Глухозаземленная нейтраль — это электрическая цепь, в которой проводник намеренно отсоединен от заземлителя. В результате цепь остается плавающей по отношению к земле, что обеспечивает очень высокую степень устойчивости к замыканиям. Узнайте: что такое вах стабилитрона.
Глухозаземленная нейтраль — что это такое и принцип работы
Нейтраль с глухим заземлением — это конфигурация электропроводки, в которой нейтральный передатчик цепи соединен с землей на главной распределительной панели, трансформаторе или сервисном оборудовании. Конфигурация обеспечивает улучшенную стабильность и повышенную безопасность персонала в случае замыкания линии на землю.
Конфигурация обычно используется в промышленных и коммерческих помещениях, а также в некоторых жилых сооружениях. В Северной Америке конфигурация применяется в цепях, питающихся от трансформаторов, соединенных треугольником. Конфигурация также используется в Европе, где она известна как «система tn».
В заземление обеспечивает низкоомный путь к земле, который позволяет токам повреждения протекать без развития высокого напряжения через сопротивление. Это защищает персонал от поражения электричеством и уменьшает риск повреждения оборудования в случае замыкания линии на землю.
Конфигурация также обеспечивает повышенную стабильность системы за счет снижения колебаний напряжения на нейтральном проводе в условиях дисбаланса. Несбалансированные условия возникают, когда к одной фазе подключено больше нагрузки, чем к двум другим. Когда это происходит, энергия, протекающая через нейтральный проводник, будет выше, чем если бы нагрузки были сбалансированы на всех трех фазах.
Увеличение тока, протекающего через нейтральный передатчик, вызовет падение напряжения на его сопротивлении, что приведет к снижению напряжения в месте подключения несбалансированной нагрузки. Пониженное напряжение приводит к неисправности оборудования или к заметному потускнению света.
Конфигурация уменьшает эти колебания напряжения, обеспечивая низкоомный путь к земле для токов, протекающих через провод. Этот путь с низким сопротивлением позволяет большей части тока обходить любые падения напряжения.
Система с нейтралью имеет много преимуществ по сравнению с другими конфигурациями проводки: повышенная безопасность, уменьшение ущерба от неисправностей и улучшенное качество электроэнергии.
Интересно! Нормы потребления электроэнергии
Устройство сетей с глухозаземленной нейтралью
Когда говорят, что электрическая система имеет нейтраль, это означает, что защитный заземляющий и глухозаземленный нейтральный проводники соединены вместе в электрическом щитке. Этот тип используется во многих частях мира, но особенно распространен в России.
Есть несколько преимуществ системы с глухозаземленной нейтралью. Одно из них заключается в том, что она помогает защититься от поражения электрическим током. Если в первой цепи есть разрыв, то энергия будет протекать через нейтральный передатчик. Это означает, что тот, кто прикоснется к оборванному заземляющему проводнику, не получит удар электричеством.
Еще одно преимущество устройства с нейтралью заключается в том, что она помогает предотвратить пожар. Если в цепи произойдет разрыв, то энергия будет протекать через заземляющий провод, а не через горючие материалы. Это позволяет предотвратить возникновение пожара или его распространение, если он все-таки возник.
Конечно, есть и некоторые недостатки заземленной нейтрали. Один из них заключается в том, что диагностировать проблемы в электрической системе сложнее. Если в заземляющем передатчике есть разрыв, то не сразу понятно, где находится проблема. Другой недостаток в том, что если произойдет отключение электроэнергии, то все электрические цепи в доме останутся без питания, пока кто-нибудь вручную не переподключит их.
Однако нейтраль обеспечивает ряд ценных преимуществ как для безопасности, так и для предотвращения пожаров.
Классификация сетей с глухозаземленной нейтралью
Распространенным методом обеспечения электробезопасности в низковольтных распределительных системах является использование сети с глухозаземленной нейтралью . В устройствах такого типа заземляющий провод используется в качестве обратного пути для фазного тока, а заземление выполняется на распределительном трансформаторе. Основное преимущество такой схемы заключается в том, что она обеспечивает высокую степень электробезопасности, поскольку между двумя передатчиками в устройстве не бывает разности потенциалов.4
Существуют два основных типа сети : сбалансированная трехфазная и несбалансированная однофазная. Второй тип более распространен в бытовых установках, поскольку он проще и дешевле в реализации.
Основным недостатком сети является то, что она увеличивает сопротивление обратного пути для фазных токов. Это означает, что больше энергии рассеивается в заземляющем проводнике, а также существует риск падения напряжения при потреблении больших токов из системы.
Существует два основных способа классификации глухозаземленной нейтрали: по номинальному напряжению и по устройству заземления.
Номинальное напряжение сети должно быть равно или больше самого высокого напряжения между фазой и землей, которое возникает в системе. Оно определяется напряжением вторичной обмотки трансформатора и любыми другими источниками напряжения фаза-земля, которые присутствуют в системе (например, генераторы).
Заземление сети бывает прямым или косвенным. Первое означает наличие физического соединения между заземляющим и каждым фазным проводником в определенной точке. Косвенное заземление означает, что физическое соединение между фазным проводником и землей отсутствует, но все проводники электрически связаны через емкостную или индуктивную связь.
Интересно! Как проверить электродвигатель мультиметром
Способы подсоединения глухозаземленной нейтрали
В западных странах национальные электротехнические правила (Nec) требуют, чтобы к электрооборудованию была подключена глухозаземленная нейтральная точка. Цель этого требования — обеспечить безопасное и надежное средство отключения электрических цепей. Существует несколько способов соблюдения nec и подключения глухозаземленной нейтральной точки.
Один из способов подключения нейтральной точки — использование стержня заземления. Заземляющий стержень — это металлический стержень, который вбивается в землю. Конец стержня заземления, который находится над землей, затем прикрепляется к раме или шасси оборудования. Это обеспечивает путь для электричества от оборудования обратно в землю в случае электрического замыкания.
Другим способом подключения нейтральной точки является использование подземного проводника. Подземный проводник — это подземный кабель, который проходит от рамы или шасси оборудования до заземлителя. Заземлителем может быть либо металлический стержень, вбитый в землю, либо разрешенное соединение с существующей подземной металлической трубой или проводником.
Еще один способ соблюдения требований nec и подключения глухозаземленной нейтральной точки — использование разделительного трансформатора. Разделительный трансформатор обеспечивает гальваническую развязку между двумя или более цепями. Это достигается тем, что его первичная и вторичная обмотки физически разделены, так что между ними нет прямого электрического соединения. Этот тип трансформатора может быть использован, когда невозможно или нецелесообразно выполнить прямое соединение между рамой или шасси оборудования и заземлителем.
Нэком требует, чтобы все электрическое оборудование было заземлено, но существуют различные способы выполнения этого требования в зависимости от конкретных обстоятельств. При подключении глухозаземленной нейтральной точки важно выбрать метод, который наилучшим образом обеспечит безопасность и надежность в случае электрической неисправности.
Интересно! Как соединять розетки
Достоинства и недостатки глухозаземленной нейтрали
Достоинства и недостатки глухозаземленной нейтральной точки были источником многочисленных дебатов в электротехническом сообществе. Нейтральная точка — это точка в электрической системе, где заземление намеренно отключено от остальной части. Это может быть сделано по разным причинам, но наиболее распространенной является повышение безопасности устройства.
Существует два основных аргумента в пользу того, что заземление выгодно. Первый — это повышение безопасности за счет снижения риска поражения электрическим током. Если в системе возникнет неисправность, ток не будет протекать через заземление в землю, что потенциально может привести к летальному исходу. Второй аргумент — повышение надежности системы за счет предотвращения возникновения контуров заземления. Контуры заземления могут возникать при наличии нескольких точек в системе, и они могут вызвать проблемы с целостностью сигнала и качеством питания. Отсоединение заземления позволяет предотвратить появление таких петель.
Существуют также два основных аргумента против использования заземления. Первый заключается в том, что это повышает риск возгорания. При коротком замыкании ток будет протекать по любому пути, который он сможет найти, в том числе и через горючие материалы, такие как дерево или бумага. Это может привести к пожарам, которые в противном случае не возникли бы. Второй аргумент против заключается в том, что они могут увеличить электромагнитные помехи (ЭМИ). Это связано с тем, что токи, проходящие через воздух, создают магнитные поля, а они могут создавать помехи для электронного оборудования.
Решение о том, использовать или нет, должно приниматься в каждом конкретном случае. В целом, глухозаземленную нейтраль следует использовать только при наличии веских причин, таких как повышение безопасности или надежности.
