Расстояние от дома выдерживают от 1-го до 10 м. Наиболее часто пруты забивают равносторонним треугольником, хотя лучше всего это делать по периметру дома.

Последовательность выполнения

1. Роется траншея со стороной треугольника 3 м либо в длину 5 м. Ширина ее 0,3-0,5 м, глубина от 0,5 до 1 м.
2. В каждое основание треугольника  или по длине с разбежкой через 1 метр забивается стержень заземления длинной 2,5-3 м.
3. Пруты между собой свариваются металлическим профилем. Шину РЕ в домовом щитке и  контур соединяют полосой с помощью сварки. Это видимый контур заземления (ПУЭ называет его «открыто проложенный заземляющий проводник»).

Сваренная конструкция должна иметь сопротивление заземления не более 30 Ом. Как проверить заземление? Это делает специализированная организация. Она проведет замеры и выдаст необходимые протоколы.

В статье мы рассмотрели, каким бывает заземление частного дома, его разновидности и конструктивные отличия. Надеемся, что статья будет вам полезна и поможет обеспечить дома безопасную эксплуатацию ваших электроустановок.

Глухозаземлённая нейтраль в сетях 0,4 кВ: режимы, TN-S, TN-C, TN-C-S

Пример HTML-страницы

Полная реконструкция технологических установок промышленных предприятий, включающая соответственно и полную реконструкцию их электроснабжения, проводится в настоящее время довольно редко в связи с большими инвестициями и длительностью ее реализации. Чаще всего реконструкция или техническое перевооружение проводится поэтапно в периоды капитальных ремонтов технологической установки.

Реконструкция электроустановок промышленных предприятий должна сопровождаться выполнением требований ПУЭ (седьмое издание), причем в п. 1.1.1. ПУЭ отмечено, что «по отношению к реконструируемым электроустановкам требования настоящих Правил распространяются лишь на реконструируемую часть электроустановок».

Это означает, что при реконструкции только трансформаторной подстанции (ТП) 6/0,4 кВ, включающей распредустройство (РУ) 0,4 кВ (без замены отходящих кабелей), требования Правил должны распространяться только на указанные ТП и РУ, не затрагивая других частей промышленной установки, не охваченных реконструкцией. В то же время при поэтапной реконструкции возникает проблема соответствия части электроустановки, спроектированной с учетом нового издания ПУЭ, частям электроустановки, реализованным по старым нормам и правилам. В основном это касается стороны 0,4 кВ, т. к. новыми Правилами введены возможные варианты (режимы) заземления нейтрали и открытых проводящих частей в сетях 0,4 кВ, которые предъявляют более жесткие требования к этим электроустановкам (пятипроводная система, применение УЗО-Д и т.п.).

Содержание

1. Работа нейтрали типовой подстанции 10-6/0,4кВ
2. Варианты работы нейтрали в соответствии с ПУЭ
3. Меры повышения безопасности в системе TN-C
4. Классификация потребителей для выбора режима нейтрали

Работа нейтрали типовой подстанции 10-6/0,4кВ

Рассмотрим в качестве примера типичный вариант реконструкции ТП и РУ 0,4 кВ технологической установки нефтеперерабатывающего предприятия при условии максимального использования существующих кабельных линий к потребителям 0,4 кВ. В данном случае не будем касаться электроустановок во взрывоопасных зонах, проектирование которых должно осуществляться с учетом кроме ПУЭ ряда других нормативных документов (в том числе ГОСТ Р 51330.13-99 «Электрооборудование взрывозащищенное.  Электроустановки во взрывоопасных зонах».)

Упрощенная однолинейная принципиальная схема электроснабжения установки приведена на рис. 1.5. Схема состоит из комплектных распределительных устройств, содержащих ряд ячеек с автоматическими выключателями:

 

• комплектная трансформаторная подстанция (КТП). Обычно со стороны высшего напряжения КТП имеют вводные шкафы: или напольные с отключающими аппаратами, или навесные для глухого ввода. Со стороны низшего напряжения КТП имеют шкафы: вводные, секционные и линейные с выкатными или стационарными автоматическими выключателями.
• щиты станций управления (ЩСУ1, ЩСУ2), на которых устанавливают большое количество аппаратуры, необходимой для управления современными приводами механизмов. ЩСУ в сочетании с внешними командными аппаратами служат для дистанционного и автоматизированного управления приводами, обеспечивая пуск, работу

Однолинейная принципиальная схема электроснабжения установки на низшем напряжении (0,4 кВ) в нужных режимах, остановку, а также защиту двигателей. На рис. 1.5 отходящие от ЩСУ линии для упрощения схемы не показаны.

В схеме показаны две комплектные компенсирующие установки (ККУ-1, ККУ-2), которые, как правило, подключаются к КТП в случае необходимости компенсации реактивной мощности на стороне 0,4 кВ. На шины КТП также подключаются мощные двигатели (М) технологической установки и мощные и/или ответственные распределительные щиты (Щ). Для упрощения на схеме эти нагрузки обозначены по одному присоединению каждая. Щитов станций управления может быть несколько в зависимости от сложности и производительности технологической установки, следовательно, и располагаться они могут как в одном помещении с КТП, так и в разных. В нашем случае будем считать, что ЩСУ1 обозначает щиты, расположенные в одном помещении с КТП, а ЩСУ2 – в разных помещениях с КТП. Нагрузкой ЩСУ (на схеме не показана) в основном являются двигатели и распределительные щиты, которые значительно меньше по мощности, чем подключаемые к КТП.

Варианты работы нейтрали в соответствии с ПУЭ

Выберем варианты (режимы) заземления нейтрали и открытых проводящих частей в сети 0,4 кВ рассматриваемой схемы электроснабжения, учитывая, что основные трехфазные электроприемники технологической установки на настоящий период подключены к РУ 0,4 кВ с помощью четырехжильных кабелей, основная часть которых по техническому заданию замене не подлежит. Согласно ПУЭ электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью с применением системы TN (п. 1.7.57).

В этой связи мы должны в первую очередь рассмотреть возможность использования системы TN-C, а также необходимость применения систем TN-S или комбинированной TN-C-S для различных уровней схемы (КТП, ЩСУ, Щ).

Пункт 1.7.131. Правил ПЭУ гласит:

«В многофазных цепях в системе TN для стационарно проложенных кабелей, жилы которых имеют площадь поперечного сечения не менее 10 мм2 по меди или 16 мм2 по алюминию, функции нулевого защитного (РЕ) и нулевого рабочего (N) проводников могут быть совмещены в одном проводнике (PEN-проводник)».

Отсюда следует, что для КТП, мощные нагрузки которого обуславливают применение для их питания кабелей с жилами, превышающими указанные выше площади поперечного сечения, вполне подходит система TN-C. В связи с тем, что согласно пункту 1.1.26. Правил «проектирование и выбор схем, компоновок и конструкций электроустановок должны производиться на основе технико-экономических сравнений вариантов с учетом требований обеспечения безопасности обслуживания, применения надежных схем, внедрения новой техники, энерго- и ресурсосберегающих технологий, опыта эксплуатации», проанализируем выбор системы TN-C для КТП (см. рис. 1.6).

По технико-экономическим показателям данная система однозначно дешевле, чем TN-S из-за отсутствия пятого провода и УЗО, причем разница в затратах тем больше, чем более мощные нагрузки подключены к КТП и чем длиннее кабели к ним.

Меры повышения безопасности в системе TN-C

С точки зрения обеспечения безопасности обслуживания можно предложить ряд мер для ее повышения в системе TN-C по сравнению с TN-S.

1. Во-первых, в большинстве случаев для рассматриваемого нефтеперерабатывающего предприятия корпуса электродвигателей и распределительных шкафов, подключенных к КТП, имеют повторное заземление, которое сохраняется при реконструкции технологических установок. Эта мера соответствует современным требованиям, т.к. пункт 1.7.61. Правил гласит:
   

   «При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление PE- и PEN-проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления в первую очередь следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется».

2. Во-вторых, для большинства ответственных электродвигателей 0,4 кВ в настоящее время предполагается установка защиты от замыкания на землю. Она выполняется или с помощью модуля защитногоотключения остаточного тока, присоединяемого непосредственно к клеммам автоматического выключателя, или с помощью отдельно устанавливаемого реле, подключаемого к трансформатору тока в виде разъемного (неразъемного) тора, охватывающего фазные жилы питающего кабеля (например, модуль Vigi. или реле Vigirex для низковольтного оборудования Merlin Gerin), как показано на рис. 1.6.
3. В-третьих, комплектные компенсирующие установки практически всегда располагаются в помещении КТП, поэтому кабели к ним имеют малую длину, а соответственно, мала вероятность их повреждения. Кроме того, доступ в помещение КТП имеет только квалифицированный электротехнический персонал (причем без постоянного присутствия людей в помещении), поэтому требование обеспечения безопасности обслуживания оборудования КТП можно считать выполненным. Это касается и ЩСУ1, находящегося в помещении КТП.

Рис. 1.6. Варианты применения систем TN-C и TN-C-S в рассматриваемой схеме:

* — обозначены четырехжильные кабели, **- обозначен пятижильный кабель.

Таким образом, в подавляющем большинстве случаев КТП могут быть выполнены по системе TN-C при хороших технико-экономических показателях и удовлетворительных мерах по обеспечению безопасности обслуживания электроустановок. Этот вывод подтверждается и многолетним опытом работы как отечественных, так и зарубежных электроустановок, характеризуемых наличием симметричной трехфазной нагрузки, в которых система TN-C выдержала испытание временем и потому ее применение разрешено.

Классификация потребителей для выбора режима нейтрали

Выбор системы для щитов станций управления обусловлен в первую очередь характером нагрузок на них. Здесь можно выделить три характерных типа ЩСУ:

• ЩСУ с достаточно мощными трехфазными потребителями (насосы, вентиляторы, компрессоры, непосредственно участвующие в технологическом процессе), сечения жил кабелей которых удовлетворяют требованиям пункта 1.7.131 ПУЭ;
• ЩСУ с большим количеством маломощных трехфазных потребителей (задвижки, вспомогательные насосы, вентиляторы и т.п.), кабели которых не удовлетворяют требованиям пункта 1.7.131 ПУЭ;
• ЩСУ, имеющие в своем составе нагрузки обоих предыдущих типов.

Для ЩСУ первого типа полностью подходят все вышеприведенные доводы, касающиеся КТП. Особенностью таких ЩСУ по сравнению с КТП является, например то, что они находятся в отдельном помещении на определенном удалении от КТП, что никак не влияет на выбор для них системы TN-C (см. ЩСУ1 на рис.1.6).

Более сложная ситуация возникает с выбором системы для ЩСУ второго типа, т.к. здесь по требованиям ПУЭ нельзя использовать совмещенный PEN-проводник, а требуется переход к системе TN-S. В этом случае можно предложить несколько выходов из создавшегося положения.

1. Во-первых, необходимо заказывать заводу-изготовителю распредустройство для данного ЩСУ с пятью шинами (тремя фазными, нулевой рабочей -N и нулевой защитной – РЕ).
2. Во-вторых, предусмотреть установку в ЩСУ, где это необходимо по требованиям нормативных документов, автоматических выключателей с модулями УЗО (устройствами дифференциальной защиты), причем на данном этапе реконструкции (замена оборудования ТП и РУ 0,4 кВ без замены кабелей) УЗО должны быть выведены из работы, до момента замены четырехпроводных кабелей на пятипроводные. Либо устанавливать УЗО в процессе замены кабелей, а при заказе оборудования для ЩСУ предусмотреть резервные места для установки УЗО в перспективе.
3. В-третьих, рассмотреть возможность использования одной из свободных (резервных) жил существующих кабелей, например для электрифицированных задвижек, в качестве защитного РЕ-проводника. Необходимо только иметь в виду, что в случае применения для таких потребителей автоматических выключателей с модулями УЗО, следует тщательно отстраивать уставки УЗО от больших емкостных токов утечки применяемых кабелей.

Для ЩСУ, имеющих в своем составе нагрузки обоих предыдущих типов, скорее всего можно рекомендовать комбинированную систему TN-C-S (см. ЩСУ2 на рис.1.6).

1. При поэтапной реконструкции систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо решать проблему соответствия части электроустановки, спроектированной с учетом новых требований нормативных документов, узлам электроустановки, реализованным по старым нормам и правилам.
   

   В связи с этим необходимо особенно обращать внимание на сторону напряжения 0,4 кВ, так как новой редакцией ПУЭ введены возможные варианты (режимы) заземления нейтрали и открытых проводящих частей в сетях 0,4 кВ, предъявляющие более жесткие требования к этим электроустановкам (пятипроводная система, применение УЗО-Д и т. п.).

2. При проектировании реконструкции систем электроснабжения на стороне 0,4 кВ следует тщательно анализировать варианты применения системы глухого заземления нейтрали (TN-C, TN-C-S или TN-S) по отдельности для КТП, различных ЩСУ, щитов, сборок. При этом анализ следует проводить как на основе технико-экономического сравнения вариантов, так и с учетом обеспечения безопасности обслуживания и надежности применяемых схем.
3. Приведенный пример такого анализа показал, что в подавляющем большинстве случаев КТП и ЩСУ с достаточно мощными трехфазными потребителями могут быть выполнены по системе TN-C при хороших технико-экономических показателях и удовлетворительных мерах по обеспечению безопасности обслуживания электроустановок. ЩСУ и щиты с большим количеством маломощных трехфазных потребителей и кабелями малого сечения должны выполняться по системе TN-S. Система TN-C-S применима для ЩСУ и щитов, имеющих в своем составе нагрузки обоих предыдущих типов.

Преобразование системы с глухим заземлением в систему HRG

Подавляющее большинство электрических неисправностей начинается с замыкания на землю. В надежно заземленной энергосистеме замыкание на землю имеет почти такую ​​же потенциальную энергию, как и межфазное замыкание, может проводить тысячи ампер и может быстро перерасти в чрезвычайно опасную и разрушительную дуговую вспышку. Замыкание на землю должно быть немедленно устранено.

Физические различия между системой с глухим заземлением и системой с заземлением через сопротивление невелики. Первый имеет сплошное соединение кабеля или шины между нейтралью системы (X0) и землей/землей, а второй имеет токоограничивающий резистор, подключенный между X0 и землей/землей.

Вторичная обмотка трехфазного генератора или трансформатора с глухозаземленным заземлением соединяется звездой или звездой, при этом центр соединения обозначается как нейтральная точка.

Для создания системы с заземлением через сопротивление установите резистор с номинальным напряжением, соответствующий стандарту IEEE 32 (или C 57.32), между X0 и землей. Рекомендуется контролировать этот резистор заземления нейтрали (NGR) на непрерывность и сигнализацию (или отключение) в случае его отказа.

NGR ограничивает ток замыкания на землю до низкого значения, которое не позволяет поддерживать вспышку дуги. Во многих случаях система может продолжать работать с одной фазой, замкнутой на землю, до тех пор, пока не будет инициировано нормальное отключение.

Электрическая система с глухим заземлением полагалась на устройства защиты от перегрузки по току, чтобы прерывать большой ток, связанный с замыканием на землю. Координация вышестоящих и нижестоящих устройств может быть затруднена. Система HRG может обеспечивать очень низкий ток замыкания на землю — слишком малый для срабатывания автоматического выключателя или предохранителя — требуется дополнительная защита от замыкания на землю.

Используйте устройство защитного отключения (RCM) для обнаружения замыканий на землю с помощью трансформатора тока нулевой последовательности. Путем установки таких устройств на каждом фидере или даже на каждой нагрузке автоматизируется локализация повреждений и при необходимости легко достигается выборочное прерывание цепи.

Некоторые элементы схемы, такие как конденсаторы фильтра «фаза-земля» на входе приводов с регулируемой скоростью, могут быть рассчитаны на фазное напряжение. Эти элементы должны быть модернизированы до номинального линейного напряжения, чтобы выдерживать более высокое напряжение, возникающее во время замыкания на землю в системе HRG.

Резистор заземления нейтрали (NGR) является важным элементом системы электроснабжения с заземлением через высокое сопротивление (HRG). Системы HRG всегда включают чувствительные к току детекторы замыкания на землю (для сигнализации или отключения), которые срабатывают, когда замыкание на землю проводит ток, который возвращается к нейтрали питания через NGR.

При выходе из строя NGR из-за нарушения сварки, коррозии, теплового стресса и т.п. ранее существовавшая система HRG становится незаземленной или плавающей. Когда в незаземленной системе происходит замыкание на землю, ток не течет, и установленные датчики замыкания на землю не работают.

Во избежание ситуации, когда замыкание на землю не может быть обнаружено и система остается в небезопасном состоянии, постоянно контролируйте NGR с помощью соответствующего устройства. NGR необходимо контролировать на непрерывность и соединение с нейтралью системы.

В некоторых случаях, например, при строительстве гнезда паразитов или неправильном обслуживании системы, NGR может быть закорочен. В этом случае замыкание на землю приведет к большему, чем ожидалось, току, что может иметь негативные последствия, такие как более высокий уровень повреждения оборудования или вспышка дуги. Постоянно контролируйте NGR на предмет снижения сопротивления, чтобы предупредить операторов об этом состоянии.

Загрузки

Стандарты

DIN 14687-1

Пожаротушение и противопожарная защита — Стационарный генератор (генераторная установка) < 12 кВА для использования в пожарных машинах

DIN 14686

Пожаротушение и противопожарная защита — Распределительный шкаф для стационарных генераторов (генераторная установка) ≥ 12 кВА в пожарной части транспортные средства

СПОСОБЫ ЗАЗЕМЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ | КОНСТРУКЦИЯ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧИ И ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Незаземленная или изолированная нейтраль

В системе с изолированной нейтралью нейтраль не имеет преднамеренного соединения с землей: система соединена с землей через емкостные сопротивления между линией и землей. Одиночные замыкания на землю изменяют напряжение нейтрали системы, но треугольник межфазных напряжений остается нетронутым.

Для этих систем двумя основными факторами, ограничивающими величину тока замыкания на землю, являются емкость нулевой последовательности между линией и землей и сопротивление замыкания. Поскольку треугольник напряжения относительно невозмущен, эти системы могут оставаться в рабочем состоянии во время устойчивых коротких замыканий.

Самоугасание замыканий на землю в воздушных незаземленных линиях возможно при малых значениях тока замыкания на землю. При более высоких значениях тока короткого замыкания меньше вероятность самозатухания короткого замыкания при естественном переходе тока короткого замыкания через ноль из-за высокого переходного восстанавливающегося напряжения.

Эффективное или надежное заземление

Эффективное или надежное заземление популярно в США. Чтобы быть классифицированной как глухозаземленная, система должна иметь (X0 / X1) ≤ 3 и (R0 / X1) ≤ 1, где X0 и R0 — реактивное сопротивление и сопротивление нулевой последовательности, а X1 — реактивное сопротивление прямой последовательности мощности. система. На практике в системах с глухим заземлением все нейтрали энергосистемы подключены к земле (или земле) без какого-либо преднамеренного сопротивления между нейтралью и землей.

Существует две различных практических реализации жесткого заземления в распределительных сетях среднего напряжения: однозаземленное и многозаземленное. В однозаземленных системах может быть только три провода со всеми нагрузками, подключенными между фазами, или может быть четыре провода с изолированной нейтралью и всеми нагрузками, подключенными между фазами.

Обнаружение замыканий на землю с высоким сопротивлением в этих системах затруднено, поскольку защитное реле измеряет ток замыкания на землю с высоким сопротивлением в сочетании с током несимметрии. Замыкания на землю в этих системах могут вызывать токи большой величины, требующие отключения

вся цепь и прерывающая нагрузка для многих клиентов.

Заземление с низким импедансом

В этом типе заземления система заземляется через низкоомный резистор или дроссель с целью ограничения тока замыкания на землю. Ограничивая значения тока замыкания на землю десятками или сотнями ампер, вы снижаете тепловые нагрузки на оборудование, что позволяет приобретать менее дорогие распределительные устройства. Этот метод эквивалентен жесткому заземлению во многих других отношениях, включая методы защиты от замыканий на землю.

Многие распределенные сети во Франции имеют заземление с низким сопротивлением. В сельских распределительных сетях ток замыкания на землю ограничен первичным значением 150–300 А, а в городских сетях с более высокими емкостными токами резистор выбирается таким образом, чтобы ограничить ток замыкания на землю до максимального значения 1000 А. Инженеры промышленных предприятий также использовать заземление с низким импедансом в своих заводских и распределительных цепях.

Высокоимпедансное заземление

В этом методе система заземляется через высокоимпедансный резистор или дроссель с полным сопротивлением, равным или немного меньшим, чем полное емкостное сопротивление системы относительно земли. Метод заземления с высоким импедансом ограничивает ток замыкания на землю до 25 А или менее. Заземление с высоким сопротивлением ограничивает переходные перенапряжения до безопасных значений во время замыканий на землю. Резистор заземления может быть подключен к нейтрали силового или заземляющего трансформатора, генератора или шины заземления генератора или через разомкнутое соединение треугольником распределительных трансформаторов.

Как и в системах с изолированной нейтралью, замыкания на землю в этих системах смещают напряжение нейтрали системы без изменения треугольника межфазных напряжений. Опять же, этот метод заземления позволяет коммунальным службам продолжать работу системы во время устойчивых замыканий на землю.

Неизбирательное обнаружение замыкания на землю возможно путем определения величины напряжения нулевой последовательности системы и сравнения ее с порогом перенапряжения или путем измерения всех трех фазных напряжений и сравнения каждой величины напряжения с порогом пониженного напряжения.