Меню

Изолированная ток не более

Система заземления IT. Как жить без нуля?

Схема системы заземления IT

Сегодня публикую очередную статью Конкурса. На этот раз тема, достойная внимания профессионалов. И рассматривает её профессионал.

Встречайте – Василий Васильевич, инженер-разработчик оборудования для морских нефтяных платформ из Москвы. Прочитав мою статью про системы заземления, он решил, что её необходимо дополнить. В результате – эта статья.

Ну а я, как обычно, буду пользоваться служебным положением, и периодически вставлять свои 25 копеек)))

Система заземления IT или система заземления с изолированной нейтралью.

Обычно эта система описывается примерно так:

Классическая система, основным признаком которой является изолированная нейтраль источника – «I», а также наличие на стороне потребителя контура защитного заземления – «Т». Напряжение от источника к потребителю передается по минимально возможному количеству проводов, а все токопроводящие детали корпусов оборудования потребителя должны быть надежно подключены к заземлителю. Нулевой функциональный проводник N на участке источник – потребитель в архитектуре системы IT отсутствует.

На этом всё описание системы IT обычно и ограничивается и совершенно не понятно как этим всем практически пользоваться? Как подключать потребителей, как подключать системы автоматизации?

Прежде всего, не понятно – если линейное напряжение 380 В, а фазное – 220, то как будет работать однофазная нагрузка? Ведь нуля нет, то есть фактически он оборван. А что произойдёт при обрыве нуля? Правильно, всё пойдёт в разнос – либо сгорит, либо просто не захочет работать. Как выходят из этого диссонанса в системе IT? Слушаем Василия дальше.

На эти вопросы я и постараюсь ответить.

Она широко используется на судах и всём, что считается судами, на морских нефтяных и газовых платформах, например. Не важно, что платформа стоит на дне моря, с точки зрения морского регистра она – судно 🙂

Чем система IT принципиально отличается от всех других систем?

Отличается она тем, что в ней нет ноля. Совсем нет. Никак нет. Вообще нет. 🙂

Что это значит практически?

Значит это то, что если у вас есть сеть 3 фазы 0,4 кВ, то вы НЕ СМОЖЕТЕ получить однофазное 230 В, как все привыкли, взяв один провод из фазы, а второй из нейтрали или из заземления. Нейтрали нет, а к проводу заземления подключаться НЕЛЬЗЯ, ЗАПРЕЩЕНО! Иначе у вас будет система не IT, а TT.

Как же подключить однофазную нагрузку в системе с изолированной нейтралью?

Здесь варианта два:

1) На нефтяных судах часто есть две параллельные трехфазные линии, линия 0,4 кВ 3 фазы и 230 В 3 фазы. Чтобы подключить прибор, предназначенный для использования в сети 230В, нужно включить его в сеть 230 В МЕЖДУ ДВУМЯ ФАЗАМИ, т.е. в линейное напряжение.

То есть, использовать не схему “звезда”, как это делается обычно для получения 220В, а схему “треугольник”, подключив нагрузку 220 В (которую язык почему-то не поворачивается уже назвать “однофазной”) к одной из сторон “треугольника”.

2) Использовать трансформатор, например понижающий 3Ф 400В / 3Ф 230 В. С трансформатором тоже два варианта, после него так же может быть система IT, либо трансформатор может обеспечить искусственную нейтраль на вторичной обмотке.

Обычно используют трансформатор 380 / 220 В, первичная обмотка которого подключена к любым двум фазам. Если нужно заземление, то один из выводов вторичной обмотки “глухо” заземляют, и получают систему TN-S (или, скорее TN-C-S). При правильном выборе защитного автомата и УЗО система обеспечит отличную защиту от КЗ и прямого прикосновения.

Однако, более безопасной будет система, в которой ни один из выводов трансформатора не подключается на корпус. Трансформатор может быть любым, главное, чтобы на его выходе было напряжение 220 В – не важно, линейное или фазное.

С подключением электродвигателей, клапанов и тому подобного, проблем обычно не возникает, а вот с автоматикой могут быть проблемы. Они связаны с тем, что не все приборы корректно работают при включении их питания в линейное напряжение 230 В (между фазами). Если столкнулись с этой проблемой, тут можно выйти из положения, либо заменой прибора, либо используя маломощный трансформатор с искусственным нолём после вторичной обмотки.

Теоретически да, прибору всё равно, откуда берётся напряжение 220В. А на практике, например, вместо измерения сигнала 4-20 мА какую-то ересь начинают показывать, при том, что датчики заведомо рабочие. Включаешь в обыкновенное фазное напряжение – всё работает. Видимо, что-то с архитектурой конкретных приборов не то. Не часто бывает, но мне пару раз попадалось.

Пример схемы IT

Как пример практической схемы смотрите фрагмент схемы подключения шкафа выпрямителей постоянного тока. Обратите внимание, что питание осуществляется из сети 3 фазы 230 В, каждый из трех выпрямителей включён между фазами, в линейное напряжение.

Пример построения схемы с системой заземления IT

Читайте также:  Электрический ток в электролитах график

Фактически, провод защитного заземления есть, он приходит со стороны питающего генератора, но он служит только для заземления корпусов блоков питания.

В данном случае выходное напряжение – постоянное 12 В, но может быть любым! А “минус” всех блоков питания заземлён. Выходы каждого БП через защитные автоматы (не показаны) поступают на нагрузки.

Надеюсь, стало понятней как практически устроено подключение потребителей к системе IT. Спасибо за внимание.

Голосование за эту и другие статьи будет открыто примерно через месяц, следите за новостями в группе ВК СамЭлектрик.ру! Если кто не подписан – рекомендую, нас ждёт ещё много интересного!

Василий Васильевич, автор статьи про IT

Василий Васильевич, автор статьи про систему заземления IT

Источник

Что такое изолированная нейтраль и где она используется

Сети с изолированной нейтралью используются для повышения надёжности высоковольтных линий и в опасных электроустановках. Что такое изолированная нейтраль, читайте в статье.

В настоящее время изолированную нейтраль сложно встретить в быту, вы никогда с ней не столкнетесь, если делаете проводку в квартирах. В то время как высоковольтных линиях она активно используется, а также в некоторых случаях и в сетях 380В. Подробнее о том, что такое сеть с изолированной нейтралью и какие у нее особенности, мы расскажем простыми словами в этой статье.

Что это такое

Определение понятия «изолированная нейтраль» приведено в главе 1.7. ПУЭ, в пункте 1.7.6. и ГОСТ Р 12.1.009-2009. Где сказано, что изолированной называется нейтраль у трансформатора или генератора, не присоединенная к заземляющему устройству вообще, или, когда она присоединена через приборы защиты, измерения, сигнализации.

Нейтралью называется точка, в которой соединены обмотки у трансформаторов или генераторов при включении по схеме «звезда».

Среди электриков есть заблуждение о том, что сокращенное название изолированной нейтрали – это система IT, по классификации п. 1.7.3. Что не совсем верно. В этом же пункте сказано, что обозначения TN-C/C-S/S, TT и IT приняты для сетей и электроустановок напряжением до 1 кВ.

В той же главе 1.7 ПУЭ есть пункт 1.7.2. где сказано, что в отношении мер электробезопасности электроустановки делятся на 4 типа — изолированную или глухо заземленную до 1 кВ и выше 1 кВ.

Таким образом есть некоторые отличия в безопасности и применении такой сети в разных классах напряжения и называть линию 10 кВ с изолированной нейтралью «система IT» по меньше мере неправильно. Хотя схематически – почти тоже самое.

В сетях до 1 кВ

В сетях выше 1000 В

В настоящее время изолированная нейтраль чаще всего используется в сетях со средним классом напряжения (1-35 кВ). Для сети 110 кВ и выше – глухозаземленная. В связи с тем, что при КЗ на землю напряжение, как было сказано, возрастает до линейного, так в ЛЭП 110 кВ фазное напряжение (между землёй и фазным проводом) – 63,5 кВ. При КЗ на землю это особенно важно, и позволяет снизить расходы на изоляционные материалы.

Кстати в КТП с высшим напряжением до 35 кВ первичные обмотки трансформаторов соединяются в треугольник, где нейтрали нет как таковой.

Низкие токи КЗ и возможность работать при однофазных КЗ на ВЛ – в распределительных сетях особенно важны и позволяют организовать бесперебойное электроснабжение. При этом угол сдвига между оставшимися в работе фазами остаётся неизменным — в 120˚.

При напряжениях в тысячи вольт емкостной проводимостью фаз пренебречь нельзя. Поэтому касание проводов ВЛЭП опасно для жизни человека. В нормальном режиме токи в фазах источника определяются суммой нагрузок и емкостных токов относительно земли, при этом сумма емкостных токов равна нулю и ток в земле не проходит.

Если опустить некоторые подробности, чтобы изложить языком, понятным для начинающих, то при КЗ на землю напряжение относительно земли поврежденной фазы приближается к нулю. Так как напряжения двух других фаз увеличиваются до линейных значений их емкостные токи увеличиваются в √3 (1,73) раз. В результате емкостный ток однофазного КЗ оказывается в 3 раза большим нормального. Например, для ВЛЭП 10 кВ длиной 10 км емкостный ток равен примерно 0,3 А. При замыкании фазы на землю через дугу в результате различных явлений возникают опасные перенапряжения до 2-4Uф, что приводит к пробою изоляции и междуфазному КЗ.

Для исключения возможности возникновения дуг и устранения возможных последствий нейтраль соединяют с землёй через дугогасящих реактор. Его индуктивность при этом подбирают согласно ёмкости в месте КЗ на землю, а также чтобы он обеспечивал работу релейной защиты.

Таким образом благодаря реактору:

  1. Намного уменьшается Iкз.
  2. Дуга становится неустойчивой и быстро гаснет.
  3. Замедляется нарастание напряжения после гашения дуги, в результате уменьшается вероятность повторного возникновение дуги и коммутационного тока.
  4. Токи обратной последовательности малы, следовательно, их действие на вращающейся ротор генератора не оказывает существенного влияния.
Читайте также:  Как найти обратный ток транзистора

Перечислим плюсы и минусы высоковольтных сетей с изолированной нейтралью.

  1. Какое-то время может работать в аварийном режиме (при КЗ на землю)
  2. В местах неисправности появляется незначительный ток, при условии малой емкости тока.

  1. Усложнено обнаружение неисправностей.
  2. Необходимость изоляции установок на линейное напряжение.
  3. Если замыкание продолжается длительное время, то возможно поражение человека электрическим током, если он попадёт под шаговое напряжение.
  4. При 1-фазных КЗ не обеспечивается нормальное функционирование релейной защиты. Величина тока замыкания напрямую зависит от разветвленности цепи.
  5. Из-за накапливания дефектов изоляции от воздействия на нее дуговых перенапряжений снижается срок её службы.
  6. Повреждения могут возникнуть в нескольких местах из-за пробоя изоляции, как в кабелях, так и в электродвигателях и других частях электроустановки.

На этом обзор принципа действия и особенностей сетей с изолированной нейтралью заканчивается. Если вы хотите дополнить статью или поделится опытом – пишите в комментариях, мы обязательно опубликуем!

Источник



Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов

УДК 621.316.92:006.354 Группа Т58

Система стандартов безопасности труда

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ

Occupational safety standards system. Electric safety.
Maximum permissible values of pick-up voltages and currents

Дата введения 1983-07-01

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30.06.82 № 2987.

Ограничение срока действия снято по протоколу №2-92 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 2-93)

ПЕРЕИЗДАНИЕ (июнь 2001 г.) с Изменением № 1, утвержденным в декабре 1987 г. (ИУС 4-88)

Настоящий стандарт устанавливает предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека, предназначенные для проектирования способов и средств защиты людей, при взаимодействии их с электроустановками производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

Термины, используемые в стандарте, и их пояснения приведены в приложении.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1. ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

1.1. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов установлены для путей тока от одной руки к другой и от руки к ногам.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

1.2. Напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме электроустановки, не должны превышать значений, указанных в табл.1.

Род тока U, В I, мА
не более
Переменный, 50 Гц
Переменный, 400 Гц
Постоянный
2,0
3,0
8,0
0,3
0,4
1,0

1 Напряжения прикосновения и токи приведены при продолжительности воздействий не более 10 мин в сутки и установлены, исходя из реакции ощущения.

2 Напряжения прикосновения и токи для лиц, выполняющих работу в условиях высоких температур(выше 25°С) и влажности (относительная влажность более 75%), должны быть уменьшены в три раза

1.3. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме производственных электроустановок напряжением до 1000 В с глухозаземленной или изолированной нейтралью и выше 1000 В с изолированной нейтралью не должны превышать значений, указанных в табл.2.

Род тока Нормируемая
величина
Предельно допустимые значения, не более, при продолжительности
воздействия тока t, с
0,01-0,08 0,1 0,2 0,3 0,4 0.5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 Св.1,0
Переменный 50 Гц U, B
I, мА
550
650
340
400
160
190
135
160
120
140
105
125
95
105
85
90
75
75
70
65
60
50
20
6
Переменный 400 Гц U, B
I, мА
650 500 500 330 250 200 170 140 130 110 100 36
8
Постоянный U, B
I, мА
650 500 400 350 300 250 240 230 220 210 200 40
15
Выпрямленный двухполупериодный Uампл, B
ампл I, мА
650 500 400 330 270 230 220 210 200 190 180
Выпрямленный однополупериодный Uампл, B
ампл I, мА
650 500 400 330 250 200 190 180 170 160 150

Примечание. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов, протекающих через тело человека при продолжительности воздействия более 1 с, приведенные в табл.2, соответствуют отпускающим (переменным) и неболевым (постоянным) токам.

1.4. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения при аварийном режиме производственных электроустановок с частотой тока 50 Гц, напряжением выше 1000 В, с глухим заземлением нейтрали не должны превышать значений, указанных в табл.3.

Продолжительность воздействия t, с Предельно допустимое значение напряжения прикосновения U, в
До 0,1
0,2
0,5
0,7
1,0
Св. 1,0 до 5,0
500
400
200
130
100
65

1.5. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов при аварийном режиме бытовых электроустановок напряжением до 1000 В и частотой 50 Гц не должны превышать значений, указанных в табл.4.

Продолжительность воздействия t, с Нормируемая величина Продолжительность воздействия t, с Нормируемая величина
U, B I, мА U, B I, мА
От 0,01 до 0,08
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
220
200
100
70
55
50
220
200
100
70
55
50
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Св. 1,0
40
35
30
27
25
12
40
35
30
27
25
2
Читайте также:  Во сколько раз надо увеличить сопротивление цепи чтобы при уменьшении силы тока в 4 раза

Примечание. Значения напряжений прикосновения и токов установлены для людей с массой тела от 15 кг.

1.3.-1.5. (Измененная редакция, Изм. № 1).

1.6. Защиту человека от воздействия напряжений прикосновения и токов обеспечивают конструкция электроустановок, технические способы и средства защиты, организационные и технические мероприятия по ГОСТ 12.1.019-79.

2. КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

2.1. Для контроля предельно допустимых значений напряжений прикосновения и токов измеряют напряжения и токи в местах, где может произойти замыкание электрической цепи через тело человека. Класс точности измерительных приборов не ниже 2,5.

2.2. При измерении токов и напряжений прикосновения сопротивление тела человека в электрической цепи при частоте 50 Гц должно моделироваться резистором сопротивления:

для табл.1 — 6,7 кОм;
для табл.2 при времени воздействия
до 0,5 с -0,85 кОм;
более 0,5 с — сопротивлением, имеющим зависимость от напряжения согласно чертежа;
для табл.3 — 1 кОм;
для табл.4 при времени воздействия
до 1 с -1 кОм;
более 1 с — 6 кОм.
Отклонение от указанных значений допускается в пределах ±10%.

КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИКОСНОВЕНИЯ И ТОКОВ

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2.3. При измерении напряжений прикосновения и токов сопротивление растеканию тока с ног человека должно моделироваться с помощью квадратной металлической пластины размером 25×25 см, которая располагается на поверхности земли (пола) в местах возможного нахождения человека. Нагрузка на металлическую пластину должна создаваться массой не менее 50 кг.

2.4. При измерении напряжений прикосновения и токов в электроустановках должны быть установлены режимы и условия, создающие наибольшие значения напряжений прикосновения и токов, воздействующих на организм человека.

ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

Работа неисправной электроустановки, при которой могут возникнуть опасные ситуации, приводящие к электротравмированию людей, взаимодействующих с электроустановкой

Электроустановки, используемые в жилых, коммунальных и общественных зданиях всех типов, например, в кинотеатрах, кино, клубах, школах, детских садах, магазинах, больницах и т.п., с которыми могут взаимодействовать как взрослые, так и дети

Электрический ток, не вызывающий при прохождении через тело человека непреодолимых судорожных сокращений мышц руки, в которой зажат проводник

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Источник

Что такое изолированная или неэффективно заземленная система?

Изолированная или неэффективно заземленная система (isolated or not effectively earthed system) — это электрическая система, в которой все части, находящиеся под напряжением, изолированы от земли или одна из частей, находящихся под напряжением, заземлена через большое полное сопротивление (определение согласно ГОСТ 32966-2014 [1]).

Это определение характеризует электрические системы и переменного, и постоянного тока, в которых все части, находящиеся под напряжением, изолированы от земли или какие-то части, находящиеся под напряжением, заземлены через полные сопротивления.

Стандартом ГОСТ 32966-2014 для электроустановок зданий установлено два диапазона напряжения переменного и постоянного тока. Диапазоны напряжения указаны для заземленной электрической системы и изолированной или неэффективно заземленной электрической системы.

Изолированную или неэффективно заземленную низковольтную электрическую систему можно рассматривать в качестве аналога системы распределения электроэнергии, имеющей тип заземления системы IT, требования к которой изложены в ГОСТ 30331.1 [3].

Примеры

На рис. 1–4 показаны примеры изолированных трехфазных трех- и четырехпроводных и однофазной двухпроводной электрических систем переменного тока, а на рис. 5 – изолированной трехпроводной электрической системы постоянного тока. На этих рисунках не представлены двухпроводные электрические системы постоянного тока и не показаны аккумуляторные батареи.

Система IT трехфазная трехпроводная со всеми открытыми проводящими частямиРис. 1. Система IT трехфазная трехпроводная со всеми открытыми проводящими частями, соединенными защитным проводником и заземленными совместно (на основе рисунка 31G1 из [3]) Система IT трехфазная трехпроводная со всеми открытыми проводящими частями (треугольник)Рис. 2. Система IT трехфазная трехпроводная со всеми открытыми проводящими частями, соединенными защитным проводником и заземленными совместно (на основе рисунка 2 из [2] автора Харечко Ю.В.). Здесь трехфазный источник питания соединен треугольником Система IT трехфазная четырехпроводная со всеми открытыми проводящими частямиРис. 3. Система IT трехфазная четырехпроводная со всеми открытыми проводящими частями, соединенными защитным проводником и заземленными совместно (на основе рисунка 3 из [2] автора Харечко Ю.В.) Система IT однофазная двухпроводная со всеми открытыми проводящими частямиРис. 4. Система IT однофазная двухпроводная со всеми открытыми проводящими частями, соединенными защитным проводником и заземленными совместно (на основе рисунка 4 из [2] автора Харечко Ю.В.) Система IT постоянного тока трехпроводнаяРис. 5. Система IT постоянного тока трехпроводная (на основе рисунка 31M из [3])

Диапазоны напряжения

Электроустановки зданий, подключаемые к низковольтным распределительным электрическим сетям общего назначения, как правило, выполняют с типами заземления системы TN‑C‑S и TN‑S, реже – TN‑C и TT. То есть в большинстве случаев электроустановки зданий входят в состав заземленных электрических систем. Однако в некоторых случаях электроустановки зданий специального назначения или их части, например части электроустановок медицинских учреждений, выполняют с типом заземления системы IT. Для таких электроустановок зданий или их частей применяют следующие диапазоны напряжения переменного и постоянного тока, установленные стандартом ГОСТ 32966-2014 для изолированных или неэффективно заземленных электрических систем [1, 2]:

Источник