Bagaimana jaringan arus tiga fase dengan netral terisolasi bekerja

Jaringan listrik dapat bekerja dengan transformator dan generator netral yang diarde atau terisolasi... Jaringan 6, 10 dan 35 kV bekerja dengan transformator netral terisolasi. Jaringan 660, 380 dan 220 V dapat bekerja dengan netral terisolasi dan ground. Jaringan empat kabel paling umum 380/220 yang memenuhi persyaratan aturan instalasi listrik (PUE) harus memiliki ground netral.

Pertimbangkan jaringan dengan netral terisolasi... Gambar 1a menunjukkan diagram jaringan arus tiga fase. Belitan ditampilkan terhubung dalam bintang, tetapi semua yang dikatakan di bawah ini juga berlaku untuk kasus menghubungkan belitan sekunder di delta.

Beras. 1. Diagram jaringan arus tiga fasa dengan netral terisolasi (a). Pembumian jaringan dengan netral terisolasi (b).

Tidak peduli seberapa bagus insulasi keseluruhan bagian aktif jaringan dari bumi, konduktor jaringan selalu terhubung ke bumi. Hubungan ini ada dua.

1. Insulasi bagian aktif memiliki resistansi (atau konduktivitas) tertentu terhadap tanah, biasanya dinyatakan dalam megohms.Ini berarti bahwa sejumlah arus mengalir melalui isolasi kabel dan tanah. Dengan insulasi yang baik, arus ini sangat kecil.

Misalkan, misalnya, tegangan antara kabel satu fase jaringan dan tanah adalah 220 V, dan resistansi isolasi kabel ini, diukur dengan megohmmeter, adalah 0,5 MΩ. Artinya arus ke ground 220 dari fasa ini adalah 220 / (0,5 x 1.000.000) = 0,00044 A atau 0,44 mA. Arus ini disebut arus bocor.

Secara konvensional, untuk lebih jelasnya, pada diagram resistansi isolasi tiga fase r1, r2, r3 digambarkan dalam bentuk resistansi, masing-masing terhubung ke satu titik kawat. Faktanya, arus bocor dalam jaringan yang berfungsi didistribusikan secara merata di sepanjang kabel, di setiap bagian jaringan mereka ditutup melalui tanah, dan jumlahnya (geometris, yaitu, dengan mempertimbangkan pergeseran fasa) adalah nol.

2. Sambungan tipe kedua dibentuk oleh kapasitansi kabel jaringan relatif terhadap tanah. Apa artinya?

Setiap kabel dan ground jaringan dapat dianggap sebagai dua pelat kapasitor memanjang… Di saluran udara, konduktor dan arde seperti pelat kapasitor, dan udara di antaranya adalah dielektrik. Dalam saluran kabel, pelat kapasitor adalah inti kabel dan selubung logam yang terhubung ke ground, dan isolator adalah insulasi.

Dengan tegangan bolak-balik, perubahan muatan pada kapasitor menyebabkan arus bolak-balik muncul dan mengalir melalui kapasitor. Apa yang disebut arus kapasitif dalam jaringan kerja ini didistribusikan secara merata di sepanjang kabel dan di setiap bagian individu mereka juga ditutup melalui tanah. Dalam gambar.1, dan resistansi kapasitor dari tiga fase ke arde x1, x2, x3 secara konvensional ditampilkan terhubung masing-masing ke satu titik jaringan. Semakin besar panjang jaringan, semakin besar kebocoran dan arus kapasitif.

Mari kita lihat apa yang akan terjadi pada gambar 1 dan jaringan, jika gangguan pembumian terjadi di salah satu fase (misalnya A), yaitu konduktor fase ini akan dihubungkan ke bumi melalui kabel yang relatif kecil. perlawanan. Kasus seperti itu ditunjukkan pada gambar 1, b. Karena resistansi antara kawat fase A dan arde kecil, resistansi bocor dan kapasitansi ke arde fase ini dihalangi oleh resistansi pentanahan Sekarang, di bawah pengaruh tegangan saluran jaringan UB, arus bocor dan arus kapasitif dari dua fase operasi akan melewati titik kegagalan dan ground. Jalur saat ini ditunjukkan oleh panah pada gambar.

Hubung singkat yang ditunjukkan pada Gambar 1, b disebut gangguan bumi satu fasa, dan arus gangguan yang dihasilkan disebut arus satu fasa.

Sekarang bayangkan bahwa korsleting satu fasa karena kerusakan isolasi telah terjadi tidak langsung ke tanah, tetapi ke badan beberapa penerima listrik - motor listrik, peralatan listrik, atau ke struktur logam tempat kabel listrik diletakkan ( Gambar 2). Penutupan seperti itu disebut korsleting kasus. Jika pada saat yang sama rumah penerima listrik atau struktur tidak terhubung ke tanah, mereka memperoleh potensi fase jaringan atau dekat dengannya.

Beras. 2. Pendek untuk membingkai dalam jaringan dengan netral terisolasi

Menyentuh tubuh sama dengan menyentuh fase.Sirkuit tertutup dibentuk melalui tubuh manusia, sepatu, lantai, tanah, resistansi kebocoran, dan kapasitansi fase yang dapat digunakan (untuk penyederhanaan, resistansi kapasitif tidak ditunjukkan pada Gambar 2).

Arus dalam korsleting ini bergantung pada resistansinya dan dapat melukai atau membunuh seseorang secara serius.

Beras. 3. Seseorang menyentuh kabel di jaringan dengan netral terisolasi di hadapan bumi di jaringan

Dari apa yang telah dikatakan, dapat disimpulkan bahwa agar arus dapat melewati tanah, diperlukan sirkuit tertutup (terkadang dibayangkan bahwa arus "masuk ke tanah" tidak benar). Dalam jaringan dengan tegangan netral terisolasi hingga 1000 V, arus bocor dan kapasitif biasanya kecil. Mereka bergantung pada kondisi isolasi dan panjang jaringan. Bahkan dalam jaringan yang luas, mereka berada dalam beberapa amp dan kurang. Oleh karena itu, arus ini biasanya tidak cukup untuk melelehkan sekering atau memutus sambungan pemutus sirkuit.

Pada tegangan di atas 1000 V, arus kapasitif sangat penting; mereka dapat mencapai beberapa puluh ampere (jika kompensasinya tidak disediakan). Namun, dalam jaringan ini, tersandung bagian yang rusak selama gangguan satu fasa biasanya tidak digunakan agar tidak menimbulkan gangguan pada suplai.

Oleh karena itu, dalam jaringan dengan netral terisolasi, dengan adanya hubung singkat satu fasa (yang ditandai oleh perangkat kontrol insulasi), penerima listrik terus bekerja. Hal ini dimungkinkan karena dalam kasus hubung singkat satu fasa, tegangan saluran (fase ke fasa) tidak berubah dan semua penerima listrik menerima daya tanpa gangguan.Tetapi dalam kasus gangguan satu fasa dalam jaringan dengan netral terisolasi, tegangan fasa yang tidak rusak sehubungan dengan tanah meningkat menjadi linier dan ini berkontribusi pada munculnya gangguan pembumian kedua di fasa lain. Kesalahan tanah ganda yang dihasilkan menimbulkan bahaya serius bagi manusia. Oleh karena itu, setiap jaringan dengan hubung singkat satu fasa di dalamnya harus dianggap darurat, karena kondisi keamanan umum dalam kondisi jaringan seperti itu memburuk dengan tajam.

Jadi keberadaan "daratan" meningkatkan bahaya sengatan listrik saat menyentuh bagian aktif. Hal ini dapat dilihat, misalnya, dari gambar 3, yang menunjukkan aliran arus gangguan saat secara tidak sengaja menyentuh konduktor pembawa arus fase A dan "pembumian" yang tidak diperbaiki pada fase C. Dalam hal ini, seseorang berada di bawah pengaruh dari tegangan saluran jaringan. Oleh karena itu, gangguan pembumian atau rangka satu fasa harus diperbaiki sesegera mungkin.