6. Схемно-конструктивное исполнение и режимы работы нейтралей электрических сетей 0,22 – 35 кВ. Заземление и зануление в низковольтных сетях.

Нейтраль сети определяют как совокупность соединенных между собой нейтральных точек и проводников; она может быть изолирована от земли, соединена с землей через активное или реактивное сопротивление, глухо заземлена.

Замыкание на землю в сетях с изолированной нейтралью считается не аварийным режимом, поэтому сеть и поврежденная линия могут продолжать работать. Электроснабжение потребителей не прерывается, что существенно для обеспечения надежности питания потребителей, так как из всех видов нарушения изоляции однофазные замыкания на землю составляют 75-85%.

Сети с изолированной нейтралью (это сети напряжением 6, 10, 20, 35 кВ) имеют следующие особенности, которые необходимо учитывать при их эксплуатации:

1. Повышение напряжения двух фаз относительно земли до линейного при замыкании на землю третьей фазы; поэтому изоляцию всех фаз относительно земли необходимо выполнять на линейное напряжения;

2. Возможность образования в месте замыкания на землю перемежающейся электрической дуги, т.е. дуги, которая гаснет и зажигается вновь; это сопровождается возникновением коммутационных перенапряжений с амплитудой (3-5)U_ном, которые могут привести к пробою изоляции в других местах и других фазах, а также нарушить работу приемников электроэнергии;

3. Возможность перехода замыкания на землю в двух- или трехфазное КЗ из-за теплового действия дуги в месте замыкания на землю на изоляцию других фаз сети;

4. Возникновение в сети и в источниках питания при замыкании на землю системы токов обратной последовательности, что может привести к индуцированию в роторах синхронных генераторов токов двойной частоты и, следовательно, к значительному дополнительному нагреву роторов.

Для уменьшения тока замыкания на землю I_ЗЗ до значения, при котором дуга не может поддерживаться в месте повреждения, нейтрали установок заземляют через индуктивное сопротивление.

Правила устройства электроустановок регламентируют максимально допустимые значения I_ЗЗ: для сетей 6 кВ I_ЗЗ < 30 А; для сетей 10 кВ I_ЗЗ < 20 А.

При глухом заземлении нейтрали (это сети напряжением ниже 1 кВ или выше 35 кВ) замыкание одной фазы на землю является однофазным КЗ и должно отключаться соответствующей защитой. Отключение поврежденного участка сети при однофазном КЗ приводит к перерывам электроснабжения потребителей и, как следствие, - к значительным убыткам.

В сетях напряжением ниже 1 кВ заземление нейтрали используют для осуществления защитного зануления или улучшения защитного заземления металлических корпусов электрооборудования.

В четырехпроводных сетях напряжением до 380 В, общих для силовых и осветительных электроприемников, нейтраль и нейтральный провод обязательно заземляется, так как контроль изоляции нейтрального провода относительно земли практически не осуществим. Кроме того, незаземленный нейтральный провод (с неустраненными скрытыми дефектами изоляции) представляет собой пожарную опасность; это вызвано тем, что при однофазном замыкании на землю образуется петля для протекания тока КЗ через нейтральный провод. Этот ток при малом сечении нейтрального провода может вызвать его перегрев и даже возгорание. В четырехпроводных сетях необходимо заземлять все оборудование на заземлённую нейтраль.

В трехпроводных сетях напряжением до 1 кВ перемежающиеся дуги при однофазном замыкании на землю не возникают, однако емкостные токи представляют опасность для персонала при соприкосновении с фазой. [1], глава 1.4, стр. 16-19