كيف تعمل شبكة تيار ثلاثية الطور مع محايد معزول

يمكن أن تعمل الشبكات الكهربائية مع محايد مؤرض أو معزول من المحولات والمولدات ... تعمل شبكات 6 و 10 و 35 كيلو فولت مع محولات معزولة محايدة. يمكن لشبكات 660 و 380 و 220 فولت العمل مع كل من المحايد المعزول والمؤرض. أكثر شبكات الأسلاك الأربعة شيوعًا 380/220 التي تتوافق مع المتطلبات قواعد التركيبات الكهربائية (PUE) يجب أن يكون محايدًا على أرض الواقع.

ضع في اعتبارك شبكات ذات محايد معزول ... يوضح الشكل 1 أ مخططًا لشبكة تيار ثلاثية الطور. يظهر الملف متصلاً بالنجمة ، لكن كل ما يقال أدناه ينطبق أيضًا على حالة توصيل الملف الثانوي في دلتا.

أرز. 1. رسم تخطيطي لشبكة تيار ثلاثية الطور مع عزل محايد (أ). تأريض الشبكة مع محايد معزول (ب).

بغض النظر عن مدى جودة العزل العام للأجزاء الحية للشبكة من الأرض ، فإن موصلات الشبكة متصلة دائمًا بالأرض. هذه العلاقة ذات شقين.

1. عزل الأجزاء الحية له مقاومة معينة (أو موصلية) فيما يتعلق بالأرض ، وعادة ما يتم التعبير عنها بالميغا أوم.هذا يعني أن كمية معينة من التيار تتدفق عبر عزل الأسلاك والأرض. مع العزل الجيد ، هذا التيار صغير جدًا.

لنفترض ، على سبيل المثال ، أن الجهد الكهربي بين سلك طور واحد من الشبكة والأرض هو 220 فولت ، ومقاومة عزل هذا السلك ، المقاسة بمقياس ميغا أوم ، تساوي 0.5 ميغا أوم. هذا يعني أن التيار إلى الأرض 220 من هذه المرحلة هو 220 / (0.5 × 1،000،000) = 0.00044 A أو 0.44 مللي أمبير. يسمى هذا التيار تيار التسرب.

تقليديا ، لمزيد من الوضوح ، على الرسم التخطيطي لمقاومة العزل لثلاث مراحل r1 ، r2 ، r3 في شكل مقاومات ، كل منها متصل بنقطة واحدة من السلك. في الواقع ، يتم توزيع تيارات التسرب في شبكة العمل بالتساوي على طول الأسلاك بالكامل ، وفي كل قسم من الشبكة يتم إغلاقها عبر الأرض ، ومجموعها (هندسي ، أي مع مراعاة تحول الطور) هو صفر.

2. يتم تكوين اتصال من النوع الثاني بواسطة سعة أسلاك الشبكة بالنسبة إلى الأرض. ماذا يعني ذلك؟

يمكن اعتبار كل سلك شبكة وأرضي اثنين لوحات مكثف ممدود... في الخطوط العلوية ، يكون الموصل والأرض مثل صفائح المكثف ، ويكون الهواء بينهما عازلًا للكهرباء. في خطوط الكابلات ، تكون لوحات المكثف هي قلب الكابل والغمد المعدني المتصل بالأرض ، والعازل هو العزل.

مع الجهد المتناوب ، يؤدي التغيير في الشحنات على المكثفات إلى ظهور تيارات متناوبة وتدفق عبر المكثفات. يتم توزيع ما يسمى بالتيارات السعوية في شبكة العمل بالتساوي على طول الأسلاك وفي كل قسم فردي يتم إغلاقها أيضًا عبر الأرض. في التين.1 ، ومقاومات مكثفات المراحل الثلاث للأرض x1 ، x2 ، x3 تظهر بشكل تقليدي متصلة بنقطة شبكة واحدة. كلما زاد طول الشبكة ، زاد التسرب والتيارات السعوية.

دعونا نرى ما سيحدث في الشكل الموضح في الشكل 1 والشبكة ، إذا حدث خطأ أرضي في إحدى المراحل (على سبيل المثال أ) ، أي أن موصل هذه المرحلة سيتم توصيله بالأرض من خلال جهاز صغير نسبيًا مقاومة. تظهر هذه الحالة في الشكل 1 ، ب. نظرًا لأن المقاومة بين طور السلك A والأرض صغيرة ، فإن مقاومة التسرب والسعة إلى الأرض في هذه المرحلة يتم تحويلها بواسطة مقاومة التأريض. الآن ، تحت تأثير جهد خط الشبكة UB ، تيارات التسرب وستمر التيارات السعوية لمرحلتي تشغيل من خلال نقطة الانهيار والأرض. يشار إلى المسارات الحالية بأسهم في الشكل.

تسمى الدائرة القصيرة الموضحة في الشكل 1 ، ب خطأ أرضي أحادي الطور ، ويسمى تيار الخلل الناتج تيار أحادي الطور.

تخيل الآن أن دائرة قصر أحادية الطور بسبب تلف العزل لم تحدث مباشرة على الأرض ، ولكن لجسم بعض أجهزة الاستقبال الكهربائية - محرك كهربائي ، أو جهاز كهربائي ، أو هيكل معدني تم وضع الأسلاك الكهربائية عليه ( الصورة 2). يسمى هذا الإغلاق حالة ماس كهربائى. إذا لم يكن غلاف المستقبل الكهربائي أو الهيكل متصلاً بالأرض في نفس الوقت ، فإنهم يكتسبون إمكانات مرحلة الشبكة أو بالقرب منها.

أرز. 2. قصير للإطار في شبكة مع محايدة معزولة

لمس الجسم هو نفس لمس المرحلة.يتم تشكيل دائرة مغلقة من خلال جسم الإنسان ، والأحذية ، والأرض ، ومقاومة التسرب والسعة للمراحل القابلة للاستخدام (من أجل التبسيط ، لا تظهر المقاومات السعوية في الشكل 2).

يعتمد التيار في هذه الدائرة القصيرة على مقاومته ويمكن أن يؤدي إلى إصابة أو قتل شخص بشكل خطير.

أرز. 3. يلمس شخص سلكًا في شبكة ذات محايد معزول في وجود الأرض في الشبكة

مما قيل ، يترتب على ذلك أنه لكي يمر التيار عبر الأرض ، من الضروري أن يكون لديك دائرة مغلقة (في بعض الأحيان يتصور أن التيار "يذهب إلى الأرض" غير صحيح). في الشبكات ذات الجهد المحايد المعزول حتى 1000 فولت ، عادة ما تكون التيارات المتسربة والسعة صغيرة. تعتمد على حالة العزل وطول الشبكة. حتى في شبكة واسعة النطاق ، فهي في نطاق بضعة أمبير وأقل. لذلك ، عادة ما تكون هذه التيارات غير كافية لإذابة الصمامات أو قطع الاتصال القواطع.

عند الفولتية فوق 1000 فولت ، تكون التيارات السعوية ذات أهمية أساسية ؛ يمكنهم الوصول إلى عدة عشرات من الأمبيرات (إذا لم يتم توفير تعويضهم). ومع ذلك ، في هذه الشبكات ، لا يتم عادةً استخدام تعطل الأقسام المعيبة أثناء أعطال المرحلة الواحدة من أجل عدم حدوث انقطاعات في التوريد.

لذلك ، في شبكة ذات محايد معزول ، في وجود دائرة قصر أحادية الطور (والتي يتم الإشارة إليها بواسطة أجهزة التحكم في العزل) ، تستمر المستقبلات الكهربائية في العمل. هذا ممكن لأنه في حالة الدائرة القصيرة أحادية الطور ، لا يتغير جهد الخط (طور إلى طور) وتتلقى جميع أجهزة الاستقبال الكهربائية الطاقة دون انقطاع.ولكن في حالة حدوث خطأ أحادي الطور في شبكة ذات محايدة معزولة ، فإن الفولتية للمراحل غير التالفة فيما يتعلق بالأرض تزداد إلى خطي وهذا يساهم في ظهور خطأ أرضي ثان في مرحلة أخرى. ويشكل الخطأ الأرضي المزدوج الناتج خطرًا جسيمًا على الناس. لذلك ، يجب اعتبار أي شبكة بها دائرة قصر أحادية الطور فيها حالة طارئة ، نظرًا لأن الظروف الأمنية العامة في مثل هذه الحالة تتدهور بشكل حاد.

لذا فإن وجود "الأرض" يزيد من الخطر صدمة كهربائية عند لمس الأجزاء الحية. يمكن ملاحظة ذلك ، على سبيل المثال ، من الشكل 3 ، الذي يوضح مرور تيار الخلل عند لمس الموصل الحامل للتيار للمرحلة A بطريق الخطأ و "التأريض" غير المُصلح في المرحلة C. في هذه الحالة ، يكون المرء تحت التأثير من جهد خط الشبكة. لذلك ، يجب تصحيح أخطاء الأرض أو الإطار أحادية الطور في أسرع وقت ممكن.