استخدام الشبكات الكهربائية المعزولة المحايدة
المحايد المعزول هو المحايد لمحول أو مولد غير متصل بجهاز تأريض أو متصل به من خلال مقاومة عالية.
تستخدم الشبكات الكهربائية ذات المحايدة المعزولة في الشبكات الكهربائية بجهد 380-660 فولت و3-35 كيلو فولت.
تطبيق شبكات محايدة معزولة بجهد يصل إلى 1000 فولت
شبكات كهربائية بثلاثة أسلاك مع محايد معزول تستخدم بجهد 380-660 فولت ، عندما يكون من الضروري الامتثال لمتطلبات السلامة الكهربائية المتزايدة (الشبكات الكهربائية لمناجم الفحم ، مناجم البوتاس ، مناجم الخث ، التركيبات المتنقلة). يمكن تنفيذ شبكات التركيبات الكهربائية المتنقلة بأربعة أسلاك.
في التشغيل العادي ، تكون الفولتية لمراحل الشبكة على الأرض متناظرة ومتساوية عدديًا مع جهد الطور للتركيب ، وتكون التيارات في أطوار المصدر مساوية لتيارات حمل الطور.
في الشبكات بجهد يصل إلى 1 كيلو فولت (كقاعدة ، أطوال قصيرة) ، يتم إهمال التوصيل السعوي للمراحل بالنسبة إلى الأرض.
عندما يلمس الشخص مرحلة الشبكة ، يمر التيار عبر جسده
Azh = 3Uf / (3r3 + z)
حيث Uf - جهد الطور ؛ r3 - مقاومة جسم الإنسان (تساوي 1 كيلو أوم) ؛ ض - مقاومة من عزل الطور إلى الأرض (100 كيلو أوم أو أكثر لكل مرحلة).
منذ z >> r3 ، التيار أنا صغير بشكل مهم. لذلك ، من الآمن نسبيًا أن يلمس الشخص المرحلة. هذا الظرف هو الذي يحدد استخدام محايد معزول في التركيبات الكهربائية لتلك الأشياء التي تصنف مبانيها ، من وجهة نظر خطر الصدمة الكهربائية على الناس ، على أنها خطيرة بشكل خاص أو ذات خطر متزايد.
في حالة العزل المعيب ، عندما يقع z << rz ، يلمس الشخص المرحلة تحت جهد الطور. في هذه الحالة التيار. قد يتجاوز المرور عبر جسم الإنسان القيمة المميتة.
في عيوب الأرض أحادية الطور ، يزداد جهد الأطوار المعيبة بالنسبة إلى الأرض خطيًا ، ويكون التيار الذي يمر عبر جسم الإنسان عندما يلمس المرحلة السليمة في لحظة حدوث دائرة قصر أمرًا خطيرًا دائمًا ، حيث يصل إلى عدة مئات مللي أمبير (هنا z << rз وبدلاً من القيمة يجب استبدال قيمة Uf لجهد الخط في الصيغة ، أي √3.
نتيجة لما سبق هو الاستخدام في مثل هذه الشبكات كإجراء وقائي لفصل الحماية أو التأريض بالاقتران مع شبكات عزل مراقبة الحالة. لا يُسمح بتشغيل الشبكة على المدى الطويل مع وجود أعطال أرضية أحادية الطور في هذه التركيبات الكهربائية.
أساس استخدام التأريض مع مراقبة العزل المقطعي هو حقيقة أن تيار خطأ الأرض الصلبة Ic في الشبكات ذات المحايدة المعزولة ، ولا يعتمد على مقاومة التأريض لأغلفة المعدات الكهربائية ، والتي ليست كذلك يتم تنشيطه بشكل طبيعي (نظرًا لحقيقة أن موصلية نقطة التأريض أعلى بكثير من مجموع موصلية السعة المحايدة والعزل والمرحلة بالنسبة إلى الأرض) ، والجهد للطور التالف بالنسبة للأرض هو Uz جزء صغير من جهد الطور للمصدر.
يتم تحديد قيم كميات AzSand Uz لعزل المقاومات المتناظرة بالنسبة إلى الأرض على النحو التالي:
Azh = 3Uf / z ، Uz = Ažs x rz = 3Uφ x (rz / z)
حيث rz - مقاومة التأريض لأغلفة المعدات الكهربائية. منذ z >> rz ، ثم Uz << Uf.
كما يتضح من الصيغ ، في الشبكات ذات المحايد المعزول ، لا يتسبب قصر الدائرة لمرحلة واحدة على الأرض في تيارات دائرة قصر ، التيار I هو عدة مللي أمبير. يضمن الإغلاق الوقائي الإغلاق التلقائي للتركيبات الكهربائية في حالة حدوث صدمة كهربائية وفي الشبكات تحت الأرض يعتمد على المراقبة التلقائية لحالة العزل.
تطبيق شبكات محايدة معزولة بجهد أعلى من 1000 فولت
تشمل الشبكات الكهربائية ذات الثلاثة أسلاك بجهد يزيد عن 1 كيلو فولت مع محايد معزول (بتيارات أرضية منخفضة) شبكات بجهد 3 - 33 كيلو فولت. هنا ، لا يمكن إهمال التوصيل السعوي للمراحل فيما يتعلق بالأرض.
في الوضع العادي ، يتم تحديد التيارات في أطوار المصدر من خلال المجموع الهندسي للأحمال والتيارات السعوية للمراحل فيما يتعلق بالأرض.المجموع الهندسي للتيارات السعوية للمراحل الثلاثة يساوي صفرًا ، وبالتالي لا يتدفق التيار عبر الأرض.
في خطأ أرضي صلب ، يصبح الجهد إلى الأرض لهذه المرحلة المعيبة مساويًا تقريبًا للصفر. ، وتزداد الفولتية على الأرض في المرحلتين الأخريين (المعيبة) إلى القيم الخطية. تزداد التيارات السعوية للمراحل غير التالفة أيضًا بمقدار 3 مرات ، نظرًا لعدم وجود مرحلة ، ولكن يتم الآن تطبيق جهد الخط على سعات الطور. نتيجة لذلك ، تبين أن التيار السعوي لخطأ أرضي أحادي الطور يبلغ 3 أضعاف التيار السعوي العادي لكل مرحلة.
القيمة المطلقة لهذه التيارات صغيرة نسبيًا. لذلك ، بالنسبة لخط طاقة علوي بجهد 10 كيلو فولت وطول 10 كيلومترات ، يكون التيار السعوي حوالي 0.3 أمبير ، ولخط كابل بنفس الجهد والطول - 10 أ.
إن استخدام شبكة من ثلاثة أسلاك بجهد من 3 إلى 35 كيلو فولت مع محايد معزول لا يرجع إلى متطلبات السلامة الكهربائية (مثل هذه الشبكات خطرة دائمًا على الأشخاص) والقدرة على ضمان التشغيل العادي لأجهزة الاستقبال الكهربائية المتصلة لجهد الطور لفترة معينة من الزمن. والحقيقة هي أنه مع وجود أخطاء أرضية أحادية الطور في الشبكات ذات الطور المحايد المعزول ، يظل جهد الطور إلى الطور دون تغيير في الحجم ويتم إزاحة المرحلة بزاوية 120 درجة.
يمتد ارتفاع الجهد في المراحل غير التالفة إلى قيمة خطية حتى يصبح كل شيء موجودًا ، ومع التعرض لفترات طويلة ، من الممكن حدوث تلف في العزل وقصر الدائرة اللاحقة بين المراحل.لذلك ، في مثل هذه الشبكات ، من أجل العثور بسرعة على أخطاء الأرض ، يجب إجراء التحكم التلقائي في العزل ، والذي يعمل على الإشارة عندما تنخفض مقاومة العزل لإحدى المراحل عن القيمة المحددة مسبقًا.
في الشبكات التي تزود المحطات الفرعية للمنشآت المتنقلة ، ومناجم الخث ، ومناجم الفحم ، وفي مناجم البوتاس ، يجب أن تعمل حماية خطأ الأرض على قطع الاتصال.
عندما يتم إغلاق المرحلة على الأرض بواسطة قوس مقوس ، فإن ظاهرة الرنين والجهد الزائد الخطير يصل إلى (2.5 - 3.9) Uph ، مما يؤدي ، مع ضعف العزل ، إلى فشلها وقصر الدائرة. لذلك ، يتم تحديد مستوى عزل الخط من خلال تكرار الجهد الزائد الرنان.
تحدث أقواس المقاطعة في شبكات ذات تيارات صدع أرضية سعوية أعلى من 10 و 15 أ بجهد 35 و 20 كيلوفولت ، على التوالي ، أعلى من 20 و 30 ألف بجهد 6 و 10 كيلوفولت ، على التوالي.
للقضاء على إمكانية وجود أقواس متقطعة وللتخلص من العواقب الخطيرة المرتبطة بعزل المعدات الكهربائية في الجزء المحايد من شبكة ثلاثية الأسلاك ، تشتمل على حثي مفاعل قمع القوس... يتم اختيار محاثة المفاعل بطريقة تجعل التيار السعوي في موقع الصدع الأرضي صغيرًا قدر الإمكان وفي نفس الوقت يضمن تشغيل حماية الترحيل التي تتفاعل مع خطأ أرضي أحادي الطور.
ماجستير كوروتكيفيتش