पृथक तटस्थ असलेले तीन-टप्प्याचे वर्तमान नेटवर्क कसे कार्य करते

इलेक्ट्रिक नेटवर्क ट्रान्सफॉर्मर आणि जनरेटरच्या ग्राउंडेड किंवा आयसोलेटेड न्यूट्रलसह कार्य करू शकतात... 6, 10 आणि 35 केव्ही नेटवर्क ट्रान्सफॉर्मरच्या पृथक तटस्थसह कार्य करतात. 660, 380 आणि 220 V नेटवर्क वेगळ्या आणि ग्राउंडेड तटस्थ दोन्हीसह कार्य करू शकतात. सर्वात सामान्य चार-वायर नेटवर्क 380/220 जे आवश्यकतांचे पालन करतात इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशनचे नियम (PUE) ग्राउंडेड न्यूट्रल असणे आवश्यक आहे.

पृथक तटस्थ असलेल्या नेटवर्कचा विचार करा... आकृती 1a अशा तीन-फेज करंट नेटवर्कचा आकृती दाखवते. वळण तारेत जोडलेले दर्शविले आहे, परंतु खाली सांगितलेली प्रत्येक गोष्ट डेल्टामध्ये दुय्यम वळण जोडण्याच्या बाबतीत देखील लागू होते.

तांदूळ. 1. पृथक तटस्थ (a) सह तीन-फेज करंट नेटवर्कचे आकृती. पृथक तटस्थ (b) सह नेटवर्क अर्थिंग.

पृथ्वीवरील नेटवर्कच्या थेट भागांचे एकूण इन्सुलेशन कितीही चांगले असले तरीही, नेटवर्कचे कंडक्टर नेहमी पृथ्वीशी जोडलेले असतात. हे नाते दुहेरी आहे.

1. थेट भागांच्या इन्सुलेशनमध्ये जमिनीच्या संदर्भात विशिष्ट प्रतिकार (किंवा चालकता) असते, सामान्यत: मेगोहम्समध्ये व्यक्त केली जाते.याचा अर्थ तारा आणि जमिनीच्या इन्सुलेशनमधून विशिष्ट प्रमाणात विद्युत प्रवाह वाहतो. चांगल्या इन्सुलेशनसह, हा प्रवाह खूपच लहान आहे.

समजा, उदाहरणार्थ, नेटवर्कच्या एका टप्प्यातील वायर आणि ग्राउंडमधील व्होल्टेज 220 V आहे आणि या वायरचा इन्सुलेशन रेझिस्टन्स, मेगोहमीटरने मोजला जातो, 0.5 MΩ आहे. याचा अर्थ या टप्प्यापासून ग्राउंड 220 पर्यंतचा प्रवाह 220 / (0.5 x 1,000,000) = 0.00044 A किंवा 0.44 mA आहे. या करंटला लीकेज करंट म्हणतात.

पारंपारिकपणे, अधिक स्पष्टतेसाठी, r1, r2, r3 तीन टप्प्यांच्या इन्सुलेशन प्रतिरोधाच्या आकृतीवर, प्रत्येक वायरच्या एका बिंदूशी जोडलेल्या प्रतिरोधकांच्या स्वरूपात चित्रित केले जातात. खरं तर, कार्यरत नेटवर्कमधील गळतीचे प्रवाह तारांच्या संपूर्ण लांबीसह समान रीतीने वितरीत केले जातात, नेटवर्कच्या प्रत्येक विभागात ते जमिनीवरून बंद केले जातात आणि त्यांची बेरीज (भौमितिक, म्हणजेच फेज शिफ्ट लक्षात घेऊन) शून्य आहे.

2. जमिनीच्या सापेक्ष नेटवर्क वायर्सच्या कॅपॅसिटन्सद्वारे दुसऱ्या प्रकारचे कनेक्शन तयार होते. याचा अर्थ काय?

प्रत्येक नेटवर्क वायर आणि ग्राउंड दोन मानले जाऊ शकते वाढवलेला कॅपेसिटर प्लेट्स… ओव्हरहेड लाईन्समध्ये, कंडक्टर आणि ग्राउंड हे कॅपेसिटरच्या प्लेट्ससारखे असतात आणि त्यांच्यामधील हवा डायलेक्ट्रिक असते. केबल लाईन्समध्ये, कॅपॅसिटर प्लेट्स हे केबल कोर आणि मेटल शीथ जमिनीला जोडलेले असतात आणि इन्सुलेटर हे इन्सुलेशन असते.

पर्यायी व्होल्टेजसह, कॅपेसिटरवरील शुल्कातील बदलामुळे पर्यायी प्रवाह दिसू लागतात आणि कॅपेसिटरमधून वाहतात. कार्यरत नेटवर्कमधील हे तथाकथित कॅपेसिटिव्ह प्रवाह तारांच्या लांबीसह समान रीतीने वितरीत केले जातात आणि प्रत्येक स्वतंत्र विभागात ते जमिनीद्वारे देखील बंद केले जातात. अंजीर मध्ये.1, आणि ग्राउंड x1, x2, x3 या तीन टप्प्यांतील कॅपॅसिटरचे प्रतिकार पारंपारिकपणे प्रत्येक एका ग्रिड पॉइंटशी जोडलेले दाखवले आहेत. नेटवर्कची लांबी जितकी जास्त असेल तितके जास्त गळती आणि कॅपेसिटिव्ह प्रवाह.

आकृती 1 मध्ये दर्शविलेल्या एकामध्ये आणि नेटवर्कमध्ये काय होईल ते पाहू या, जर पृथ्वीचा दोष एका टप्प्यात (उदाहरणार्थ A) उद्भवला तर, या टप्प्याचा कंडक्टर तुलनेने लहान द्वारे पृथ्वीशी जोडला जाईल. प्रतिकार अशी केस आकृती 1, b मध्ये दर्शविली आहे. वायर फेज A आणि ग्राउंडमधील प्रतिकार लहान असल्याने, गळतीचा प्रतिकार आणि या टप्प्यातील जमिनीवरील कॅपॅसिटन्स ग्राउंडिंग रेझिस्टन्सने कमी केले जातात. आता, नेटवर्क UB च्या लाइन व्होल्टेजच्या प्रभावाखाली, गळतीचे प्रवाह आणि दोन ऑपरेटिंग टप्प्यांचे कॅपेसिटिव्ह प्रवाह अपयशी आणि जमिनीच्या बिंदूमधून जातील. सध्याचे मार्ग आकृतीत बाणांनी दर्शविले आहेत.

आकृती 1, b मध्ये दाखवलेल्या शॉर्ट सर्किटला सिंगल-फेज अर्थ फॉल्ट म्हणतात आणि परिणामी फॉल्ट करंटला सिंगल-फेज करंट म्हणतात.

आता कल्पना करा की इन्सुलेशनच्या नुकसानीमुळे सिंगल-फेज शॉर्ट सर्किट थेट जमिनीवर नाही तर काही इलेक्ट्रिकल रिसीव्हरच्या शरीरात - इलेक्ट्रिक मोटर, इलेक्ट्रिकल उपकरणे किंवा धातूच्या स्ट्रक्चरमध्ये झाले आहे ज्यावर विद्युत तारा ठेवल्या आहेत ( अंजीर 2). अशा क्लोजरला केस शॉर्ट सर्किट म्हणतात. जर त्याच वेळी इलेक्ट्रिकल रिसीव्हरचे गृहनिर्माण किंवा संरचना जमिनीशी जोडलेली नसेल, तर ते नेटवर्क टप्प्याची क्षमता किंवा त्याच्या जवळील क्षमता प्राप्त करतात.

तांदूळ. 2. पृथक तटस्थ असलेल्या नेटवर्कमध्ये फ्रेम करण्यासाठी लहान

शरीराला स्पर्श करणे हे टप्प्याला स्पर्श करण्यासारखेच आहे.मानवी शरीर, शूज, फरशी, जमीन, गळती प्रतिरोधकता आणि वापरण्यायोग्य टप्प्यांची कॅपॅसिटन्स (साधेपणासाठी, कॅपेसिटिव्ह प्रतिकार आकृती 2 मध्ये दर्शविलेले नाहीत) द्वारे बंद सर्किट तयार होते.

या शॉर्ट सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह त्याच्या प्रतिकारशक्तीवर अवलंबून असतो आणि एखाद्या व्यक्तीला गंभीर दुखापत करू शकतो किंवा त्याचा जीव घेऊ शकतो.

तांदूळ. 3. नेटवर्कमधील पृथ्वीच्या उपस्थितीत एक व्यक्ती वेगळ्या तटस्थ असलेल्या नेटवर्कमधील वायरला स्पर्श करते

जे सांगितले गेले आहे त्यावरून असे दिसून येते की विद्युत प्रवाह जमिनीवरून जाण्यासाठी बंद सर्किट असणे आवश्यक आहे (कधीकधी अशी कल्पना केली जाते की प्रवाह "जमिनीवर जातो" सत्य नाही). 1000 V पर्यंत पृथक तटस्थ व्होल्टेज असलेल्या नेटवर्कमध्ये, गळती आणि कॅपेसिटिव्ह प्रवाह सामान्यतः लहान असतात. ते इन्सुलेशनच्या स्थितीवर आणि नेटवर्कच्या लांबीवर अवलंबून असतात. जरी एका विस्तृत नेटवर्कमध्ये, ते काही amps आणि कमी आत आहेत. म्हणून, हे प्रवाह सहसा फ्यूज वितळण्यासाठी किंवा कनेक्शन खंडित करण्यासाठी अपुरे असतात सर्किट ब्रेकर.

1000 V वरील व्होल्टेजवर, कॅपेसिटिव्ह प्रवाहांना प्राथमिक महत्त्व असते; ते अनेक दहापट अँपिअरपर्यंत पोहोचू शकतात (जर त्यांची भरपाई दिली गेली नसेल तर). तथापि, या नेटवर्क्समध्ये, सिंगल-फेज फॉल्ट्स दरम्यान दोषपूर्ण विभागांचे ट्रिपिंग सहसा पुरवठ्यामध्ये व्यत्यय निर्माण करू नये म्हणून वापरले जात नाही.

म्हणून, एका वेगळ्या तटस्थ असलेल्या नेटवर्कमध्ये, सिंगल-फेज शॉर्ट सर्किटच्या उपस्थितीत (जे इन्सुलेशन कंट्रोल डिव्हाइसेसद्वारे सिग्नल केले जाते), इलेक्ट्रिकल रिसीव्हर कार्य करणे सुरू ठेवतात. हे शक्य आहे कारण सिंगल-फेज शॉर्ट सर्किटच्या बाबतीत, लाइन व्होल्टेज (फेज टू फेज) बदलत नाही आणि सर्व इलेक्ट्रिकल रिसीव्हर्सना व्यत्यय न घेता वीज मिळते.परंतु पृथक तटस्थ असलेल्या नेटवर्कमध्ये सिंगल-फेज फॉल्टच्या बाबतीत, जमिनीच्या संदर्भात अक्षता न झालेल्या टप्प्यांचे व्होल्टेज रेषीय बनतात आणि यामुळे दुसर्या टप्प्यात पृथ्वीच्या दुसर्या फॉल्ट दिसण्यास हातभार लागतो. परिणामी दुहेरी ग्राउंड फॉल्टमुळे लोकांसाठी गंभीर धोका निर्माण झाला आहे. म्हणून, त्यात सिंगल-फेज शॉर्ट सर्किट असलेले कोणतेही नेटवर्क आपत्कालीन मानले पाहिजे, कारण अशा नेटवर्क स्थितीत सामान्य सुरक्षा परिस्थिती झपाट्याने बिघडते.

म्हणून "जमीन" च्या उपस्थितीमुळे धोका वाढतो विजेचा धक्का थेट भागांना स्पर्श करताना. हे, उदाहरणार्थ, आकृती 3 वरून पाहिले जाऊ शकते, जे चुकून फेज A च्या वर्तमान-वाहक कंडक्टरला आणि फेज C मध्ये न दुरुस्त केलेल्या "ग्राउंडिंग" ला स्पर्श करताना फॉल्ट करंटचा रस्ता दर्शविते. या प्रकरणात, एक प्रभावाखाली आहे. नेटवर्कच्या लाइन व्होल्टेजचे. म्हणून, सिंगल-फेज अर्थ किंवा फ्रेम दोष शक्य तितक्या लवकर दुरुस्त करणे आवश्यक आहे.