С изолированной нейтралью.

Пробивные предохранители в трехфазных сетях

Переход высшего напряжения на сторону низшего происходит в результате повреждения изоляции в трансформаторе или при замыкании в сетях различных классов напряжений.

В этом случае высшее напряжение накладывается на сеть и подключенное к ней оборудование низшего напряжения. Переход напряжения может вызвать аварии с оборудованием и несчастные случаи с личным составом.

Наиболее опасен переход напряжения со стороны 6 или 10 кВ на сторону до 1000 В. Напряжение 35 кВ трансформируется в напряжение до 1000 В значительно реже (только для собственных нужд подстанций).

Защита от опасности при переходе высшего напряжения на сторону низшего осуществляется двумя способами: глухим заземлением нейтрали низшего напряжения и соединением нейтрали или фазы низшего напряжения с землей через пробивной предохранитель при изолированной нейтрали.

На рис.12.1а показан переход высшего напряжения на сеть низшего с заземленной нейтралью. Ток замыкания на землю определяется фазным напряжением и емкостной проводимостью фаз относительно земли. Согласно ПУЭ сопротивление заземления должно быть , это значит, что падение напряжения на заземлителе , а, следовательно, и напряжение нейтрали относительно земли не превышает 125 В. Из векторной диаграммы на рис.4.94б нетрудно определить напряжение фаз сети 380 В относительно земли:

= 125 + 220 = 345 В;

= |125 + а²·220| = |125 + а·220| = 190 В.

Эти напряжения не достигают 380 В, т.е. линейного напряжения. Следовательно, переход напряжений с высшей стороны на сеть низшего напряжения с глухозаземлённой нейтралью является для высшего напряжения замыканием на землю, а в сети низшего напряжения происходит незначительное повышение напряжений нейтрали относительно земли.

Рис.12.1. Переход высшего напряжения на сеть низшего

с заземленной нейтралью

а – принципиальная схема; б – векторная диаграмма.

На рис.12.1а показано замыкание между обмотками трансформатора TV2 6/0,4 кВ, причем сети высшего и низшего напряжения работают с изолированной нейтралью. Можно считать, что на стороне 6 кВ емкостные проводимости фаз относительно земли одинаковы: и поэтому напряжения между фазами и землей симметричны и равны фазным напряжениям

источника ТV1:

= = 3460 В

Рис.12.2. Переход высшего напряжения на сторону низшего. Нейтрали с обеих сторон изолированы:

а – принципиальная схема; б – векторная диаграмма напряжений

Так как нейтральная точка обмотки 380 В имеет контакт с фазой высшего напряжения, то между этой нейтральной точкой и землей существует также напряжение 3460 В. Если группа соединений обмоток трансформатора TV2 Y/Y-12, то напряжение нейтральной точки обмотки высшего напряжения относительно земли совпадает с напряжением фазы А высшей стороны.

Напряжение фазных проводов сети 380 В равны сумме напряжений нейтрали относительно земли и фазных напряжений трансформатора (рис.12.2б). Согласно диаграмме

= 3460 + 220 = 3680 В;

= |3460 + а2·220| = |3460+а·220| = 3350 В.

В результате замыканий между обмотками сети низшего напряжения оказывается под напряжением выше 1000 В, на которое изоляция самой сети и подключенного электрооборудования не рассчитана. Последствием этого случая могут быть повреждение изоляции, замыкания на корпус и появления опасных напряжений прикосновения и шага. В общем случае может быть замыкание между другими точками обмоток высшего и низшего напряжения, например между фазой А с высшей стороны и фазой В с низшей стороны может быть любая группа соединений трансформатора ТV2.

В любом случае переход напряжения с высшей стороны на низшую – явление опасное.

Поэтому, если в сети низшего напряжения глухое заземление нейтрали почему–либо не допустимо, то нейтраль соединяют с землей через пробивной предохранитель. Он состоит из двух электродов, разделенных слюдяной прокладкой с отверстиями. Один электрод соединяется с нейтралью, другой – с заземлением (рис.12.2). При недоступности нейтрали или отсутствии ее (соединение треугольником) пробивной предохранитель соединяется с фазой (рис.12.2б).

При переходе напряжения с высшей стороны на низшую пробивной предохранитель оказывается под высоким напряжением. Воздушные промежутки в отверстиях слюдяной прокладки пробиваются, электроды замыкаются, и нейтраль или фаза оказываются заземленными. Пробивные предохранители применяются при высшем напряжении более 3 кВ.

В качестве пробивных предохранителей часто используют трубчатые разрядники.

В соответствии с требованиями ПУЭ сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью, связанные через трансформаторы с сетями напряжением выше 1000 В, должны быть защищены от опасности, возникающей при повреждении изоляции между обмотками высшего и низшего напряжений трансформатора, пробивными предохранителями, установленными в нейтрали или фазе на стороне низшего напряжения трансформатора.

Проверка состояния пробивных предохранителей должна проводиться при капитальном или текущем ремонтах (ежегодно), периодически (не реже одного раза в месяц) во взрывоопасных установках, а также при предположении об их срабатывании. Схемы контроля пробивных предохранителей показаны на рис.12.3.

Рис.12.3. Схема включения пробивного предохранителя:

а) в нейтраль обмотки низшего напряжения; б) на фазу со стороны низшего напряжения