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.
