Как известно, изолированная нейтральная централь не используется в квартирной или домашней электропроводке. Однако для трансформаторов и генераторов высоковольтных проводов она является неотъемлемой частью всей сети электричества.
В этой статье мы углубимся в терминологию и область применения изолированный вид нейтрали.
Определение изолированной нейтрали и терминология
Термин «изолированной центральной нейтрали» описан в ПУЭ, главе 1,7, пункт 1,7,6, а также в ГОСТ 2009-009, 12,1. В этих законодательных источниках четко прописана формулировка, что изолированная нейтраль – это центральная нейтраль генератора или трансформатора электросети, которая не присоединяется к устройству заземления или присоединяется, но через приборы безопасности или аварийной сигнализации.
Также центральной изолированный нейтралью может выступать определенная точка, которая является центром соединения жил по схеме «звезды».
Некоторые, даже профессиональные, специалисты по электрике убеждены, что изолированная нейтраль – это система заземления IТ, которая описана в ПУЭ 1,7,3.
Однако это ложная информация и глубокое заблуждение, поскольку в том же пункте ПУЭ сказано, что данная система используется исключительно для электросетей до одного кВ.
Кроме того, в пункте 1,7,2 сообщается, что в зависимости от безопасности изолированные установки разделяются на четыре категории от изолированных до глухо заземленных, а также до одного кВ и выше.
Исходя из вышеописанных пунктов изолированной ПУЭ следует вывод: изолированная центральная нейтраль и система глухого заземления – это абсолютно разные устройства с разными типами применения.
Применение изолированной нейтрали в сети до 1000 В
Благодаря использования изолированной нейтрали в трансформаторе, нивелируется любая возможная вероятность перепада напряжения между жилами «нуля» и «фазами».
Потому даже случайный контакт с проводом под напряжением электрического тока – безопасно.
Чтобы объяснить данный процесс технологическим языком, вы можете ознакомиться с точной формулой ниже, которая демонстрирует равность электрического тока при контакте с человеком.
Iч = 3Uф/(3rч+ z)
Как видно, электрический ток сразу же возвращается к изолированному источнику питания, а не стремится в землю через проводника, в данном случае – человека.
Кроме того, поскольку сопротивление тока равно около ста кОм на одну фазную жилу, то соответственно сила напряжения тока будет равна не более нескольких единиц милиампер, что абсолютно безопасно.
Помимо вышеописанных защитных преимуществ изолированной нейтрали, стоит упомянуть о минимизации любых рисков утечки тока на металлический корпус трансформатора или генератора.
Хотя в данном устройстве не сработает изолированное защитное реле или автоматический выключатель, обязательно сработает контроль-система изоляторного сопротивления, которая исключит возможность небезопасной ситуации.
Как итог такой налаженной работы изолированной электроустановки, электросеть с тремя фазами продолжит работоспособность даже в случае короткого замыкания одной жилы «фаз».
В таком случае напряжение электрического потока в активных двух фазах равномерно возрастет и при случайном контакте с одной из них, пользователь попадет под линейное напряжение тока.
Как видно, из-за особенной контракции устройства в электросети существует лишь один тип напряжения тока, в отличие от системы изолированного глухого заземления.
Если пользователь хочет подключить систему к электросети с нагрузкой на одну активную фазу, рекомендуется всегда использовать понижающие электроустановки, по типу генератора 380 на 220.
Применение изолированной нейтрали
Изолированная центральная нейтраль активно применяется для городских трансформаторов для электроснабжения жилых микрорайонов, домом и бытовых помещений еще с середины прошлого века.
Кроме того, системы заземления крайне необходимы для электроснабжения зданий из деревянных материалов, поскольку они в зоне повышенного риска аварийных и пожарных ситуаций.
Специалисты сообщают, что чаще всего для многоквартирных домов применяется система глухого заземления, поскольку при случайном контакте пользователя с проводом под напряжением или поверхностью с током утечки, вся электросеть продолжить функционировать, изолировав лишь одну фазу, и все остальные жители дома не пострадают от полного отключения электричества общей электросети.
Как видно, в случае с системой заземления обязательно активизируется ДИП-защита, а при возникновении опасной ситуации для безопасности пользователей – сработает автомат.
Однако еще в конце прошлого века от данной изолированной системы специалисты отказались и начали использовать обновленные электроустановки.
На данный момент изолированная центральная нейтраль широко распространена в каждой электросети, которая требует повышенной системы безопасности. Например, там где исключена любая возможность правильного заземления по разным причинам.
К ним могут относиться следующие изолированные электросети:
- На платформах, кораблях, судах и всех объектах, которые располагаются в море или других водах, чей корпус не позволяет заземлить сеть.
- В местах работы под землей: скважины или шахты.
- В подземном транспорте.
- На габаритных установочных грузоподъемных кранах и других машинах.
- В генераторах бензина или дизеля для бытового, не промышленного использования.
Также, согласно ПТЭЭП, пункт 2,12,6, изолированная нейтраль может выступать в роли потребляющего устройства соединительного контакта сети для питания электроприборов до двенадцати ватт.
Преимущества и недостатки изолированной нейтрали
Ниже мы опишем плюсы и минусы использования центральной изолированной нейтрали в сетях до 1000 В.
Плюсы изолированной нейтрали:
- Высокий уровень безопасности для пользователя.
- Продолжительность надежной работы без неисправных ситуаций.
- Экономия потребления электроэнергии.
- Сохранение работоспособности даже при коротком замыкании одной из трех фаз.
Минусы изолированной нейтрали:
- При коротком замыкании одной из фаз, повышается напряжение в действующих, что снижает безопасность использования.
- Низкий ток при замыкании.
- Отсутствие признаков при первом замыкании фазы.
Применения изолированной нейтрали для сетей более 1000 В
Для безопасности пользования и снижения расходных материалов в электросетях более 1000 В чаще всего применяются изоляционные системы глухого заземления.
Однако стоит отметить, что в некоторых трансформаторах жилы соединены по схеме «трех углов», а не «звезды» и центральная нейтраль не предусмотрена изначально.
Для высоковольтных проводных систем изолированное глухое заземление крайне необходимо для стабильной работы электросети, поскольку благодаря ему напряжение тока при коротком замыкании фазы – минимальное, а также при отключении одной фазы, остальные две продолжат работу.
Кроме того, даже единичный контакт с не изолированным высоковольтным проводом – смертельно опасен для жизни человека, потому нельзя пренебрегать системой для обеспечения безопасности.
Помимо вышеописанных факторов необходимости использования изоляции, существует еще один, связанный с повреждением одной из фаз.
Как известно, при коротком замыкании заземленной фазы через другу в трансформаторе высоковольтных проводов, возникает значительная перегрузка, которая приводит к разрушению изоляции и межфазному короткому замыканию.
Чтобы исключить малейшую вероятность заземленной дуги и вытекающих аварийных последствий изолированная центральная нейтраль обязательно соединяется с «землей» через специальный реактор гасящий дугу.
Его необходимо подобрать и установить согласно всем характеристикам определенной сети, чтобы он обеспечивал максимальную защиту и безопасность.
Реактор, описанный выше, для гашения дуги способствует следующим процессам:
- Снижает ток короткого замыкания.
- Разрушает дугу, путем воздействия на ее неустойчивые физические характеристики.
- Снижает риск повторной аварийной ситуации дуги, путем замедления роста тока после гашения.
- Снижает напряжения обратного тока.
Преимущества и недостатки
Плюсы и минусы использования изолированной нейтрали в сети более 1000 В.
Плюсы:
- Сохранение работоспособности, при отключении одной из фаз.
- Низкий уровень тока короткого замыкания.
Минусы:
- Сложный автоматический поиск аварии сети.
- Установка дополнительных систем изоляции.
- При длительном замыкании, повышается риск поражения током пользователя сети, опасным для жизни.
- Во время короткого замыкания одной из фаз не осуществляется полноценная защита от реле.
- В процессе накопления неисправностей, сокращается продолжительность роботы изоляции.
- Аварийные ситуации могут возникнуть одновременно в нескольких местах электросети.
Надеемся, что данная информация будет полезной. Если у вас имеются полезные заметки из личного опыта, обязательно делитесь ими в комментариях ниже.
