Содержание
Изолированная нейтраль электрической сети: терминология, назначение и применение
Как известно, изолированная нейтральная централь не используется в квартирной или домашней электропроводке. Однако для трансформаторов и генераторов высоковольтных проводов она является неотъемлемой частью всей сети электричества.
В этой статье мы углубимся в терминологию и область применения изолированный вид нейтрали.
Определение изолированной нейтрали и терминология
Термин «изолированной центральной нейтрали» описан в ПУЭ, главе 1,7, пункт 1,7,6, а также в ГОСТ 2009-009, 12,1. В этих законодательных источниках четко прописана формулировка, что изолированная нейтраль – это центральная нейтраль генератора или трансформатора электросети, которая не присоединяется к устройству заземления или присоединяется, но через приборы безопасности или аварийной сигнализации.
Также центральной изолированный нейтралью может выступать определенная точка, которая является центром соединения жил по схеме «звезды».
Некоторые, даже профессиональные, специалисты по электрике убеждены, что изолированная нейтраль – это система заземления IТ, которая описана в ПУЭ 1,7,3.
Однако это ложная информация и глубокое заблуждение, поскольку в том же пункте ПУЭ сказано, что данная система используется исключительно для электросетей до одного кВ.
Кроме того, в пункте 1,7,2 сообщается, что в зависимости от безопасности изолированные установки разделяются на четыре категории от изолированных до глухо заземленных, а также до одного кВ и выше.
Исходя из вышеописанных пунктов изолированной ПУЭ следует вывод: изолированная центральная нейтраль и система глухого заземления – это абсолютно разные устройства с разными типами применения.
Применение изолированной нейтрали в сети до 1000 В
Благодаря использования изолированной нейтрали в трансформаторе, нивелируется любая возможная вероятность перепада напряжения между жилами «нуля» и «фазами».
Потому даже случайный контакт с проводом под напряжением электрического тока – безопасно.
Чтобы объяснить данный процесс технологическим языком, вы можете ознакомиться с точной формулой ниже, которая демонстрирует равность электрического тока при контакте с человеком.
Iч = 3Uф/(3rч+ z)
Как видно, электрический ток сразу же возвращается к изолированному источнику питания, а не стремится в землю через проводника, в данном случае – человека.
Кроме того, поскольку сопротивление тока равно около ста кОм на одну фазную жилу, то соответственно сила напряжения тока будет равна не более нескольких единиц милиампер, что абсолютно безопасно.
Помимо вышеописанных защитных преимуществ изолированной нейтрали, стоит упомянуть о минимизации любых рисков утечки тока на металлический корпус трансформатора или генератора.
Хотя в данном устройстве не сработает изолированное защитное реле или автоматический выключатель, обязательно сработает контроль-система изоляторного сопротивления, которая исключит возможность небезопасной ситуации.
Как итог такой налаженной работы изолированной электроустановки, электросеть с тремя фазами продолжит работоспособность даже в случае короткого замыкания одной жилы «фаз».
В таком случае напряжение электрического потока в активных двух фазах равномерно возрастет и при случайном контакте с одной из них, пользователь попадет под линейное напряжение тока.
Как видно, из-за особенной контракции устройства в электросети существует лишь один тип напряжения тока, в отличие от системы изолированного глухого заземления.
Если пользователь хочет подключить систему к электросети с нагрузкой на одну активную фазу, рекомендуется всегда использовать понижающие электроустановки, по типу генератора 380 на 220.
Применение изолированной нейтрали
Изолированная центральная нейтраль активно применяется для городских трансформаторов для электроснабжения жилых микрорайонов, домом и бытовых помещений еще с середины прошлого века.
Кроме того, системы заземления крайне необходимы для электроснабжения зданий из деревянных материалов, поскольку они в зоне повышенного риска аварийных и пожарных ситуаций.
Специалисты сообщают, что чаще всего для многоквартирных домов применяется система глухого заземления, поскольку при случайном контакте пользователя с проводом под напряжением или поверхностью с током утечки, вся электросеть продолжить функционировать, изолировав лишь одну фазу, и все остальные жители дома не пострадают от полного отключения электричества общей электросети.
Как видно, в случае с системой заземления обязательно активизируется ДИП-защита, а при возникновении опасной ситуации для безопасности пользователей – сработает автомат.
Однако еще в конце прошлого века от данной изолированной системы специалисты отказались и начали использовать обновленные электроустановки.
На данный момент изолированная центральная нейтраль широко распространена в каждой электросети, которая требует повышенной системы безопасности. Например, там где исключена любая возможность правильного заземления по разным причинам.
К ним могут относиться следующие изолированные электросети:
- На платформах, кораблях, судах и всех объектах, которые располагаются в море или других водах, чей корпус не позволяет заземлить сеть.
- В местах работы под землей: скважины или шахты.
- В подземном транспорте.
- На габаритных установочных грузоподъемных кранах и других машинах.
- В генераторах бензина или дизеля для бытового, не промышленного использования.
Также, согласно ПТЭЭП, пункт 2,12,6, изолированная нейтраль может выступать в роли потребляющего устройства соединительного контакта сети для питания электроприборов до двенадцати ватт.
Ниже мы опишем плюсы и минусы использования центральной изолированной нейтрали в сетях до 1000 В.
Плюсы изолированной нейтрали:
- Высокий уровень безопасности для пользователя.
- Продолжительность надежной работы без неисправных ситуаций.
- Экономия потребления электроэнергии.
- Сохранение работоспособности даже при коротком замыкании одной из трех фаз.
Минусы изолированной нейтрали:
- При коротком замыкании одной из фаз, повышается напряжение в действующих, что снижает безопасность использования.
- Низкий ток при замыкании.
- Отсутствие признаков при первом замыкании фазы.
Применения изолированной нейтрали для сетей более 1000 В
Для безопасности пользования и снижения расходных материалов в электросетях более 1000 В чаще всего применяются изоляционные системы глухого заземления.
Однако стоит отметить, что в некоторых трансформаторах жилы соединены по схеме «трех углов», а не «звезды» и центральная нейтраль не предусмотрена изначально.
Для высоковольтных проводных систем изолированное глухое заземление крайне необходимо для стабильной работы электросети, поскольку благодаря ему напряжение тока при коротком замыкании фазы – минимальное, а также при отключении одной фазы, остальные две продолжат работу.
Кроме того, даже единичный контакт с не изолированным высоковольтным проводом – смертельно опасен для жизни человека, потому нельзя пренебрегать системой для обеспечения безопасности.
Помимо вышеописанных факторов необходимости использования изоляции, существует еще один, связанный с повреждением одной из фаз.
Как известно, при коротком замыкании заземленной фазы через другу в трансформаторе высоковольтных проводов, возникает значительная перегрузка, которая приводит к разрушению изоляции и межфазному короткому замыканию.
Чтобы исключить малейшую вероятность заземленной дуги и вытекающих аварийных последствий изолированная центральная нейтраль обязательно соединяется с «землей» через специальный реактор гасящий дугу.
Его необходимо подобрать и установить согласно всем характеристикам определенной сети, чтобы он обеспечивал максимальную защиту и безопасность.
Реактор, описанный выше, для гашения дуги способствует следующим процессам:
- Снижает ток короткого замыкания.
- Разрушает дугу, путем воздействия на ее неустойчивые физические характеристики.
- Снижает риск повторной аварийной ситуации дуги, путем замедления роста тока после гашения.
- Снижает напряжения обратного тока.
youtube.com/embed/QEhSlmuooO8?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»/>
Плюсы и минусы использования изолированной нейтрали в сети более 1000 В.
Плюсы:
- Сохранение работоспособности, при отключении одной из фаз.
- Низкий уровень тока короткого замыкания.
Минусы:
- Сложный автоматический поиск аварии сети.
- Установка дополнительных систем изоляции.
- При длительном замыкании, повышается риск поражения током пользователя сети, опасным для жизни.
- Во время короткого замыкания одной из фаз не осуществляется полноценная защита от реле.
- В процессе накопления неисправностей, сокращается продолжительность роботы изоляции.
- Аварийные ситуации могут возникнуть одновременно в нескольких местах электросети.
Надеемся, что данная информация будет полезной. Если у вас имеются полезные заметки из личного опыта, обязательно делитесь ими в комментариях ниже.
Нейтраль. Определение, устройство и назначение
Электроэнергетика – это сложный промышленный комплекс, который состоит из множества составных частей. Чтобы каждый элемент работал правильно и выполнял поставленные задачи, необходимо точное знание и понимание физических процессов, которые протекают в силовом оборудовании. Некоторые из них легко объяснить, поэтому предлагаем познакомиться с таким понятием, как «нейтраль».
Общее назначение нулевого провода в обмотках трансформатора
Нейтраль – это общая, нулевая точка соединение проводника в трехфазных трансформаторах или генераторах. На текущий момент существует 4 основных разновидности присоединения нулевой точки:
- Изолированная. Этот тип характеризуется отсутствием нейтрали. Основной схемой соединения для представленной сети является треугольник. При однофазных замыканиях на землю на рабочих фазах не чувствуют изменений в энергопотреблении. Подобная разновидность применяется в распределительных сетях 6-35 кВ.
- Резонансно-заземленная. Указанный вариант предполагает использование заземления нулевой точки обмоток трансформатора или генератора через дугогасящие катушки или реакторы (ДГК, ДГР). Наличие специализированного оборудования компенсирует повышающийся уровень тока, позволяя избежать более сложных, межфазных повреждений.
- Глухозаземленная. Самый распространенный тип нейтрали, который используется в сетях бытового потребления. Обмотка трансформаторов по низкой стороне выполняется соединением разомкнутая звезда, а нулевая точка заземляется через контур заземления трансформатора или трансформаторной подстанции. При повреждениях на линии или возникновении однофазного замыкания создается потенциал относительно земли, что приводит в действие защиту, отключающую линию.
- Эффективно-заземленная. Разновидность заземленной нейтрали, которая используется в высоковольтных сетях 110 кВ и выше. Нулевая точка силовых трансформаторов и потенциал замыкания выносится на землю. Для повышения эффективности работы защит используется дополнительное оборудование заземлитель нейтрали одноколонковый (ЗОН). Положение коммутационного аппарата определяется режимными указаниями. Для распределительных сетей 6-35 кВ используется заземление через низкоомный резистор.
Типы соединения обмоток силовых трансформаторов
Как отмечалось выше, нейтраль – это соединение нулевого проводника трехфазного силового трансформатора или генератора. Чтобы определить тип заземления, достаточно посмотреть на схему энергетического оборудования. Для изолированной нейтрали принципиальная схема – это треугольник.
Остальные варианты реализованы через заземление нулевого проводника на землю, ДГК, низкоомный резистор. Последние в основном используются на подстанциях, которые преобразуют электрическую энергию высокого напряжения на низкое, потребительское. Принципиальная схема – звезда.
Изолированная нейтраль в электрических сетях
Применяется в распределительных сетях 6-35 кВ. Что касается физических проявлений изолированной нейтрали, напряжение возрастает до линейного. Основное назначение подобного типа связывается со следующими моментам:
- Сеть не отключается, продолжает работать. Потребители на фазах без замыкания используют однофазные бытовые приборы до отключения линии. Перекос по напряжению в сетях 0,4 кВ отсутствует, в сетях 6-35 увеличивается до линейного.
- Реализация таких сетей в разы дешевле в обслуживании, что позволяет экономить значительные средства на распределение электрической энергии.
- Высокая надежность работы, особенно на воздушных линиях электропередач. Падение ветки не отключит фидер и обеспечит его работоспособность.
Главными недостатками изолированных сетей считаются:
- При однофазном замыкании сеть продолжает работать, защиты не срабатывают, что иногда приводит к несчастным случаям с населением.
- Наличие феррорезонансных процессов и возникновение реактивной мощности, которая ухудшает качество электрической энергии.
Резистор и напряжение 110 кВ и выше: как исполнена нулевая точка?
Эффективное заземление – это особый вид нулевого проводника, присоединенного к специализированному оборудования, который применяется в электроустановках выше 1 кВ. Для распределительных сетей используется вариант с заземлением через низкоомные резисторы, которые обеспечивают отключение линии при однофазном замыкании на землю без выдержки времени.
Линии высокого напряжения 110 кВ и выше также используют представленный тип нейтрали, что обеспечивает быстроту срабатывания защит. Для повышения чувствительности работы «релейки» у каждого силового трансформатора имеется специальное оборудование ЗОН. Одноколонковый заземлитель нейтрали обеспечивает также защиту от перегруза.
Заземление через низкоомные резисторы
Использование низкоомных резисторов считается идеальным решением в плане безопасности людей в распределительных сетях, а также в вопросах сохранения изоляции кабельных линий. Реализация защит предполагает выведение нулевой точки на специализированное оборудование, которое обладает меньшим омическим сопротивлением и дает сигнал на отключение линии. Фидер отключается с минимальной выдержкой времени, что является одним из достоинств. К прочим необходимо отнести:
- Первое, это нейтраль, которая при появление «земли» точно определяет поврежденное направление и отключает требуемую линию.
- Второе: нет необходимости в дополнительных расчетах и составлении режимных карт при ограниченных возможностях кольцевания распределительных сетей.
Важными недостатками такого типа заземления:
- Не эффективен при больших токах замыкания на землю, так как появляются проблемы на подстанциях, где установлены низкоомные резисторы.
- Низкая эффективность на ВЛ, а также на линиях большой протяженности. В первом случае малейшее приближение веток деревьев станет причиной отключения фидера. Особенно актуально с потребителями 1 особой, 1 и 2 категории.
- Лишние отключения, которые возникают из-за неправильного срабатывания защит (отсутствие АПВ), предполагает простои в потреблении, материальные потери энергоснабжающей организации.
Глухое заземление силовых трансформаторов на землю
Все, что связано с распределительной сетью 0,4 кВ – это нейтраль с глухим заземлением на землю. Представленному типу отводится особое место и роль в плане безопасности. При появлении короткого замыкания на землю срабатывает защита, в частности, перегорают ПН-2 или отключается автомат. Относительно такой сети разрабатываются и защиты для проводки в домах и квартирах. Ярким примером является действие УЗО, обеспечивающее выявление токов утечки.
Основными преимуществами такого типа нейтрали считаются:
- Идеально подходит для распределения электрической энергии, обеспечивает работоспособность бытового и специализированного однофазного/трехфазного оборудования.
- Схема защиты не требует специализированного и дорогого оборудования. Технические средства по типу предохранителей или автоматов легко справляются с глухим замыканием на землю.
К недостаткам относится:
- Защиты нечувствительны при дальнем КЗ. Необходимо точный расчет омического сопротивления петли фазы-нуль и правильный выбор автоматов или предохранителей.
- Срабатывания не возникает при отсутствии замыкания на землю. Это представляет опасность для человека, что корректируется через использование изолированных проводов.
Резонансно-заземленные или компенсированные нейтрали
Резонансно-заземленные нейтрали применяются в основном в распределительных сетях напряжением 6-35 кВ, где схема подключения выполняется кабельными линиями. Присоединение нулевой точки осуществляется через специальные плунжерные или регулируемые трансформаторы РУОМ. Подобная система позволяет определить индуктивность в сети при однофазном замыкании, что обеспечивает компенсацию уровня тока.
Нейтраль такого типа снижает риск развития аварии, переход однофазного замыкания в межфазное. Достоинствами для напряжения 6-35 кВ являются:
- Основное преимущество связывается с назначением оборудования. Высокая степень защиты изоляции кабельных линий при правильной подстройке.
Недостатками сети с таким типом нейтрали считаются:
- Трудность настройки. Может возникнуть недокомпенсация или перекомпенсация, что не позволит правильно использовать оборудование. Для выстраивания необходим расчет индуктивности токов в зависимости от длины линии, мощности трансформаторов. В случае изменения схемы или добавления энергооборудования, плунжерные трансформаторы не всегда справляются с поставленными задачами.
- Неправильно настроенное оборудование и высокий износ кабельных линий приводит к цепной реакции, которая предполагает выход из строя нескольких слабых участков сети.
- Повышение технических потерь, которые возникают во время работы, а также проблемы безопасности. Компенсация тока на подстанции реализовывается относительно земли.
- Невозможность определения линии, где произошло замыкание. Процесс выбора фидера с «землей» осуществляется через сравнение токов гармоник, что не всегда считается эффективным средством получения достоверной информации.
Нулевой проводник и дугогасящая катушка, реактор
Разница резонансно-заземленной нейтрали связывается с используемым оборудованием. Как отмечалось выше, нулевая точка может располагаться на дугогасящей катушке плунжерного типа или на регулируемом реакторе. Основные отличия связываются со следующими моментами:
- ДГК предполагает компенсацию через отстроенную систему плунжерных трансформаторов. Настройка реализована через расчеты реальной сети службой релейной защиты. При возникновении замыкания на землю происходит компенсация токов, основанная на индуктивности. Процесс не регулируется и не подстраивается, что является неприятным моментом в случае появления «земли» в нескольких точках разных линий.
- ДГР – более современное оборудование, которое предполагает использование автоматических систем определения индуктивности сети. Среди популярных вариантов считаются реакторы типа «РУОМ» с подстройкой «САМУР». Реализация опроса выполняется в реальном времени, что обеспечивает работоспособность даже при нескольких повреждениях с замыканием на землю.
Неважно глухозаземлена нейтраль или изолирована, применение каждого типа найдет место в современной электроэнергетике. А знание особенностей позволит разобраться с физической сущностью вопроса.
Источник питания
— Каковы преимущества нейтрального и изолированного заземления?
спросил
Изменено
1 год, 5 месяцев назад
Просмотрено
3к раз
\$\начало группы\$
Изучая «Заземление нейтрали» я узнал, что преимущество заземления нейтрали
- Напряжение относительно земли ограничено фазным напряжением.
- Устранены высокие напряжения из-за замыканий на дугу или переходных замыканий на землю.
И некоторые преимущества изолированной нейтрали
- Возможность сохранения питания даже при неисправности на одной линии.
Может ли кто-нибудь объяснить мне эти преимущества нейтрального и изолированного заземления. Я вообще этих не понимаю.
Я прилагаю изображения исходного кода, тщательно прочитав эту концепцию для справки:
.
- блок питания
- силовая электроника
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
смоделируйте эту цепь – схема создана с помощью CircuitLab
(b) Изолированная вторичная.
Заземлен
- На рис. 1а у нас есть заземленный источник питания. Поскольку одна из линий от трансформатора подключена к земле, напряжение на ней «нейтрализуется», поэтому у нас есть линия и нейтраль.
- Если мы получим замыкание на землю в точке A, ничего не произойдет. Линия остается нейтрализованной. Вы можете спросить, почему мы не исключаем заземляющий провод: это потому, что земля не является надежным или особенно хорошим проводником, а сопротивление зависит от состояния почвы и т. д.
- Если мы получим замыкание на землю в точке B, то сработает предохранитель или автоматический выключатель (не показан). Первая неисправность приведет к отключению питания.
Изолированный
- На рис. 1b заземление трансформатора питания отсутствует.
- Если мы получим замыкание на землю в точке С, тогда установка станет такой же, как в пункте (а), и работа может быть продолжена.
- Если мы получим замыкание на землю в точке D (не одновременно с C выше), то у нас будет та же ситуация, когда LINE1 станет N, а LINE2 станет активной.
Обнаружение неисправности
Изолированная цепь означает, что работа может продолжаться, поэтому установка является «отказоустойчивой». Это бесполезно, если не дается какое-либо указание на то, что произошла неисправность и что ее планируется устранить.
смоделируйте эту цепь
Рис. 2. Простая система обнаружения замыкания на землю.
На рис. 2 показана простая система обнаружения замыкания на землю. При нормальной работе обе фазы будут притянуты к земле лампами, которые должны светиться примерно на половину яркости.
Если на ЛИНИИ 2 произойдет замыкание на землю, на лампе НЕИСПРАВНОСТЬ ЛИНИИ 1 не будет напряжения, поэтому она погаснет. Между тем, лампа LINE1 будет иметь полное напряжение и будет работать на полную яркость.
В системах распределения электроэнергии используют что-то более надежное, чем лампа. Они также могут преднамеренно заземлить неисправную линию на подстанции, чтобы сохранить ее нейтрализацию, поскольку может быть вероятность того, что кабель лежит на земле, и это может привести к поражению электрическим током людей и животных.
\$\конечная группа\$
\$\начало группы\$
И некоторые преимущества изолированной нейтрали
- Возможность сохранения питания даже при неисправности на одной линии
Энергоснабжающая организация может отключить неисправную линию контролируемым образом, в то время как при заземленной нейтрали такая же неисправность возникает немедленно при отключении выключателя. Изолированная система заземления не используется в домах и т. д. из-за рисков безопасности (возможные высокие напряжения, искрение).
\$\конечная группа\$
Зарегистрируйтесь или войдите
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.
Что такое нейтральный проводник (N)? Определение, значение, требования
Нейтральный проводник (обозначение: N): проводник, электрически соединенный с нейтралью или средней точкой электрической системы переменного тока и используемый для передачи электроэнергии (определено в IEC 60445:2021 [6] ).
ПРИМЕЧАНИЕ. Нейтраль: часть под общим напряжением многофазной системы переменного тока, соединенной звездой, или часть средней части однофазной системы переменного тока.
Хотя в Соединенных Штатах используется термин «нейтральный проводник», этот проводник часто также или альтернативно обозначается как «заземленный проводник».
В книге [2] Харечко Ю.В. назначение нулевого провода и его признаки еще более подробно:
Нулевые провода совместно с фазными применяют в цепях переменного тока низковольтных электроустановок для обеспечения электропитанием электрооборудования, используемого в них. Нейтральный проводник электрически соединен с общей токоведущей частью многофазного источника переменного тока, обмотки которого соединены звездой, или со средней токоведущей частью однофазного источника переменного тока. Не распространяется на линейные проводники.
Нейтральный проводник называется токоведущей частью. Однако в нормальных условиях, в отличие от фазных проводов, он обычно находится под незначительным напряжением по отношению к земле. Нейтральный проводник — это проводник с током, который учитывается в общем числе проводников, используемых в электрической цепи, сети или системе.
Нейтральные проводники в основном используются в трехфазных четырехпроводных электрических системах переменного тока, которые имеют источники питания с нейтралью. На рисунке 31A1 показан пример системы TN-S, на рисунках 20.1 и 31B1 — система TN-C-S, а на рисунке 3 — система TT с нейтральными проводниками.
Рисунок 31A1 – Система TN-S 3-фазная, 4-проводная с отдельными нейтральным проводником и защитным проводником по всей распределительной системе
В некоторых случаях и при определенных условиях функции нейтрального проводника и защитного проводника могут быть совмещены в одном ПЭН-проводник.
Вот пример распределительной системы, имеющей тип заземления системы TN-C-S:
Рисунок 20.1 – Общая схема распределительной системы (TN-C-S)
Из этой системы TN-C-S мы видим, что PEN-проводник на ввод установки повторно заземляется и разделяется на защитный проводник PE и нулевой проводник N. На этом рисунке показан один пример, показывающий, где нулевой проводник N в электроустановке здания.
Рисунок 31B1 [1] – Система TN-C-S 3-фазная, 4-проводная, где PEN-проводник разделен на защитный проводник и нулевой проводник в другом месте электроустановки Рисунок 31F1 [1] – Система TT 3-фазная, 4-проводная провод с нейтральным проводником по всей системе распределения
Нейтральные проводники также могут использоваться в однофазных электрических системах переменного тока, имеющих источники питания со средними точками (нейтралью). На рис. 31B3 показана одна из версий системы TN-C-S.
Рисунок 31B3 – Система TN-C-S однофазная, 2-проводная, в которой PEN-проводник разделен на защитный проводник и нейтральный проводник в начале электроустановки
Важно: В установках, где нагрузки переключаются между фазами, нулевой провод может не понадобиться.
Требования к поперечному сечению
IEC 60364-5-52:2009 [3] определяет требования к нейтральным проводникам. В [3] указано, что площадь поперечного сечения нейтрального проводника, если таковой имеется, должна быть не менее площади поперечного сечения линейных проводников:
- в однофазных цепях с двумя проводниками, любыми площадь поперечного сечения проводников;
- в многофазных цепях, где площадь поперечного сечения линейных проводников меньше или равна 16 мм 2 медь или 25 мм 2 алюминий;
- в трехфазных цепях, которые могут пропускать токи третьей гармоники и нечетные кратные токи третьей гармоники, а общее гармоническое искажение составляет от 15 % до 33 %.
ПРИМЕЧАНИЕ. Такие уровни гармоник должны соблюдаться, например, в цепях питания светильников, в том числе газоразрядных ламп,
, например флуоресцентное освещение.
Для многофазных цепей, где площадь поперечного сечения линейных проводников больше 16 мм 2 меди или 25 мм 2 алюминия, площадь поперечного сечения нейтрального проводника может быть меньше площади поперечного сечения линейные проводники при одновременном выполнении следующих условий:
- нулевой провод защищен от сверхтоков согласно 431. 2 [3];
- сечение нулевой жилы не менее 16 мм 2 медь или 25 мм 2 алюминий.
- нагрузка, воспринимаемая цепью в нормальном режиме работы, сбалансирована между фазами, а третья гармоника и нечетные кратные токи третьей гармоники не превышают 15 % тока линейного проводника;
ПРИМЕЧАНИЕ. Обычно приведенная площадь поперечного сечения нейтрали составляет не менее 50 % площади поперечного сечения линейного провода.
В [3] (на основании табл. 52.2) установлены минимальные сечения нулевого провода:
- в кабелях и изолированных проводах стационарной электропроводки – 1,5 мм 2 для меди и 10 мм 2 для алюминия;
- в неизолированных проводах стационарной электропроводки — 10 мм 2 в меди и 16 мм 2 в алюминии;
- в соединительных гибких кабелях – 0,75 мм 2 медь.
Харечко Ю.В. в книге [2] дополнены:
« В действующем стандарте [3] вышеуказанные требования дополнены требованиями по увеличению площади нейтральных проводников при протекании в электрических цепях токов третьей гармоники и кратных гармоник. Приложение Д «Влияние гармонических токов на симметричные трехфазные системы» содержит требования к применению поправочных коэффициентов гармонических токов в четырехжильных и пятижильных кабелях с четырьмя токоведущими жилами, а также примеры применения этих факторы. »
Требования к защите от перегрузки по току
IEC 60364-4-43:2008 (статья 431.2) [4] содержит требования по защите нейтральных проводников от перегрузки по току.
Системы TT или TN.
Если площадь поперечного сечения нейтрального проводника, по крайней мере, эквивалентна площади поперечного сечения линейных проводников, и предполагается, что ток в нейтрали не превышает значения в линейных проводниках, нет необходимости обеспечивать обнаружение перегрузки по току для нейтрального проводника или отключающее устройство для этого проводника.
Если площадь поперечного сечения нейтрального проводника меньше площади поперечного сечения линейных проводников, необходимо обеспечить обнаружение перегрузки по току для нейтрального проводника в соответствии с площадью поперечного сечения этого проводника; это обнаружение должно привести к отключению линейных проводников, но не обязательно нейтрального проводника.
В обоих случаях нейтральный проводник должен быть защищен от тока короткого замыкания.
ПРИМЕЧАНИЕ. Эта защита может быть обеспечена устройствами защиты от перегрузки по току в линейных проводах. В этом случае нет необходимости обеспечивать защиту от перегрузки по току для нейтрального проводника или отключающее устройство для этого проводника.
Если ожидается, что ток в нейтральном проводнике превысит значение тока в линейных проводниках, см. 431.2.3 [4].
За исключением отключения, к PEN-проводнику применяются требования для нейтрального проводника.
ИТ-системы.
Если нейтральный провод распределен, необходимо обеспечить обнаружение перегрузки по току для нейтрального провода каждой цепи. Обнаружение перегрузки по току должно вызывать отключение всех токоведущих проводников соответствующей цепи, включая нейтральный проводник. В этой мере нет необходимости, если
- конкретный нейтральный проводник эффективно защищен от перегрузки по току с помощью защитного устройства, расположенного на стороне питания, например, в начале установки, или если
- конкретная цепь защищена защитным устройством, управляемым дифференциальным током, с номинальным дифференциальный ток, не превышающий 0,20-кратной допустимой нагрузки по току соответствующего нейтрального проводника. Это устройство должно отключать все токоведущие проводники соответствующей цепи, включая нейтральный проводник. Устройство должно иметь достаточную отключающую способность для всех полюсов.
ПРИМЕЧАНИЕ. В IT-системах настоятельно рекомендуется не распределять нейтральный проводник.
Гармонические токи.
Обнаружение перегрузки должно быть обеспечено для нейтрального проводника в многофазной цепи, где содержание гармоник линейных токов таково, что ожидается, что ток в нейтральном проводнике превысит допустимую токовую нагрузку этого проводника. Обнаружение перегрузки должно быть совместимо с характером тока через нейтраль и должно вызывать отключение линейных проводников, но не обязательно нейтрального проводника. Если нейтраль отключена, применяются требования 431.3 [4].
ПРИМЕЧАНИЕ. Дополнительные требования к защите нейтральных проводников приведены в IEC 60364-5-52.
Требования IEC 60364-4-44:2015 444. 4.7 [5] также предписывают, что в системах TN переключение с одного источника питания на другой должно осуществляться с помощью коммутационного устройства, которое переключает как линейные проводники, так и нейтральные проводник, если он присутствует в установке НН. Такая коммутация, показанная на рис. 44.R9A, предотвращает создание электромагнитных полей блуждающими токами в основной системе питания низковольтной установки. Поскольку сумма токов в одном кабеле должна быть равна нулю, коммутация гарантирует, что нейтральные токи протекают только в нейтральном проводнике подключенной цепи. Токи третьей гармоники (150 Гц) линейных проводников суммируются с током нулевого проводника с тем же фазовым углом.
Рисунок 44.R9A − Трехфазное альтернативное питание с 4-полюсным выключателем
ВНИМАНИЕ! На рис. 44.R9A проводники PEN обоих источников питания подключены к нейтральному проводнику. Однако стандарт IEC 60364-5-54:2011 требует, чтобы PEN-проводник был подключен к шине или зажиму, используемому для подключения защитных проводников.
Цветовая идентификация и буквенно-цифровая маркировка
Нейтральный проводник должен обозначаться СИНИМ цветом. Во избежание путаницы с другими цветами рекомендуется использовать ненасыщенный СИНИЙ цвет, часто называемый «голубым».
При наличии нейтрального проводника СИНИЙ цвет не должен использоваться для обозначения любого другого проводника. При отсутствии нейтрального проводника во всей системе электропроводки СИНИЙ цвет может использоваться для обозначения проводника любого другого назначения, кроме защитного.
Неизолированные проводники, используемые в качестве нейтральных проводников, должны быть либо окрашены СИНЕЙ полосой шириной от 15 до 100 мм в каждом блоке или корпусе и в каждом доступном месте, либо окрашены СИНИМ цветом по всей их длине [Статья 6.2.2, 6].
ПРИМЕЧАНИЕ 1. В IEC 60079-11 СИНИЙ цвет используется для цветовой маркировки клемм, клеммных коробок, вилок и розеток искробезопасных цепей.
ПРИМЕЧАНИЕ 2. В Канаде цветовая маркировка БЕЛАЯ или ЕСТЕСТВЕННО-СЕРАЯ для нейтрального проводника используется вместо цветовой маркировки СИНИЙ [Приложение B, 6].
ПРИМЕЧАНИЕ 3. В Российской Федерации СИНИЙ цвет должен использоваться только для обозначения нулевых, средних и заземленных линейных жил [Приложение Б, 6].
ПРИМЕЧАНИЕ 4. В Соединенных Штатах обозначение цвета БЕЛЫЙ или ЕСТЕСТВЕННО-СЕРЫЙ для нейтрального проводника используется в качестве замены обозначения цвета СИНИЙ [Приложение B, 6].
ПРИМЕЧАНИЕ 5 . В США разрешено использование СИНЕГО цвета для фазных проводов. Нейтральные проводники могут быть БЕЛЫМИ, СЕРЫМИ или с тремя БЕЛЫМИ полосами на изоляции, отличной от ЗЕЛЕНОЙ [Приложение B, 6].
ПРИМЕЧАНИЕ 6. В Соединенных Штатах клемма для заземления определяется по цвету. В США клемма для подключения заземляющего проводника обозначается белым цветом, словом «белый» или буквой «W» рядом с клеммой [Приложение B, 6].
Добавить комментарий