Заземление в системах с изолированной нейтралью: что это такое и где она применяется

Содержание

Система заземления IT. Возможности реализации в жилых домах

 

Международная классификация и кодирование систем электроснабжения

При описании систем электроснабжения в данной статье будем руководствоваться материалами и стандартами международной электротехнической комиссии (МЭК) и российскими «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ).

Если исходить из вышеперечисленных нормативных документов, описания систем электроснабжения в проектировании варьируются в зависимости от способов заземления, используемых в распределительных сетях. Специалистами употребляются различные виды методик в сфере защиты от негативных факторов поражения электрическим током. В практической деятельности инженеры-электрики сталкиваются с функциональным и защитным заземлениями.

Функциональное заземление служит для обеспечения нормальной работы электрических приборов. А вот с целью обеспечения безопасности электрических сетей и электроустановок на объектах применяют защитное заземление.

 

Разновидности систем заземления

Рассмотрим базовые понятия и расскажем Вам, что же означают буквенные обозначения, используемые специалистами электриками.

Часто в документации по электроснабжению, употребляется понятие «нулевой рабочий проводник» или по-другому он еще обозначается, как «N-проводник». Он используется для питания приемников электроэнергии, служит соединяющей частью для вывода с нейтралью электрооборудования, глухо заземленной. В разных случаях, он применяется, как в источниках однофазного/трёхфазного переменного тока, так и в сетях постоянного тока.

А вот в случае, когда вышеописанные два проводника совмещают свои функции в одном проводнике, то вводится понятие — PEN-проводник.

Исходя из правил МЭК, а также пользуясь принятой там системой кодирования согласно (ГОСТ Р 50571.2-94 «Электроустановки зданий. Часть 3. Основные характеристики»), расскажем Вам о специальных буквенных обозначениях, которые приняты в этой области знаний.

В этой терминологии первой латинской буквой обозначают, какое бывает состояние у нейтрали источника питания в отношении «земли».

Если есть нейтраль, которая заземлена, то пишем T (Terra, в переводе с латинского «земля»). Если речь идет об изолированной нейтрали, то используем I (англ., Isolate). При обозначении видов заземления ОПЧ пользуются буквой под номером два. Латинскую T применяют в случае автономного от связи источника питания с землей, заземления ОПЧ. А вот знаком N маркируют, если ОПЧ непосредственно контактируют с точкой заземления источника питания. Еще несколько латинских букв используют в качестве описания разных состояний PE-проводника и N-проводника.

При применении в схеме раздельных проводников, N и PE, используют S (от англ. термина Separated, в переводе означает «разделение»).

А вот если применяется PEN-проводник, в котором соединяются функции как нулевого защитного, так и нулевого рабочего проводников, то обозначают буквой C (от англ. слова Combined – комбинирован).

Теперь, зная основные буквенные обозначения, можно без труда расшифровать аббревиатуры, которыми помечают различные виды систем заземления.

Рассмотрим вид №1, TN-систему.

В таком схемном решении имеем нейтраль источника питания в положении «глухо заземлена». ОПЧ электрического оборудования присоединены к ней с помощью PE-проводников. Такое схемное решение заключает в себе ещё 3 подвида:

  • TN-C — в случае совмещения N/PE-проводников в одном. А вот если разделить конкретно в применении для всей системы функции N- и PE-проводников, то такую схему маркируют, как TN-S. Если же совместить функционал N/PE-проводников только для какой-нибудь из частей системы, то мы получим обозначение TN-C-S.

  • Второй вид – это TT. Это решение предусматривает существование нейтрали источника питания, которая «заземлена глухо». ОПЧ, как правило, заземляют от отдельного заземлителя. Он расположен совершенно автономно от заземления нейтрали источника питания.

  • И наконец, перейдем к третьему виду — IT. Это решение предусматривает изоляцию токоведущих частей системы питания от земли. В некоторых случаях допустимо заземление с помощью приборов с большим сопротивлением. Заземление ОПЧ осуществляется отдельно. Иногда, такой вариант в технической литературе называют «системами c изолированной нейтралью».

 

Детали и особенности применения распределительных сетей, защитных заземлений

Определившись с классификацией распределительных сетей, кратко определимся с их практическим назначением. И начнём наше рассмотрение c типа TN. Конкретно возьмем для примера — TN-C. Является одной из наиболее старых и проверенных систем. Она досталась нам ещё от Ленинского плана ГОЭЛРО. Достоинства её в экономичности и простоте. Недостаток – отсутствие РЕ-проводника, а значит повышенная опасность в условиях быта в части уравнивания потенциалов и отсутствия в жилых зданиях защитного заземления (возможно лишь «зануление»). Уходящая технологическая система. Не рекомендуется для электроснабжения вновь возводимых объектов.

В качестве переходной подсистемы предлагается TN-C-S. В технической реализации она достаточно проста. Переход просто осуществляется c подсистемы TN-C. Но в случае серьезного повреждения проводника типа PEN, потребители электроэнергии могут оказаться в опасности.

И наконец, подробнее остановимся на технологии ТТ. Из-за угроз от поражения электрическим током такая технология в СССР была запрещена.

Однако, в современной действительности, в Российской Федерации достигнут большой прогресс в применении средств АЗС и УЗО. И эта технология «получила вторую жизнь», как средство подачи электроэнергии на буровых, в строительные бытовки и на другие передвижные и временные объекты.

К заземляющему устройству такой системы предъявляются повышенные требования, которые отражаются в проекте и прописываются в технических условиях.

А теперь мы подходим к основной цели нашего повествования – системам IT, на которых сконцентрируем основное наше внимание.

 

Распределительные сети IТ: историческая ретроспектива, принципы построения, показатели назначения, области возможных применений

В исторически обозримом прошлом (начало и середина XX века) распределительные IT системы имели доминирующее положение в странах Западной Европы. Однако по ряду причин экономического и технического характера от них отказались и перешли на TN-технологии. Если задуматься, почему это было сделано, то приходит на ум такой пример, как слабая устойчивость сетей IT к импульсным перенапряжениям коммутационного и грозового характера и более высокая стоимость таких решений перед пришедшими на смену TN-технологиями. Исключением является Королевство Норвегия, где распределительные IT-сети успешно эксплуатируются и развиваются. На это существуют свои причины, среди которых следует отметить географическое расположение (северные территории с малым количеством гроз, северные сияния не идут в счёт т.к. они происходят в верхних слоях атмосферы), повсеместный скальный грунт (трудности с построением высокоэффективной системы заземления), невысокая нагрузка на энергетическую систему страны ввиду отсутствия в массовом характере энергозатратных производств, а вследствие небольшой территории и предыдущего фактора, больших перетоков мощностей (коммутационных перенапряжений) в распределительных сетях. Тем не менее, давайте оставим пока «норвежский феномен» и зададимся вопросом: какова нишевая применимость данной технологии в современных условиях постиндустриального общества? И чтобы ответить на данный вопрос рассмотрим архитектуру построения распределительной IT-сети. В этой технологии, как мы уже писали выше, нейтраль изолирована от земли или же заземлена через специальные приборы с высоким импедансом (иногда в особых случаях применима низкоимпедансная, реже дугогасящая схема). При этом ОПЧ потребителя надёжно заземлены, а это предполагает низкие токи утечки на токопроводящие части электроустановки и на землю. Таким образом, при аварийной ситуации — замыкании на землю, исключается немедленное отключение питающей установки от присоединённого электрооборудования, система продолжает работать без перерыва питания. Также исключается возникновение дугового разряда и «шагового напряжения» с высоким потенциалом. Следует заметить, что данная технология при трёхфазном вводе позволяет организовать подключение потребителя двумя возможными способами: «треугольником» и «звездой».

Положив в основу особенности архитектуры построения данных систем заземления и их свойства в части электробезопасности, определим основные показатели назначения технологии заземления распределительных IT-сетей:

  • это безопасность для людей и животных, а также применимость как в обычных бытовых, так и в необычных (экстремальных) условиях;

  • повышенная защищенность от пожаров, взрывов;

  • облегченная возможность монтирования этих систем в виде наложения распределительной сети на уже имеющиеся технологии электроснабжения;

  • эффективность масштабирования сети;

  • простое управление емкостью сети;

  • система обнаружения повреждений;

  • устойчивости сети к неоднократным межфазным замыканиям;

  • системы настроек защиты (АЗС, УЗИП, УЗО).

Исходя из показателей назначения, вытекает сфера возможных применений. Это, прежде всего, медицинские стационары (операционные, реанимация и пр. ), где требуется обеспечение высокой живучести и электробезопасности систем жизнеобеспечения. Научные лаборатории, где используется чувствительное электронное и компьютерное оборудование. Взрывоопасные производства (предприятия нефтехимии, деревообработки, газовое хозяйство, угольные шахты и пр.). Помещения с повышенной влажностью (банно-прачечные комбинаты, бассейны, животноводческие фермы и др.). ГЭС и высоковольтные подстанции, где велика вероятность образования аварийного шагового напряжения высокого потенциала. В этом случае по технологии IT-заземления организуется наложенная обслуживающая технологическая система энергоснабжения.

Ну и конечно, часто задаваемый вопрос относительно возможности использования IT-заземления в квартире, индивидуальном строении (коттедж, дачный дом и пр.), т.е. в бытовых жилищных условиях. Отвечаем сразу – это возможно. И с технической стороны, здесь ключевую роль играет разделительный трансформатор, иногда называемый трансформатором безопасности. В данном устройстве первичная обмотка глухозаземлена и отделена от незаземлённой вторичной заземлённым металлическим экраном и усиленной изоляцией, при этом коэффициент трансформации равен 1, а К. П.Д. достигает 0,98. Все элементы организации IT-заземления в жилищном фонде имеются в продаже (трансформаторы безопасности, модульные системы заземления, заземляющие проводники и пр.) и разрешены к применению. Причём трансформаторы безопасности выпускаются в нескольких исполнениях (контейнерного и боксового типов), что позволяет устанавливать их как внутри, так и снаружи помещений. Кроме того трансформаторные системы разделительного типа снабжены развитой системой дистанционного контроля и диагностики состояния изоляции и заземления.

На этапе проектирования или модернизации объекта необходимо согласование проектно-сметной документации строительного проекта или модернизации системы электрообеспечения действующего жилья с органами энергонадзора. Для индивидуального строительства здесь особых проблем нет. Есть некоторые трудности с квартирным фондом старой застройки, как в части выбора места установки дополнительного оборудования, так и отсутствия заземления (технология TN-C).

Все изменения и модернизации в системе энергоснабжения должны быть отражены в техническом паспорте жилища!

 

Смотрите также:

  • Заземление. Что это такое и как его сделать

  • Молниезащита в частном доме: правила, расчеты, пример

  • Что такое грозоизолятор и как он работает?

  • Полезные материалы для проектировщиков: статьи, рекомендации, примеры

  • Таблица удельного сопротивления грунта

Смотрите также:

Перенапряжения в системах с резонансным заземлением нейтрали

Страница 51 из 84

Дугогасящая катушка была изображена как устройство для гашения дуги и ограничения перенапряжений, возникающих при дуговых замыканиях на землю. Эта первоначальная точка зрения в настоящее время потеряла свое значение. Резонансное заземление нейтрали применяется благодаря другим своим эксплуатационным преимуществам. Действительно, не доказано, что при дуговых замыканиях на землю возникают опасные перенапряжения (см. § 11.2.2 гл. 2 и § 4.5 и 4.7 гл. 3). Однако несомненно, что дугогасящая катушка исключает возможность возникновения перенапряжения этого рода. Теперь следует выяснить, как дугогасящая катушка влияет на другие виды перенапряжений.

Перенапряжения основной частоты

Возрастание напряжения здоровых фаз при замыканиях на землю до 1,73 фазного напряжения не может рассматриваться как перенапряжение. Вопрос этот был рассмотрен в § 10 гл. 2.

Так называемые резонансные явления, вызываемые емкостным небалансом и другими причинами, были рассмотрены в § 4 этой главы. где показано, что даже в крайних случаях они не вызывают перекрытий в системе.
В системах с изолированной нейтралью распределение напряжения при замыкании на землю изменяется вдоль системы, вызывая протекание емкостного тока замыкания на землю через распределенные или сосредоточенные индуктивности (см. § 10.10 гл. 2). Резонансное заземление снижает емкостный ток замыкания на землю до очень малых величин и, таким образом, исключает его влияние. Отмечалось (Л. 27], что особого внимания требуют системы с большим отношением емкостной мощности замыкания на землю к мощности короткого замыкания (последняя определяется величиной реактивного сопротивления короткого замыкания). Однако даже в случае системы 220  кВ условия, при которых возможно увеличение напряжения в месте замыкания до 1,2 линейного напряжения, представляются искусственными. (Мощность короткого замыкания— не более 300 Мва, нескомпенсированная длина линии —145 км.) Относительно двойного небаланса, вызываемого сочетанием замыкания на землю и обрыва провода, читатель может справиться в § 10.10.2 гл. 2.

Коммутационные перенапряжения

Существенные перенапряжения связаны с отключением токов намагничивания трансформаторов и холостых линий. В системе с дугогасящей катушкой специальную проблему представляет отключение двухфазного замыкания на землю.

В § 11.4 гл. 2 были приведены экспериментальные данные, показывающие, что величины коммутационных перенапряжений не зависят существенно от способа заземления нейтрали. Однако иногда считают, что глухое заземление нейтрали имеет некоторые преимущества при отключении холостых линий.

Отключение токов намагничивания

В определенных типах выключателей дугогасящие устройства действуют даже при малых токах и стремятся прервать ток до перехода его через нуль. Энергия, запасенная в магнитной цепи отключаемого трансформатора, переходит в электрическую энергию относительно малой емкости вводов трансформатора и соединительных проводов (рис. 251,а). Колебания средней частоты возникают между этой емкостью и индуктивностью трансформатора.

Дугогасящая катушка, присоединенная к нейтрали, не принимает участия в переходном процессе, во-первых, потому, что через нее не протекает ток и она не содержит запасенной энергии, во-вторых, потому, что колебания симметричны относительно нейтральной точки.
Предполагаемый максимум напряжения в переходном колебательном процессе часто настолько велик, что происходит повторное зажигание дуги в выключателе на возрастающей полуволне переходного напряжения (точка Р, рис. 251,б). При этом максимальное напряжение определяется мгновенной диэлектрической прочностью промежутка выключателя. При пробое промежутка емкость колебательного контура разряжается через образующуюся дугу. Сильно задемпфированная высокочастотная составляющая, обусловленная разрядом емкости, приводит к тому, что ток в дуге вскоре снова проходит через нуль, дуга опять гаснет и цикл повторяется, обусловливая целую серию пикообразных импульсов, показанных на рис. 251,б.

При переходном колебательном процессе L, С при каждом разряде емкости теряется энергия; процесс прекращается, когда не достигается величина напряжения, способного пробить промежуток выключателя.

Рис. 251. Обрыв тока намагничивания.

а — эквивалентная схема; б — ток через индуктивность и напряжение на индуктивности при повторных зажиганиях дуги.

Отсюда следует, что прочность промежутка определяет величину перенапряжений и что наибольшее напряжение имеет место со стороны трансформатора, где переходное напряжение складывается с напряжением источника (рис. 251,б). Сама система перенапряжениям не подвергается. Из анализа механизма образования перенапряжений следует, что способ заземления нейтрали не может влиять на этот вид перенапряжений.

 Воздействие волн на изоляцию заземляющих устройств

С первого взгляда может показаться, что глухое заземление нейтрали обеспечивает снижение перенапряжений на нейтрали или около нее. Однако это не очевидно, и требуется анализ воздействия импульсных волн на изоляцию нейтрали. Так как воздействие волн, возникающих при однофазных замыканиях на землю, было разобрано в § 22 гл. 3, то ниже мы обратимся к другим видам падающих волн при различных способах заземления нейтрали.

Рис. 258. Начальное и конечное распределения напряжения, а также огибающая максимальных потенциалов при воздействии импульсной волны на обмотку трансформатора с заземленной нейтралью.

Рис. 259. Начальное и конечное распределения напряжения и огибающая максимальных потенциалов при воздействии импульсной волны на обмотку трансформатора с изолированной нейтралью.

На рис. 258 и 259 кривые А представляют собой начальное (т. е. емкостное) распределение напряжения при падении на трансформатор с глухо заземленной и изолированной нейтралами волны с крутым фронтом. Рис. 259 соответствует первой части графика А на рис. 85, который относится к случаю изолированной нейтрали; он применим и к случаю заземления нейтрали через большое реактивное сопротивление без защитных шунтов. Разница между кривыми распределения напряжения на рис. 258 и 259 очень мала. Если волны одинаковых полярности и амплитуды падают по трем фазам одновременно, то распределение напряжения при заземленной нейтрали остается неизменным, в то время как небольшое напряжение на изолированной нейтрали утраивается. Этот случай иллюстрируется кривой А на рис. 259, который построен без соблюдения масштаба. В действительности, как это будет показано ниже, амплитуда волны, движущейся по трем фазам одновременно, составляет всего около половины волны, приходящей по одной фазе.

Прямая линия Е дает конечное распределение напряжения для бесконечно длинной волны, которое определяется индуктивностью трансформатора (мы пренебрегаем постепенным смещением линии Е, которое рассматривалось в предыдущей главе).
Гиперболическое начальное распределения напряжения А переходит в конечное распределение напряжения Е путем свободных колебаний. Каждая точка обмотки колеблется около ее конечного потенциала, и кривая В дает идеализированную огибающую максимальных потенциалов, достаточно правильно отражающую характерные черты явления.

Преимущества глухого заземления нейтрали в значительной мере теряются благодаря большим напряженностям поля вблизи нейтрали, поэтому изоляция нейтрали требует внимания при любом способе ее заземления. У больших трансформаторов, работающих с заземленной нейтралью, применяются выравнивающие устройства (нерезонирующие трансформаторы), обеспечивающие равномерное распределение потенциала вдоль обмоток. В этих трансформаторах обмотки устроены таким образом, что начальное распределение А3ф и конечное распределение Е примерно совпадают. Если подобного рода меры приняты, то разница между случаями глухо заземленной и изолированной нейтралей незначительна лишь при падении волны по одной фазе (прямой удар молнии). При падении волн по трем проводам одновременно нерезонирующие трансформаторы сохраняют свои преимущества, в то время как трансформаторы с незаземленной нейтралью подвержены колебаниям. Возникновение этих колебаний вызвано наличием значительной емкости секций обмотки, примыкающих к нейтрали. Влияние этой емкости заключается в том, что она обусловливает начальное распределение напряжения, которое хотя выпрямлено по сравнению с кривой А3ф (рис. 259), все же ниже кривой конечного распределения.        Равномерное распределение напряжения поддерживается в течение всего переходного процесса колебаний в обмотке.
Испытания показывают, что при падении волн одновременно по трем фазам (индуктированные волны) их амплитуда не превышает 50% амплитуды волны, образующейся при прямом ударе молнии. Поэтому на рис. 259 ординаты графиков, обозначенных индексом 3, должны быть применительно к практическим условиям уменьшены вдвое. Приняв это во внимание, мы можем сделать следующие выводы:

Обыкновенные трансформаторы: глухое заземление нейтрали приводит к увеличению напряженностей на изоляции около нейтральной точки, которые могут иметь особое значение в случае применения градированной изоляции.
Незаземленная нейтраль нуждается в таком же уровне изоляции, как и вводы трансформатора, так как половина значений кривой В3ф, (рис. 259) имеет тот же самый порядок, что и В.

Нерезонирующие трансформаторы: глухое заземление нейтрали дает возможность применить градированную изоляцию. Незаземленная нейтраль требует такого же уровня главной изоляции, как и на вводах трансформатора, так как здесь колебания нейтрали возможны при индуктированных волнах.

Волны напряжения на нейтрали трансформатора определяют также перенапряжения на присоединенных к нейтрали шинах, изоляторах и коммутационной аппаратуре.
Перенапряжения на обмотке дугогасящей катушки, возникающие вследствие воздействия атмосферных волн, анализировались экспериментально; ниже приводятся некоторые характерные результаты испытаний. Проектировщику требуются сведения о перенапряжениях в слабых местах, особенно на переключателях отпаек. Проходя через обмотку трансформатора, импульсные волны приобретают колебательный характер, однако о частоте этих колебаний ничего общего сказать нельзя. Перекрытие на нейтрали эквивалентно воздействию волны напряжения с крутым фронтом. В проектных работах можно основываться на распределении напряжения, полученном при стандартной волне. Описываемые эксперименты относятся к волне 0,5/50 мксек. Были исследованы две конструкции: одна — с дисковыми катушками, другая — со слоевой обмоткой; последняя была выполнена нерезонирующего типа.

Реактор, собранный из дисковых катушек, содержал их 120 шт.; каждая катушка имела 2 004 витка, разделенных поровну между двумя стержнями сердечника. Обмотка имела 12 отпаек, следующих через 400 витков, которые были расположены иа стержне, не имевшем воздушных зазоров. Конструкция аналогична приведенной на рис. 290,а. Реактор испытывался импульсами с полностью введенными и выведенными отпайками и всегда при электрически присоединенных неиспользованных отпайках. В обоих случаях напряжение любой отпайки на землю не превышало 100% приложенного напряжения.
Что касается напряжения между катушками, то примерно 100% приложенного импульса появляется на секции с отпайками. Напряжение между отпайками необходимо при проектировании переключателей отпаек. Было найдено, что оно не превышает 90% приложенного импульса. Что касается напряжения между катушками в случае, когда регулировочная часть обмотки представляла собой холостой конец основной обмотки, оно составляет около 70% всего напряжения на регулировочной части обмотки. Из всего этого можно сделать вывод, что продольная изоляция регулировочной секции и между соответствующими концами двух секций должна иметь уровень импульсной прочности не меньший, чем у высоковольтных вводов.

В противоположность этому распределение напряжения реактора со слоевой обмоткой, приведенное на рис. 260, представляет собой прямую линию независимо от того, используются ли всей отпайки или нет. Исследуемый реактор 218  кВА предназначался для системы 33  кВ, 50 гц.
Каждый сердечник имел четыре катушки, в каждой по шесть слоев, соединенных, как показано на рис. 260,а.

Полное число витков 5 720, половина их снабжена отпайками. (В катушке этого типа число отпаек выбрано с запасом.) Рис. 260,б и в относятся к числам витков 2 860 и 3 840.

  • Назад
  • Вперёд

Системы с изолированной и заземленной нейтралью на судах

B MANIKANDAN ETO
17 июля 2016 г.


Изолированная нейтраль
система или система с изолированной нейтралью (INS)

Изолированная система

Изолированная система – это система, которая полностью электрически
изолированный от земли (корпус корабля)

Причина использования
изолированная система

Приоритетным требованием на борту судна является поддержание
непрерывность электроснабжения оборудования в случае одиночного замыкания на землю
возникает неисправность. В изолированной системе
одно замыкание на землю не прерывает питание, но вызывает предупреждение на
система обнаружения Земли. Это позволяет
оператору найти и устранить неисправность.

Преимущества
система с изолированной нейтралью

Предотвращает риск потери основных услуг, таких как рулевое управление
шестерня

Одно замыкание на землю прерывает не подачу питания, а замыкание на землю.
система обнаружения неисправностей выдаст предупреждение

Заземленная система

Заземленная система имеет один полюс или нейтраль, подключенную к
земля

На борту судов основная система обычно изолирована для шины.
бар напряжением 440 В

Когда напряжение превышает 1000 В, нейтраль
генератор должен быть заземлен.

Заземление нейтрали

Как упоминалось ранее, для систем, имеющих более 1000
V, нейтраль будет заземлена. К
защитить систему от высокого тока короткого замыкания, обычно нейтраль
заземление через резистор или трансформатор. В случае замыкания на землю это
желательно, чтобы ток короткого замыкания не превышал полный ток нагрузки
генератор.

Что такое замыкание на землю?

Замыкание на землю происходит из-за разрыва изоляции, что позволяет
касание проводника корпуса или заземленного металлического корпуса.

Что такое обрыв цепи?

Обрыв цепи происходит из-за обрыва проводника, поэтому
что ток не может течь.

Что такое короткое замыкание?

Это связано с двойным разрывом изоляции, позволяющим обоим
проводники должны быть соединены так, чтобы проходил очень большой ток или происходило короткое замыкание
имеет место. Ток замыкания зависит от
полное сопротивление цепи в момент возникновения неисправности.

Каковы причины короткого
схема?

Короткое замыкание может произойти из-за пробоя
изоляции из-за перегрева или попадания влаги/воды.

Клеммные соединения ослабевают из-за вибрации или любого
другие причины, при этом два кабеля соприкасаются.

Кабели, подверженные воздействию огня, механических повреждений, порезов и т.п., могут
привести к коротким замыканиям.

Заземление
электрооборудование

Для защиты от опасности поражения электрическим током
и возможную пожароопасность, металлические ограждения и другие нетоковедущие
металлические части оборудования должны быть заземлены.
Это позволяет потенциалу во время замыкания на землю стать равным нулю и
также обеспечивает путь с наименьшим сопротивлением для прохождения тока к
земной шар. (корпус корабля).

ТРАНСФОРМАТОР БАЛАНСИРОВОЧНОГО ТОКА

Значение земли
неисправности

Если происходит замыкание на землю (при условии, что система заземлена),
будет эквивалентно короткому замыканию через корпус корабля. Результирующий большой ток немедленно
перегорает предохранитель и питание оборудования прекращается. Если это произойдет с важным оборудованием, таким как рулевой механизм, корабль потеряет управление. Большой ток также может вызвать искрение.
повреждения в месте неисправности.

Каковы причины замыканий на землю?

  • Сырость
  • Механическое повреждение
  • Загрязнение грязью
  • Повышение температуры
  • Старение

Предотвращение земли
неисправностей

  • Для предотвращения
    попадание влаги и пыли
  • Обеспечьте защиту от механических повреждений
  • Кабельные вводы и уплотнения Exact должны использоваться на концах кабеля
  • Испытания изоляции должны проводиться на регулярной основе
  • Обслуживание оборудования строго в соответствии с PMS

Эффект одной земли
неисправность

Одиночное замыкание на землю в изолированной распределительной сети
системы, не приведет к срабатыванию какого-либо защитного снаряжения, и система будет
продолжать нормально функционировать. Одиночное замыкание на землю не обеспечивает
замкнуть цепь, чтобы не было тока замыкания на землю.

Эффект двух земных
неисправности

Если замыкание на землю происходит в точке B на другой линии,
неисправности будут эквивалентны короткому замыканию через корпус судна и вызовут
защитные приспособления для работы

Следовательно, изолированная система более эффективна, чем
система заземлена, потому что для изолированной системы требуется два заземления.
неисправности на двух разных линиях, вызывающие отключение оборудования.

Замыкание на землю
индикаторы

Правила требуют, чтобы индикаторы замыкания на землю были установлены
к MSB для индикации наличия замыкания на землю на каждой изолированной секции
распределительной системы. от замыканий на землю
Индикаторы могут быть набором ламп или омметром, откалиброванным в кОм, чтобы показать
значение сопротивления изоляции системы относительно земли.

Индикатор замыкания на землю
с использованием ламп


Если система исправна (нет замыканий на землю), то лампы
будет светиться с одинаковым блеском. Если
замыкание на землю на одной линии, лампа, подключенная к этой линии, тусклая или
погаснет, а остальные лампы загорятся ярче.

Недостатком этой системы является то, что она не очень
чувствителен для индикации наличия неисправностей с высоким сопротивлением/импедансом.

Индикатор замыкания на землю
с помощью омметра

Эта система может включать в себя переключатель, который подает
аварийный сигнал, когда сопротивление изоляции падает до установленного значения. В цепь подается небольшое постоянное напряжение.
распределительная система. Результирующий ток
показывает сопротивление изоляции.
максимальный ток контроля замыкания на землю 250 мкА.

Альтернативное расположение кОмметра


 Места общего пользования
замыкания на землю на судне

  • Светильники на открытой палубе.
  • В прачечной стиральные машины залиты водой
  • В камбузе, печах, конфорках и т. д.
  • Капание воды на электрическое оборудование.
  • Конденсат влаги в клеммной коробке двигателя.
  • Перегрев двигателей, приводящий к плавлению лака на
    обмотки.
  • Грязный электрический аппарат с отслеживанием поверхности (утечка
    текущий)
  • Ослабление стопорных гаек клемм из-за вибрации и т. д.,
    что приводит к прикосновению кабеля к телу.
  • Из-за старения изоляция может треснуть из-за хрупкости,
    что может привести к замыканиям на землю.

Обработка земли
замыкания

  • Замыкания на землю должны быть устранены при обнаружении.
  • Поврежденная изоляция проводника должна быть отремонтирована или заменена.
  • Сырость или влагу следует удалять осторожно и постепенно.
    отопление с помощью ламп.
  • Машины следует содержать в чистоте от грязи и пыли.

Измеритель изоляции
с 3 режимами

  • Мониторинг
  • Диагностика.
  • Тест.

Что такое
разница между мониторингом и поиском неисправностей?

Применение трех режимов измерителя изоляции:

Мониторинг: для проверки исправности изоляции
двигателей, кабелей и т. д. путем измерения значений IR.

Диагностика: Измеритель изоляции/мегомметр можно также использовать для
проверить целостность кабелей, обмоток двигателя и т. д. найти неисправность O/C.

Тест: для проверки исправности счетчика изоляции. Здесь
1000 В или 500 В доступны или нет. Иногда батарея/ячейка может быть разряжена
цифровой счетчик.

Что такое нейтрал
Заземляющий резистор (NER)?




Резисторы заземления нейтрали обычно используются для обработки
токи неисправности. NER также называют резисторами заземления нейтрали. НЭР используется
в системе распределения переменного тока для ограничения переходных перенапряжений, которые
через нейтральную точку генератора до безопасного уровня во время неисправности.

Как правило, NER подключается между нейтралью генератора и землей. NER ограничивают токи короткого замыкания до значения, которое предотвращает повреждение
оборудования, до сих пор допускайте адекватный поток тока короткого замыкания для срабатывания защиты
устройства.

NER должны выдерживать огромное количество энергии в течение всего времени действия
неисправности в соответствии со стандартами IEEE32. Поэтому выбор
НЭР очень важен для обеспечения безопасности оборудования и персонала и
бесперебойность электроснабжения.

Заземление нейтрали
резистор из чего?

НЭР изготовлен из нержавеющей стали. Потому что

  • Меньше коррозии
  • Высокотемпературное исполнение
  • Экономические причины

Технические характеристики
Резистор заземления нейтрали

Повышение температуры:  

предельно кратковременный подъем температуры для
резистивная составляющая 760°C согласно IEEE32

Номинальное напряжение:  

напряжение между фазой и нейтралью | единица Напряжение деленное
от root3

Номинальный ток:  

Начальный ток, который будет протекать через
НЭР в холодное время. Как правило, значение тока при полной нагрузке такое же, как и при номинальном токе.
Текущий.

Рейтинг времени:  

Это продолжительность времени, в течение которого NER должен быть
выдерживают номинальное напряжение.

Кратковременный рейтинг:  

Как правило, это 10, 30 или 60 секунд.
в зависимости от конструктивных параметров системы защиты. IS-3043 рекомендует 30 сек.
рейтинг.

Непрерывная оценка:  

Обычно это 10 % от тока полной нагрузки.
для здоровой системы NER должен быть рассчитан на непрерывную оценку от 5 % до 10 % от
полный ток нагрузки.

заземление — Почему нет распределения тока между нейтралью и землей?

спросил

Изменено
5 лет, 7 месяцев назад

Просмотрено
2к раз

\$\начало группы\$

В первой системе включится лампа 1?

  1. Если да, то почему нет распределения тока между нейтралью и землей, как показано во второй системе? Я всегда читал, что нейтраль — это проводник с током, а земля — ​​нет. В чем причина этого? Я думаю, что ток должен быть равномерно распределен между двумя проводами нейтрали и земли (при условии, что они имеют одинаковое сопротивление).

  2. Если нет, означает ли это, что земля не является эталоном и на ней нет «нулевого» напряжения? То есть нулевой провод заземлять не нужно?

Стрелки указывают направление токов.

имитация этой цепи – Схема создана с помощью CircuitLab

  • заземление

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

В вашей первой диаграмме ответ — нет. Не потому, что земля не является эталоном, а потому, что нет пути обратного тока к однофазному генератору.

То, что происходит в первой цепи, это то, что верхняя часть генератора эффективно «заземляется» через лампу. Нижняя часть генератора покажет инвертированное переменное напряжение. Но поскольку нет цепи… нет тока. Перерисовка вот так помогает.

смоделируйте эту цепь – схема создана с помощью CircuitLab

В цепи 2 нет тока, проходящего через землю . Все ток от источника переменного тока ДОЛЖЕН вернуть в источник переменного тока.

Разделение тока произойдет ТОЛЬКО в том случае, если вы заземлите оба конца на нижней схеме. Это то, что происходит с плохой проводкой или если где-то есть короткое замыкание. Вот почему в наши дни мы устанавливаем GFCI в автоматические выключатели.

имитация этой цепи

Однако обычно дома и особенно сельские фермы подключаются таким образом.

имитация этой цепи

Нейтральная линия обслуживания может быть исключена для снижения затрат. Если она существует и рассчитана на то, чтобы проводить обратный ток со всех фаз, нейтраль не должна быть подключена к земле на стороне клиента.

Интересно, что ваша схема № 2 приводит интересный аргумент: » Была бы электрическая система на самом деле безопаснее БЕЗ всего этого заземления? » Если бы это была изолированная система с замкнутым контуром, для того, чтобы получить удар током, вам нужно было бы коснуться Live И Нейтральный.

\$\конечная группа\$

4

\$\начало группы\$

Ваша первая схема не будет работать, так как нет замкнутого контура проводимости.

Ваша вторая схема, за вычетом диодов или чем там обозначаются стрелки, показывает, как работают энергосистемы в отдельных домах. Нейтраль подключается к земле в одном месте, как правило, рядом с источником питания в доме.

Земля — ​​это не «0 Вольт» или что-то еще, поскольку напряжение — относительное понятие. Вы должны были бы объяснить 0 Вольт для , где ? Поскольку земля является большим и вездесущим проводником, и многие вещи электрически связаны с ней, даже если не преднамеренно, ее обычно считают эталоном 0 вольт для измерения других напряжений относительно него.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Возможно, вы путаете две разные вещи:

  • Заземление в контексте электроники, как в Vss, так и в нормальном возврате тока.

  • Заземление, также известное как Заземление безопасности оборудования в контексте электросети, которое полностью представляет собой защитный экран вокруг того, что фактически представляет собой изолированную систему с горячим и нейтральным проводом, где нейтраль является обычным обратным током.

На защитное заземление никогда не подается ток, за исключением случаев неисправности проводки. Если ток короткого замыкания слишком велик, он отключит автоматический выключатель. Если нет, мы надеемся, что он будет течь достаточно, чтобы вызвать GFCI-отключение и не причинить вреда людям.

В электропроводке проводники (горячие и нейтральные) должны быть подключены к защитному заземлению абсолютно никогда , за единственным исключением, сделанным по необходимости: в изолированной системе нет ничего, что предохраняло бы проводники от неожиданного напряжения. Например, утечка в питающем трансформаторе может привести к смещению всей изолированной системы при напряжении 2400 В над землей, что приведет к нарушению изоляции. Или напряжение изолированной системы может «дребезжать» из-за емкостной связи. Таким образом, чтобы предотвратить плавание, проводников 9.0476 привязал к системе заземления, а присоединенный провод определяется как «нейтральный».

Эта связь между нейтралью и землей выполнена в в одном месте для предотвращения избыточных токопроводов (которые сами по себе будут считаться замыканием на землю). Раньше это была просто хорошая практика; теперь устройства защиты GFCI / RCD и AFCI абсолютно необходимы.

Ваша первая диаграмма слева верна, а нарушение правил — справа: вы не подключили нейтраль, поэтому вы незаконно подключили нейтраль к земле. Он загорится только в том случае, если где-то за пределами диаграммы есть соединение нейтрали с землей. Однако, если источник защищен GFCI/RCD, он сработает мгновенно.

На второй диаграмме показана незаземленная система, очень похожая на ту, что была в доме 1946 года, за исключением вышеупомянутого соединения нейтрального заземления. По современным стандартам вы хотели бы распространить это защитное заземление на нагрузки, хотя защита GFCI / RCD защитит людей, если они есть.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

  1. Нет к этому
  2. Земля — ​​это ссылка на ноль вольт, а нейтраль (обычно) соединена в одной точке с землей. Это гарантирует, что любой ток, протекающий через провод под напряжением, но не через нейтраль, может быть обнаружен УЗО и спасет жизни.

В США УЗО называется GFCI.

Если вы не заземлите нейтральный провод, то невозможно будет обнаружить небезопасную одиночную неисправность и УЗО не сработает.

\$\конечная группа\$

5

\$\начало группы\$

Полностью изолировать цепь от источника переменного напряжения невозможно. Даже при идеальной изоляции всегда присутствует емкостная связь. Поскольку для того, чтобы кого-то убить, требуется всего несколько тысячных ампер, проще заземлить все, что может иметь электрический заряд, чем все изолировать.
Это основа практики заземления в электрических нормах. Если провод проходит через кусок металла, этот кусок металла должен быть заземлен. Если существует альтернативный путь к земле, например водопровод, электрическое заземление должно быть подключено к системе водопровода.
Исключением является использование двойной изоляции. Это просто означает, что прибор имеет непроводящий корпус в дополнение к изоляции провода.
Заземление никогда не бывает идеальным, и в случае неисправности заземленный объект может иметь более высокий потенциал, чем другие местные заземления, такие как водопроводный кран. Наибольший риск этого возникает на кухне и в ванной, где розетки должны быть защищены автоматическими выключателями замыкания на землю. Они измеряют разницу токов между горячим и нейтральным проводами.

Заземление в системах с изолированной нейтралью: что это такое и где она применяется