24 Компенсація ємнісної складової струму замикання на землю. Межі використання. Улаштування.

Компенсація ємностей складової струму замикання на землю. Струм замикання на землю, як і струм крізь людину в мережі з ізольованою нейтраллю, залежить не тільки від опору ізоляції, а й від ємності мережі щодо землі. Контроль і профілактика пошкоджень ізоляції дають змогу підтримувати її опір на високому рівні. Ємність фаз щодо землі не залежить від будь-яких дефектів; вона визначається загальною довжиною мережі, висотою підвісу проводів повітряної мережі, товщиною фазної ізоляції живильного кабелю, тобто геометричними параметрами. Тому ємність мережі не може бути знижена. У процесі експлуатації ємність мережі змінюється лише за рахунок відключення і включення окремих ліній, що визначається потребами електропостачання.

Оскільки неможливо зменшити ємність мережі, зниження струму замикання на землю досягається шляхом компенсації його ємнісної складової індуктивністю. При цьому компенсаційна котушка включається між нейтраллю і землею, як показано на рис. 4.16. При замиканні на землю в трипроводовій мережі з ізольованою нейтраллю струм проходить через перехідний опір r' (провідність g') і далі через опір ізоляції двох інших фаз rb та rc (провідності gb і gc) і паралельно крізь ємності Сb і Сс (провідності bb і bс). Цей струм має дві складові - активну Іr й ємнісну Ic (рис. 4.16 б). На векторній діаграмі показано суму струмів до (рис. 4.16 б) і після (рис. 4.16 в) компенсації.

До активної і ємнісної складових струму замикання на землю додаються активний та індуктивний струми компенсаційної котушки (наявність активної складової пояснюється активними втратами в котушці). Ємнісна й індуктивна складові перебувають у протифазі і при настроюванні в резонанс взаємно знищують одна одну. Активні складові складаються, тобто струм замикання на землю Iзк = Іr + Іка і стає значно меншим, ніж до компенсації (тут Іка - активний струм компенсаційної котушки). У разі неповної компенсації ємності може бути деяка ємнісна складова струму замикання на землю (при недокомпенсації); індуктивна - при перекомпенсації. Проте в обох випадках струм замикання на землю знижується.

Компенсаційні котушки іноді називають дугогасними, оскільки, зменшуючи струм замикання на землю, вони сприяють гасінню дуги між струмопровіднйми і заземленими частинами і тим самим ліквідації пошкодження, тобто сприяють замиканню на землю. Цей захист застосовується як доповнення до захисного відключення або заземлення.

25 Електричне розділення мережі.

Захисне розділення електричних мереж. Загальний опір ізоляції проводів електричної мережі відносно землі і ємкісна складова струму замикання на землю залежать від протяжностімережі і її ірозгалуженості. Зі збільшенням протяжності і розгалуженості мережі гіз зменшується паралельна робота ізоляторів (накопичення дефектів) і збільшується ємкість. Розділення такої протяжної мережі на окремі, електрично не- зв'язані між собою частини за допомогою трансформаторів з коефіцієнтом трансформації, рівним одиниці, сприяє підвищенню опору ізоляції та зменшенню ємкості, і, як результат, призводить до підвищення рівня безпеки.

^ Захисне розділення електричних мереж може реалізовуватись як в межах електричних систем, так і в межах окремих підприємств Зокрема, воно може реалізовуватись при використанні розділяю- чих трансформаторів як засобу підвищення електробезпеки.

^ Принципова схема розділяючого трансформатора як засобу захисту в установках напругою до 1000 В при виконанні робіт в особливо небезпечних умовах щодо електротравм, наведена на рис. 18.4.

При реалізації схеми розділяючого трансформатора як засобу захисту необхідно дотримуватись наступних вимог безпеки: підвищена надійність конструкції й ізоляції;

від трансформатора дозволяється живлення тількі одного споживача електроенергії з номінальним струмом плавкої вставки не більше 15 А;

заземлення вторинної обмотки трансформатора не допускаєся;

корпус трансформатора заземлюється чи занулюється залежно від режиму нейтралі мережі живлення трансформатора; напруга на низький стороні трансформаторів обмежується величиною 380В.

Застосування малих напруг. До малих напруг належать напруги 42 В і менше змінного струму частотою 50 Гц і 110 В і менше постійного струму.

Чинні нормативні документи виділяють два діапазони малих напруг змінного струму: 12 В і 42 В. Напруга до 42 В змінного і до ^ 110В постійного струму застосовується в приміщеннях з підвищеною небезпекою електротравм, особливо небезпечних і поза приміщеннями для живлення ручного електрифікованого інструменту, ручних переносних ламп, світильників місцевого освітлення з лампами розжарювання, в яких конструктивно не виключена можливість контакту сторонніх осіб зі струмовідними

частинами, світильників загального освітлення з лампами розжа-рювання при висоті підвісу світильників меншій 2,5 м.

Напруга до 12 В змінного струму повинна застосовуватись для живлення від мережі переносних світильників в особливо небезпечних умовах щодо електротравматизму: металеві, бетонні, залізобетонні та інші ємкості, кабельні та інші енергетичні підземні комунікації, оглядові ями, вентиляційні камери, теплопункти тощо. Для живлення таких світильників перевагу слід віддавати стаціонарним електричним мережам напругою 12 В. Розетки для підключення світильників в таких мережах конструктивно мають відрізнятися від розеток на більші діапазони напруги. За недоцільності виконання стаціонарних мереж напругою 12 В допускається застосування понижуючих трансформаторів. Принципова схема такого типу трансформаторів наведена на рис. 18.5.

Із метою забезпечення надійного захисту понижуючі трансформатори як засоби захисту повинні мати електрично не зв'язані обмотки високої і низької сторони (не типу автотрансформаторів з однією обмоткою), розділені екраном. Для захисту від переходу високої напруги на низьку сторону один із виводів вторинної обмотки заземлюється через пробивний запобіжник.

Компенсація емкісної складової струму замикання на землю. Які зазначалось раніше (див. 18.9), в мережах з ізольованою нейтраллю струм однофазних замикань на землю, як і струм через людину при однофазному дотиці до струмовідних частин, оцінюється активною і ємкісною складовими. Так, ємність кожного проводу

повітряної мережі 6...35 кВ складає приблизно 5000...6000 пФ/км, а ємність струму на 1кВ лінійної напруги і на 1 км довжини — 2,7...3,3 мА для мереж на дерев'яних опорах. В мережах на металевих опорах цей струм на 10...15% більше. В протяжних розгалужених мережах ємнісна складова струму через людину може перевищувати активну і бути визначальною в тяжкості ураження людини електричним струмом. Крім того, значні ємкості мереж напругою більше 1000 В негативно впливають на ізоляцію мережі, викликають перенапругу в ізоляції, що може призводити до її перекриття. Для зменшення ємкісної складової струму замикання на землю застосовують компенсаційні котушки (реактори), які вмикаються між нейтраллю мережі і землею — рис. 18.6.

^ Активний опір реактора г0 близький до гіз фазних проводів носію землі, що забезпечує ізольований від землі режим нейтралі, В той же час, при певних співвідношеннях індуктивності реактора і ємкості мережі її ємнісний струм можна компенсувати. Для налагодження на ємкість мережі індуктивність реактора змінна. В конструкціях реакторів окремих типів можливе автоматичне налагодження їх індуктивності на ємність мережі для забезпечення резонансу струмів.