Rețelele electronice pot funcționa cu transformatoare și generatoare neutre legate sau izolate. Rețelele 6, 10 și 35 kV funcționează cu transformatoare neutre izolate. Rețelele 660, 380 și 220 V pot funcționa atât cu neutru izolat, cât și cu pământ neutru. Cele mai frecvente sunt rețelele cu patru fire 380/220, care, în conformitate cu cerințele regulilor de instalare a instalațiilor electrice (EEE) trebuie să fie împământate neutru.
Vom examina rețelele cu neutru izolat. Figura 1, a prezintă o diagramă a unei rețele de curent trifazat. Bobina este arătată conectată într-o stea, dar tot ceea ce se spune mai jos se aplică și cazului de conectare a înfășurării secundare la un triunghi.
Fig. 1. Schema unei rețele de curent trifazat cu un neutru izolat (a). Defecțiune la pământ într-o rețea cu neutru izolat (b).
Se pare că izolarea părților de curent ale rețelei de la sol a fost bună în ansamblu, dar conducătorii rețelei au întotdeauna o legătură cu solul. Această legătură este de natură duală.
1. Izolația pieselor vii are o anumită rezistență (sau conductivitate) față de sol, exprimată de obicei în megohms. Aceasta înseamnă că prin izolarea conductorilor și a pământului trece un curent de o anumită magnitudine. Cu o bună izolare, acest curent este foarte mic.
Să presupunem, de exemplu, că între conductorul unei faze a rețelei și sol, tensiunea este de 220 V, iar rezistența izolației acestui fir măsurată prin megohmetru este de 0,5 MΩ. Aceasta înseamnă că curentul la sol 220 al acestei faze este de 220 / (0,5 x 1000000) = 0,00044 A sau 0,44 mA. Acest curent este numit curentul de scurgere.
Condiționat pentru claritatea rezistenței izolației circuitului a 3 faze r1. R2. r3 sunt reprezentate ca rezistențe conectate la fiecare punct al firului. În esență, rețeaua intactă în curenții de scurgere sunt distribuite moderat pe întreaga lungime a firelor din fiecare segment sunt închise prin intermediul rețelei la sol, iar suma lor (geometric, t. E. Luând în considerare defazajul) este zero.
2. Conexiunea celui de-al doilea tip apare ca fiind capacitatea conductorilor rețelei față de pământ. Cum se poate realiza acest lucru?
Fiecare conductor al rețelei și pământ poate fi reprezentat pentru el însuși ca două plăci ale unui condensator extins. În liniile de aer, conductorul și pământul sunt ca cele ale condensatorului, iar aerul dintre ele este dielectric. În liniile de cablu, plăcile condensatoarelor sunt miezul de cablu și teaca de fier conectată la pământ, iar dielectricul este izolația.
Cu o tensiune alternativă, o schimbare a sarcinilor condensatoarelor determină apariția și trecerea prin condensatoarele curenților alternativi. Acești așa-numiți curenți capacitivi într-o rețea intactă sunt distribuite moderat de-a lungul lungimii firelor și în fiecare secțiune individuală, de asemenea, aproape de sol. În Fig. 1, iar rezistența capacităților celor trei faze la sol x1, x2, x3 este în mod condiționat indicată conectată la fiecare punct al rețelei. Cu cât lungimea rețelei este mai lungă, cu atât este mai mare magnitudinea curenților de scurgere și a curenților capacitivi.
Să vedem ce se întâmplă în rețeaua prezentată în figura 1, dacă există o defecțiune la sol în una din faze (de exemplu, A). adică, firul acestei faze va fi conectat la sol printr-o rezistență relativ mică. Acest caz este prezentat în figura 1, b. Deoarece rezistența dintre firul de fază A și masă nu este suficientă, rezistența la scurgere și capacitatea la sol din această fază sunt evitate de rezistența la defecțiuni la sol. Acum, sub influența tensiunii de rețea a rețelei UB, curenții de scurgere și curenții capacitivi ai două faze de funcționare trec prin locul de defectare și pe sol. Căile fluxului curent sunt indicate prin săgețile din figură.
Scurtcircuitul, prezentat în figura 1, b, se numește o defecțiune monofazică a pământului, iar curentul de urgență generat de acesta este un curent de scurtcircuit monofazat.
Reprezentați să vă acum că circuitul singură fază din cauza deteriorării izolației nu a venit direct pe sol, și cazul unui echipamente consumatoare de energie - cu motor, dispozitiv electronic, sau pe structura de fier pe care sunt prevăzute firele electronice (figura 2). O astfel de închidere se numește o închidere pe corp. Dacă, pentru toate acestea, carcasa receptorului electric sau a construcției nu are o conexiune la pământ, atunci ei obțin potențialul fazei rețelei sau aproape de ea.
Fig. 2. Scurt la locuință într-o rețea cu neutru izolat
Atingerea corpului este echivalentă cu atingerea fazei. Un circuit închis apare prin corpul uman, pantofii, podeaua, solul, rezistența la etanșeitate și rezistența capacitivă a fazelor defecte (pentru simplitate, rezistențele capacitive nu sunt prezentate în figura 2).
Curentul din acest circuit de închidere depinde de rezistența acestuia și poate provoca vătămări grave unei persoane sau poate fi fatal pentru el.
Fig. 3. Atingerea unei persoane la un conductor într-o rețea cu un neutru izolat în cazul în care există o defecțiune la sol în rețea
Din ceea ce sa spus, rezultă că pentru trecerea curentului prin pământ este necesar să avem un circuit închis (din când în când imaginați-vă că curentul "pleacă în pământ" este eronat). În rețelele cu tensiuni neutre izolate de până la 1000 V, curenții de scurgere și curenții capacitivi sunt de obicei mici. Ele depind de starea izolației și de lungimea rețelei. Chiar și într-o rețea ramificată, acestea se află în câțiva amperi și mai jos. Deoarece aceste curenți, de obicei, nu sunt suficiente pentru a topi siguranțele sau a deconecta întreruptoarele.
La tensiuni de peste 1000 V curenți capacitivi sunt de o importanță primordială, sunt capabili să ajungă la mai mult de 10 amperi (dacă compensația lor nu este prevăzută). Dar în aceste rețele, deconectarea zonelor deformate cu închideri monofazate nu este de obicei aplicată, pentru a nu crea întreruperi de alimentare.
Astfel, într-o rețea cu un neutru izolat în prezența unui scurt-circuit monofazat (așa cum indică dispozitivele de monitorizare a izolației), receptoarele electrice continuă să funcționeze. Acest lucru se datorează faptului că, în timpul închiderilor cu o singură fază, tensiunea liniară (fază-fază) nu se schimbă și toți receptoarele electrice primesc energie fără întrerupere. Dar pentru orice închidere cu o singură fază într-o rețea cu un neutru izolat, tensiunile fazelor nedeteriorate față de sol cresc la liniar, ceea ce facilitează apariția unui al doilea defect de pământ într-o altă fază. Defecțiunea dublă rezultată pe teren reprezintă un pericol grav pentru oameni. Cum ar trebui, indiferent de ce rețea cu prezența unui circuit monofazat în ea ar trebui considerată ca fiind în stare de urgență. deoarece condițiile generale de securitate pentru această condiție a rețelei se deteriorează brusc.
Deci, prezența "pământului" mărește pericolul unui șoc electric atunci când este atins de piese care sunt energizate. Acest lucru este evident, de exemplu, în figura 3, care prezintă trecerea leziunilor actuale de la contactul accidental cu sârmă vii și faza necorectate A „pământ“, în faza S. Omul cu toate acestea este expus la o tensiune liniar. Prin urmare, defectele de pământ monofazate sau pe carcasă trebuie eliminate cât mai curând posibil.
