1.1.3. Електричні мережі напругою понад 1000 в

Електроустановки напругою понад 1000 В згідно з ПУЕ розділяють­ся на електроустановки з малими струмами замикання на землю (I_з≤500 A), до яких належать мережі, що працюють з ізольованою та компенсованою нейтраллю та електроустановки з великими струмами за­микання (I_з≥500 A), що працюють з глухозаземленою нейтраллю.

Струм однофазного замикання на землю в мережах з ізольованою нейтраллю визначається частковими ємностями фаз відносно землі та залежить від конструкції, протяжності та напруги мережі.

В мережах з глухозаземленою нейтраллю в разі замикання не землю або на заземлені частини електроустановок протікав дуже великий струм КЗ і тому повинно бути забезпечено автоматичне вимкнення по­шкодженої дільниці мережі з найменшим часом вимкнення.

Мережі з ізольованою нейтраллю мають важливу перевагу - вони не вимагають потайного вимкнення пошкодженої дільниці при однофаз­них замиканнях на землю (пошкодження, по найчастіше зустрічаються на практиці) протягом декількох годин, поки споживач електроенергії не буде переведений на резервне живлення.

В Україні мережі до 35 кВ включно, як правило, працюють з ізольованою або з компенсованою нейтраллю. а мережі напругою 110 кВ та більш високих напруг - з глухозаземленою нейтраллю.

1.1.3.1. Мережі з ізольованою нейтраллю

В

разі замикання на землю однієї фази, наприклад С (рис. 1.3.а) напруга цієї фази відносно землі дорівнюватиме нулю, а напруги двох інших зростуть у раз, а кут зсуву між векторами цих напруг буде 60⁰ (рис. 1.3.б). Векторна діаграма напруг при цьому ідентична діаграмі мережі напруги до 1000 В.

A

B

C

Д

60⁰

60⁰

Рис.1.3

; ;

;

; ; .

Але на відміну від мереж напругою до 1000 В наявність частко­вих ємностей проводів відносно землі призводить до того, що в нор­мальному режимі через зазначені ємності протікають ємнісні струмі, що чисельно дорівнюють: . В разі однофазного замикання (U_фс=0) ємнісний струм пошкодженої фази дорівнюватиме нулю, а ємнісні струми непошкоджених фаз зростуть про­порційно до зростання напруг на ємностях та будуть становити та . Сумарний струм через ємності непошкоджених фаз, що дорівнює геометричній сумі струмів цих фаз: чисельно дорівнює потроєному значенню ємнісного струму однієї фази нормального режиму ( ) та проходить через місце замикання фази С на землю, замикаючись через джерело живлен­ня мережі.

В разі неметалевих замикань на землю (U>0) в місці замикан­ня виникає переміжна дуга, що супроводжується повторними гашеннями та запалюваннями. Між ємністю та індуктивністю мережі в цьому випадку виникають вільні електричні коливання високої частоти, внаслідок чого в мережі виникають перенапруги. Амплітуда дугових перенапруг в мере­жах 6...35 кВ може досягати значень 3,2U_фm на непошкоджених фа­зах та 2,2U_фm на пошкодженій.

Короткотривалі фазні перенапруги такого значення не є небезпеч­ними для нормальної ізоляції обладнання. Однак тривалий вплив пере­напруг на ізоляцію (наприклад, кабельних ліній) може призвести до іонізації та пробою її в будь-якій точці мережі.

Питомий ємнісний струм замикання на землю залежить від напруги та конструкції мережі (табл. 1.1).

Таблиця 1.1.

Практичні значення ємнісного струму замикання на землю, А/км

Вид лінії		При напрузі мережі, кВ
		6	10	35
Повітряна		0,015	0,025	0,1
Кабельна перерізом, мм2	50...95	0,6...0,8	0,8...1	3,7...4,1
	120...240	0,9...1,3	1,1...1,6	4,4...5,2