4.1. Режим работы нейтрали в установках выше 1 кВ

Электротехнические установки напряжением выше 1 кВ соглас­но Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) разделяются на установки с большими токами замыкания на землю (сила тока од­нофазного замыкания на землю превышает 500 А) и установки с малыми токами замыкания на землю (сила тока однофазного за­мыкания на землю меньше или равна 500 А).

В установках с большими токами замыкания на землю нейтрали присоединены к заземляющим устройствам непосредственно или через малые сопротивления. Такие установки называются установ­ки с глухозаземленной нейтралью.

В установках, имеющих малые токи замыкания на землю, нейтрали присоединены к заземляющим устройствам через элементы с большими сопротивлениями. Такие установки называются установ­ки с изолированной нейтралью.

В установках с глухозаземленной нейтралью всякое замыкание на землю является коротким замыканием и сопровождается большим током.

В установках с изолированной нейтралью замыкание одной из фаз на землю не является коротким замыканием (КЗ). Прохождение тока через место замыкания обусловлено проводимостями (в основном ёмкостными) фаз относительно земли.

В электрических сетях ЕЭС России приняты следующие режимы работы нейтрали:

- электрические сети с номинальными напряжениями 6... 35 кВ ра­ботают с малыми токами замыкания на землю;

- при небольших емкостных токах замыкания на землю - с изоли­рованными нейтралями;

- при определенных превышениях значений емкостных токов - с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор.

Если в одной из фаз трехфазной системы, работающей с изоли­рованной нейтралью, произошло замыкание на землю, то напря­жение её по отношению к земле станет равным нулю, а напряжение остальных фаз по отношению к земле станет равным линейному, т. е. увеличится в √З раз. Ток замыкания на землю будет неболь­шим, поскольку вследствие изоляции нейтрали отсутствует замк­нутый контур для его прохождения. Ток замыкания на землю в си­стеме с изолированной нейтралью будет небольшим и не вызовет аварийного отключения линии. Таким образом, изоляция нейтра­ли источника питания обеспечивает надежность электроснабжения, так как не отражается на работе потребителей.

Однако в сетях с большими емкостными токами на землю (осо­бенно в кабельных сетях) в месте замыкания возникает перемежаю­щаяся дуга, которая периодически гаснет и вновь зажигается, что наводит в контуре с активными, индуктивными и емкостными эле­ментами э.д.с, превышающие номинальные напряжения в 2,5...3 раза. Такие напряжения в системе при однофазном замыкании на землю недопустимы. Чтобы предотвратить возникновение перемежающихся дуг между нейтралью и землей включают индуктивную катушку с регулируемым сопротивлением.

Поэтому, хотя и разреша­ется работа сети с изолированной нейтралью при замыкании фазы на землю, его требуется немедленно обнаружить и устранить.

Электрические сети с номинальным напряжением 110 кВ и выше работают с большими токами замыкания на землю (с эффективно заземленными нейтралями).

Замыкание одной фазы на землю при глухозаземленной нейтрали

является однофазным коротким замыканием, при котором возника­ет значительный ток. Напряжение фаз по отношению к земле при любых режимах не выше фазного номинального напряжения. Исклю­чаются перемежающие дуги. Однофазные замыкания на землю об­наруживаются по большим токам и отключаются автоматически.