Выбор режима нейтрали в электрических сетях

При выборе режима нейтрали в проектируемой электриче­ской сети необходимо учитывать: электробезопасность и возмож­ные защитные меры; надежность электроснабжения, имея в виду возможность продолжения работы электроустановки при ава­рийном замыкании на землю; экономический фактор определяе­мый в значительной мере расходами на изоляцию электрообору­дования.

Применяемые в системе электроснабжения электрические се­ти напряжением до 1000 В, как правило, выполняются трехфаз­ными— на напряжение 660, 380 и 220В (согласно ГОСТу). Наибольшее применение имеют четьгрехпроводные сети напряже­нием 380/220В, обеспечивающие питание от одного источника (трансформатор, генератор), и силовой и осветительной нагру­зок. Чтобы обеспечить возможность использования этих сетей для питания освещения, нейтраль источника питания должна быть глухозаземлена, чем обеспечивается невозможность появления напряжения относительно земли больше фазного, т. е. 220В. Од­нако однофазное прикосновение в такой сети всегда опасно, по­скольку изоляция фаз в этом случае не влияет на величину тока, проходящего через человека.

Силовые электроустановки напряжением 660, 380 и 220В мо­гут работать с изолированной нейтралью (например, в подзем­ных, передвижных и других установках). Применение трехфаз­ных сетей на эти напряжения с изолированной нейтралью для питания только силовых нагрузок дает преимущество — меньшую опасность однофазного прикосновения, поскольку при высоком сопротивлении изоляции и малой емкости проводов по отноше­нию к земле ток, проходящий через человека, должен быть не­большим. Но на практике применяются установки значительной мощности источников питания, к которым присоединены протя­женные и разветвленные сети, общее сопротивление изоляции ко­торых оказывается небольшим. К тому же возрастает и емкост­ная проводимость. Следовательно, ток, проходящий через че­ловека, согласно уравнению (14), может быть настолько боль­шим, что исход поражения окажется смертельным.

В сети с глухозаземлетшой нейтралью в качестве защитной меры применяют соединение корпусов электрооборудования с нейтралью источника питания (зануление), что обеспечивает бы­строе отключение поврежденной установки пли участка сети максимальной токовой защитой вследствие однофазного корот­кого замыкания.

Следует иметь в виду, что в сетях с глухозаземленной нейт­ралью автоматическое отключение установки максимальной то­ковой защитой при замыкании на корпус или на землю в ряде производств недопустимо по условиям технологии (собственные нужды электростанции, литейное производство и др.) Для этих производств целесообразней применять трехфазные сети на на­пряжение 660, 380 и 220В с изолированной нейтралью, а осве­тительные установки питать от отдельного трансформатора.

Электроустановки напряжением выше 1кВ (согласно ГОСТу: 6, 10, 20, 35 кВ) следует проектировать и эксплуатировать в ре­жиме изолированной нейтрали источника питания. Отметим, что при напряжении выше 1кВ высокий уровень изоляции не обес­печивает безопасности однофазного прикосновения, так как эти сети (воздушные и кабельные линии) обладают большой емкост­ной проводимостью фаз относительно земли. Поэтому однофаз­ное прикосновение всегда представляет смертельную опасность. Режим изолированной нейтрали обеспечивает в этих сетях воз­можность продолжения работы и бесперебойность электроснаб­жения в случаях аварийного замыкания на землю (на корпус). Правила технической эксплуатации (ПТЭ) предписывают посто­янный контроль изоляции этих сетей и защиту при замыканиях на землю (корпус), срабатывающую на сигнал, причем разрешается некоторое время до включения резервного питания рабо­та с заземленной фазой.

Электрические сети напряжением 110—750кВ следует про­ектировать с глухозаземленными нейтралями обмоток повышаю­щих трансформаторов (на стороне питания линии) и первичных обмоток понижающих трансформаторов, присоединенных в кон­це линии. При этом напряжение фаз с исправной изоляцией от­носительно земли при однофазном замыкании на землю не пре­вышает фазного, что позволяет рассчитывать корпусную изоля­цию аппаратов и изоляцию от земли линий электропередачи на меньшее напряжение и, таким образом, иметь значительный эко­номический эффект. Кроме того, в сетях с глухозаземленными нейтралями напряжение фаз относительно земли более стабиль­но, чем в сетях с изолированной нейтралью.

Таким образом, сети напряжением до 1кВ выполняются, как правило, четырехпроводным с глухозаземленной нейтралью, се­ти напряжением 6—35кВ — с изолированной нейтралью, сети 110—750 кВ — с глухозаземленной нейтралью.