Системы с изолированной нейтралью.

В этих сетях нейтраль изолирована от земли. К ней могут быть подключены обладающие большим сопротивлением приборы измерения, сигнализации и защиты, которые не не сказываются на особенностях влияния земли на сеть. Расчетная схема замещения системы для нормального симметричного режима работы представлена на рис.2,а.

Данная расчетная схема характеризуется следующими значениями линейных и фазных напряжений:

В случае повреждения изоляции и последующего полного замыкания, например, фазы А на землю (рис.2,б) через место аварии К проходит ток, который замыкается через емкостные проводимости относительно земли «здоровых» фазных проводов. В результате получим, что емкостной ток замыкания на землю в системе с изолированной нейтралью равен тройному емкостному току «здоровой» фазы в нормальном режиме:

и зависит от напряжения системы, частоты и емкости фазы относительно земли, которая, в свою очередь, зависит от конструкции линий сети и их протяженности.

Рис. 2. Система с изолированной нейтралью:

а – расчетная схема замещения в нормальном режиме работы; б – расчетная схема замещения при однофазном коротком замыкании на землю.

Токи однофазного короткого замыкания на землю в системе с изолированной нейтралью малы по сравнению с токами нагрузки и сами по себе не опасны для системы. При этом работа приемников электроэнергии в аварийном режиме не нарушается.

Возможность бесперебойного электроснабжения приемников в аварийном режиме однофазного замыкания на землю является основным преимуществом системы с изолированной нейтралью. Однако это преимущество можно использовать без ущерба для срока службы изоляции лишь в тех случаях, когда работа установки с замыканием на землю ограничена сравнительно небольшим периодом времени, необходимым для отыскания и устранения повреждения (не более двух часов), а ток замыкания на землю невелик.

Основными недостатками систем с изолированной нейтралью является:

1) повышенные капитальные вложения, вызываемые требуемым уровнем изоляции электроустановок (увеличение напряжения неповрежденных фаз относительно земли до величины линейного напряжения);

2) возможность замыкания фазы на землю через электрическую дугу и появление перемежающихся дуг, имеющих перенапряжения, превосходящие в 2,5-3,2 раза нормальное фазное напряжение, которое распространяется на всю электрически связанную сеть.

Возникновение электрической дуги в месте замыкания на землю может повредить электрооборудование и вызвать двухфазные и даже трехфазные короткие замыкания, а перенапряжения могут привести к пробою изоляции и образованию КЗ в частях установок с ослабленной изоляцией. Следствием этого является неизбежность действия релейной защиты, что влечет за собой увеличение числа аварийных отключений, приводящих иногда к полному «развалу» системы электроснабжения.

Рассмотренные недостатки значительно усложняют эксплуатацию систем с изолированной нейтралью, ограничивают область их применения системами, где емкостной ток однофазного короткого замыкания на землю не может привести к появлению устойчивых перемежающихся дуг. Согласно ПУЭ системы с изолированной нейтралью рекомендуются при емкостных токах однофазного КЗ на землю не более 10 А при напряжении сетей 35 кВ; 15 А – для сетей от 15 до 20 кВ; 20 А – для сетей 10 кВ; 30 А – для сетей 6 кВ; 5 А – в блоках генератор-трансформатор.

Если токи однофазного КЗ на землю превышают указанные выше значения, то применяют либо компенсацию емкостных токов путем введения в нейтраль дугогасящей катушки, либо заземление нейтрали.