Низкоомное заземление нейтрали в распредсетях напряжением 6—20 кВ

Page 1
background image

Page 2
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

42

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

Низкоомное заземление 
нейтрали в распредсетях 
напряжением 6—20 кВ

Станислав КУЖЕКОВ, проф. кафедры

 «Электрические станции и электроэнергетические системы» ЮРГТУ (НПИ), д.т.н.

ВВЕДЕНИЕ

Режим нейтрали распределительных электриче-

ских сетей напряжением 6—20 кВ (РЭС) в течение 
многих лет был и остался предметом многочислен-
ных публикаций и дискуссий [1—7]. 

Особенностью РЭС, включая городские электри-

ческие сети, является наличие у применяемого в них 
оборудования достаточно большого запаса электри-
ческой прочности фазной изоляции (относительно 
земли), допускающего работу с увеличенным фаз-
ным напряжением до номинального линейного. По 
этой причине нормативные материалы [8] предписы-
вают использовать режим изолированной нейтрали 
(

I-режим

) для таких сетей в качестве основного. Дан-

ный режим получил исключительно широкое распро-
странение, так как может допускать работу сети с 
однофазным замыканием на землю (ОЗЗ) в течение 
времени, достаточного для поиска повреждённого 
участка, подачи резервного питания на электропри-
ёмники или их отключения вручную.

В сетях с большой ёмкостью фаз в соответствии 

с [8] осуществляется компенсация тока ОЗЗ с по-
мощью дугогасящих реакторов, имеющих в ряде 
случаев автоматическую резонансную настройку 
на ёмкость сети. Данный режим наряду с режимом 
изолированной нейтрали в нашей стране является 
основным. 

Анализ опыта эксплуатации сетей с изолирован-

ной нейтралью и компенсацией ёмкостных токов за-
мыкания на землю, проведённый многими авторами, 
показывает, что удельная повреждаемость элемен-
тов РЭС достаточно велика. Это объясняет причину 
поиска новых режимов нейтрали РЭС, включая рабо-
ту сети с изменяемым при ОЗЗ режимом нейтрали.

Наибольшее распространение во многих стра-

нах получили новые режимы работы сети: с высоко-
омным (

R

В

-режим

) и низкоомным (

R

Н

-режим

) рези-

стивными заземлениями нейтрали, снижающими 
перенапряжения при ОЗЗ. При этом заземление 

принято считать высокоомным, если ток в элемен-
те, заземляющем нейтраль, при ОЗЗ близок по 
модулю к ёмкостному току замыкания на землю, 
а низкоомным — если ток в указанном элементе в 
тех же условиях достаточен для срабатывания про-
стейших токовых защит от ОЗЗ. Следует отметить, 
что заземление нейтрали с помощью дугогасящего 
реактора по аналогии с резистивным заземлением 
можно назвать высокоомным индуктивным заземле-
нием (

L

В

-режим

).

Наряду с этим в некоторых странах используется 

режим комбинированного (

L

В

 — R

В

-режим

), а также 

низкоомного индуктивного (

L

Н

-режим

) и эффектив-

ного заземления нейтрали (

G-режим

). Следует от-

метить, что низкоомные резистивное и индуктивное 
заземления нейтрали, как правило, являются крат-
ковременными режимами, в которые сеть перехо-
дит либо на время отключения ОЗЗ, либо на время 
селективного определения места повреждения, в то 
время как высокоомные заземления, включая 

L

В

 — 

R

В

-режим

, являются длительными, в которых сеть 

может работать постоянно. 

Технические решения по резистивному заземле-

нию нейтрали не всегда обеспечивают повышение 
эффективности функционирования кабельной сети. 
В частности, при высокоомном резистивном зазем-
лении нейтрали (

R

В

-режим

), как отмечено в [5], по-

вторные пробои изоляции возникают более часто, 
чем в 

L

В

-режиме

. Использование режима низкоом-

ного резистивного заземления нейтрали (

R

Н

-режим

связано с дополнительными капиталовложениями 
в средства релейной защиты, т.к. необходима уста-
новка специальных чувствительных защит от за-
мыканий на землю. Кроме того, после отключения 
замыкания на землю затруднён быстрый поиск ме-
ста повреждения, так как промышленные указате-
ли тока короткого замыкания не реагируют на токи 
ОЗЗ при низкоомном резистивном заземлении ней-
трали.


Page 3
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

43

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

Повышенные перенапряжения при ОЗЗ могут 

быть снижены не только путём применения спе-
циального режима нейтрали, но и с помощью бы-
стродействующего автоматического шунтирования 
(заземления) повреждённой фазы (АЗФ), однако в 
настоящее время в РФ этот вид автоматики прак-
тически не применяется. Одной из причин этого яв-
ляется несовместимость АЗФ с изолированной ней-
тралью и с компенсацией ёмкостных токов при ОЗЗ, 
обоснованная в [7].

В научно-технической литературе приведены 

различные варианты режимов нейтрали с анализом 
их достоинств и недостатков, однако появившиеся в 
последние годы публикации, посвящённые данной 
проблеме, объясняют необходимость дополнитель-
ного рассмотрения вопроса низкоомного заземле-
ния нейтрали, что является целью этой статьи. 

НИЗКООМНОЕ ЗАЗЕМЛЕНИЕ НЕЙТРАЛИ

Низкоомное резистивное заземление нейтрали 

используется в России (по предложению В.А. Зиль-
бермана [3]) и в Белоруссии [4]. Очевидно, что по 
условию снижения перенапряжений при ОЗЗ до под-
ключения в цепь нейтрали низкоомного элемента це-
лесообразно эксплуатировать сеть с высокоомным 
(

R

В

-режим

) или с комбинированным (

L

В

 — R

В

-режим

заземлением нейтрали. Однако высокоомные рези-
сторы имеют значительные габариты, массу и стои-
мость, что затрудняет их широкое использование. 
Дугогасящие реакторы также не свободны от недо-
статков, что отмечено, например, в [10]. Очевидно, 
что должны быть проведены дополнительные ис-
следования и расчёты по выбору целесообразного 
режима нейтрали, предшествующего подключению 
низкоомного элемента.

Существуют два подхода к осуществлению низ-

коомного заземления нейтрали:
• резистивное заземление, обеспечивающее дей-

ствие токовых защит от ОЗЗ;

• индуктивное заземление, обеспечивающее сра-

батывание при ОЗЗ токовых защит от двойных 
замыканий на землю.

В первом случае речь идёт о дополнительном 

токе, проходящем через нейтраль и превышающем 
ёмкостный ток ОЗЗ примерно в три раза и более. 
Во втором случае уровень дополнительного тока 

I

L

 

должен составлять

,

где 

 

— ток срабатывания защиты от двойных за-

мыканий на землю; 

 — ёмкостный ток замыкания на землю при ОЗЗ.

Возможные режимы эксплуатации систем с низко-

омным заземлением — длительные и кратковремен-
ные. При длительном заземлении дополнительный 
элемент (низкоомные резистор или индуктивность) 
постоянно включён в цепь, соединяющую нейтраль 

с землёй. Применение длительного заземления 
нейтрали по условиям электробезопасности предъ-
являет высокие требования к сопротивлению за-
земляющих устройств РЭС (R

З

 

 0,5 Ом), что эко-

номически нецелесообразно и технически трудно 
реализуется. По указанной причине длительное за-
земление нейтрали на практике не используется и 
далее не рассматривается. При кратковременном 
заземлении дополнительный элемент подключает-
ся при ОЗЗ, например, по факту появления в сети 
значительного напряжения нулевой последователь-
ности. Электробезопасность при этом обеспечива-
ется за счёт быстрого отключения повреждённой ли-
нии или её участка, что позволяет в соответствии с 
ГОСТ 12.1.038 допускать повышенные значения на-
пряжения прикосновения по сравнению с длительно 
допустимыми значениями. 

В этом случае можно говорить об изменяемом 

при ОЗЗ режиме нейтрали. 

Вариантами данного режима являются: 

•  автоматическое отключение повреждённых при-

соединений при ОЗЗ простейшими защитами от 
замыканий на землю и фиксация повреждённого 
участка с помощью указателей прохождения тока 
короткого замыкания (УТКЗ);

•  обеспечение срабатывания УТКЗ путём кратко-

временного низкоомного индуктивного или рези-
стивного заземления нейтрали без автоматиче-
ского отключения повреждённых присоединений. 
Во втором варианте при наличии в сети УТКЗ 
повреждённый участок с ОЗЗ выявляется опера-
тивным персоналом в кратчайший срок. В этом 
случае целесообразен дальнейший перевод сети в 

R

В

-режим

 или 

L

В

 — R

В

-режим

Развитием второго варианта является автома-

тическое селективное отключение повреждённых 
участков магистральных линий и автоматическое 
восстановление электропитания отключённых потре-
бителей путём использования информации от УТКЗ.

Оснащение РЭС высокочувствительными УТКЗ, 

срабатывающими при токе нулевой последователь-
ности, в несколько раз превышающем ёмкостный 
ток замыкания на землю (при наличии отстройки от 
бросков указанного тока в переходном режиме или 
построенных на направленном принципе), упрощает 
поиск места ОЗЗ и снижает остроту вопроса обеспе-
чения электробезопасности при низкоомных зазем-
лениях нейтрали. 

В настоящее время в основном получило рас-

пространение кратковременное низкоомное рези-
стивное заземление нейтрали. Вместе с тем крат-
ковременное низкоомное индуктивное заземление 
нейтрали применялось в Германии (г. Франкфурт-
на-Майне, ограниченный ток однофазного коротко-
го замыкания (КЗ) 800 А; г. Ганновер, ограниченный 
ток однофазного КЗ 825 А). 


Page 4
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

44

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

Рис. 1. Фрагмент участка кабельной сети 

напряжением 10 кВ

Т

ТП

2

ТП

1

РП

1

РП

2

ЦП

C1

W2

W1

Q8

Q9

Q7

Q6

Q5

Q4

Q3

Q2

Q1

W4

W3

Низкоомное индуктивное заземление нейтрали 

практически не имеет затруднений с обеспечением 
термической стойкости индуктивности, так как поте-
ри активной мощности и энергии в указанном эле-
менте пренебрежимо малы по сравнению с резисто-
ром того же назначения. В этих условиях резистор, 
аккумулируя тепловую энергию, не может включать-
ся при частых ОЗЗ, интервалы времени между кото-
рыми сравнимы с постоянной времени охлаждения 
резистора.

В работах специалистов по режимам нейтрали, 

например [2], сформулированы критерии их сопо-
ставления, заключающиеся в следующем:
•  возможность развития повреждений и износ обо-

рудования при ОЗЗ;

• надёжность 

электроснабжения;

• возможность 

возникновения 

феррорезонансных 

и 

резонансных процессов;

• условия 

электробезопасности;

• сложность выполнения устройств селективной 

защиты, сигнализации и определения места 
повреждения (ОМП).

Подробное сопоставление режимов нейтрали по 

указанным критериям представляет собой самосто-
ятельную задачу и выходит за рамки данной статьи.

НИЗКООМНОЕ ИНДУКТИВНОЕ 

ЗАЗЕМЛЕНИЕ НЕЙТРАЛИ

 В 2008 г. сотрудниками Пятигорских электриче-

ских сетей (генеральный директор — В.А. Хнычев) и 
ЮРГТУ (НПИ) при участии автора статьи на участке 
электрической сети напряжением 10 кВ г. Пятигорска 
был внедрён режим кратковременного низкоомного 
индуктивного заземления нейтрали. В соответствии 
с этим предложением на распределительном пункте 
сети был устанавлен силовой трансформатор со схе-
мой соединения «звезда — треугольник». Нейтраль 

обмотки, соединённой в звезду, заземлена. Указан-
ный трансформатор подключается выключателем к 
источнику питания при ОЗЗ, т.е. при появлении на 
шинах питания напряжения нулевой последователь-
ности 

. Подключение трансформатора переводит 

сеть из 

L

В

-режима

 в 

L

Н

-режим

, т.е. режим низкоом-

ного индуктивного заземления нейтрали. Значение 
тока однофазного замыкания на землю в 

L

Н

-режиме

 

достаточно для срабатывания усовершенствованных 
указателей тока короткого замыкании. Следует под-
черкнуть, что использование УТКЗ в данном режиме 
нейтрали электрической сети является эффективным 
средством для быстрого отыскания участка электри-
ческой сети с ОЗЗ и последующего восстановления 
электроснабжения. 

Токи ОЗЗ в 

L

Н

-режиме

 отключаются автомати-

чески действием существующих достаточно грубых 
устройств релейной защиты, реагирующих на токи 
нулевой последовательности. Время существования 

L

Н

-режима 

не превышает 0,3 с, что обеспечивается 

автоматическим отключением специального транс-
форматора от источника питания по истечении мак-
симально допустимого времени по условию элек-
тробезопасности по ГОСТ 12.1.038. Уровень тока 
получающегося при этом однофазного КЗ с ограни-
ченным током и продолжительность режима 

L

Н

-сети

 

определяются условиями электробезопасности. 
В частности, при продолжительности режима не бо-
лее 0,08 с напряжение прикосновения на контурах 
заземления электроустановок до 1 кВ не должно 
превышать 550 В. 

 Специальные трансформаторы могут быть под-

ключены к шинам подстанций — центров питания,  
а также к шинам распределительных пунктов (РП) 
городских электрических сетей. Последнее обстоя-
тельство предъявляет дополнительные требования к 
релейной защите электрической сети. 

 На рис. 1 приведён фрагмент участка ка-

бельной сети, включающей в себя подстан-
цию энергоснабжающей организации — 
центр питания (ЦП). К секции шин 6—10 кВ 
С1 ЦП с помощью питающей кабельной ли-
нии W1 и выключателей Q2, Q5 подключе-
на секция шин распределительного пункта 
РП1 (с целью упрощения показана только 
одна секция шин РП1). К С1 подключена 
также питающая линия W2 к другому РП 
— РП2 с выключателями Q3, Q6. Секцион-
ный выключатель Q4 на ЦП нормально от-
ключён. К шинам РП1 через выключатели 
Q7, Q8 подключены распределительные 
линии W3, W4 c трансформаторными под-
станциями ТП1 и ТП2. К шинам РП1 через 
нормально отключённый выключатель Q9 
подключён специальный заземляющий 
трансформатор Т. 


Page 5
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

45

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

Рис. 2. Токораспределение по элементам участка сети 10 кВ при ОЗЗ на КЛ, подключённой к шинам 

со специальным заземляющим трансформатором (а) и к центру питания (б)

а

)

б

)

Защита и автоматика специального трансформа-

тора:
•   должна обеспечивать автоматическое включение 

трансформатора по напряжению 3

U

0

;

• должна обеспечивать автоматическое отклю-

чение трансформатора по истечении заданной 
выдержки времени;

•  должны также иметься устройства защиты, пред-

усмотренные ПУЭ;

• при  необходимости  должны  осуществляться 

функции автоматического повторного включения 
(АПВ).

Защита и автоматика, действующая на вводной 

выключатель Q5 РП1:


Page 6
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

46

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

S

ном.т

, кВА

63

100

250

400

560

630

1000

I

(1)

к.пред

, А

219

347

868

1388

1943

2186

3470

Табл. 1. Значения I

(1)

к.пред

Рис. 3. Расчётная схема участка сети 10 кВ 

Рис. 4. Комплексная схема замещения участка сети 

10 кВ при ОЗЗ

•  с выдержкой времени должна действовать на 

отключение выключателя Q5 при ОЗЗ на линии 
W1;

•  должна сформировать команду на отключение 

выключателя Q5 по истечении заданного времени 
при существовании режима 

L

н

-сети

 (на случай 

отказа в отключении выключателя Q9).

Защита питающей линии W1, установленная в 

ЦП и действующая на отключение выключателя Q2, 
должна обладать свойством изменения чувствитель-
ности при наличии на шинах ЦП напряжения 

 Это 

требование предъявлено для обеспечения отклю-
чения выключателя Q2 при ОЗЗ на W1, так как при 
этом по трансформаторам тока фаз защиты прохо-
дят 2/3, 1/3 и 1/3 от тока повреждения в 

L

н

-

режиме 

(рис. 2а и 2б). 

Защиты распределительных линий (W3, W4, W5, 

W6) должны быть выполнены в виде токовых отсе-
чек нулевой последовательности, а остальных пи-
тающих линий, кроме W1 (например W2), — в виде 
токовых отсечек нулевой последовательности с вы-
держкой времени.

К защитам вводного (Q1) и сек-

ционного (Q4) выключателей ЦП 
специальные требования не предъ-
являются. Защита секционного 
выключателя РП1 (на рис. 1 этот 
выключатель не показан) должна об-
ладать теми же свойствами, как и у 
вводного выключателя на секцию 
шин РП1.

Расчётная схема участка с ОЗЗ в 

L

Н

-

режиме

 (рис. 3) включает в себя 

ЭДС источника питания на ЦП, экви-
валентные сопротивления системы 
и питающей линии, силовой транс-
форматор со схемой соединения 
«звезда с заземлённой нейтралью 
— треугольник», а также сопротив-
ления отходящей линии, причём в 
цепь протекания тока ОЗЗ должны 
входить сопротивления заземления 
РП и растеканию тока в точке замы-
кания на землю. 

На основе расчётной схемы со-

ставлена комплексная схема заме-
щения указанного участка при ОЗЗ 
(рис. 4).

Значения предельно возможного 

тока однофазного КЗ с ограничен-
ным током 

 

приведены в табл. 1.

Следует отметить, что в расчё-

те I

(1)

к.пред

 не учтены индуктивные и 

активные сопротивления питающей 
системы (включая силовой транс-

форматор ЦП), питающей линии (W1) и активные 
сопротивления заземления РП и растеканию тока 
ОЗЗ, которые уменьшают уровень тока КЗ, особен-
но при наличии воздушных линий. Для выполнения 
более точных расчётов была разработана математи-
ческая модель режима на базе программного ком-
плекса 

Matlab

Предложенный режим кратковременного низко-

омного индуктивного заземления нейтрали электри-
ческой сети напряжением 6—20 кВ логически замы-
кает совокупность режимов нейтрали таких сетей, 
что представлены в табл. 2.

АНАЛИЗ L

H

-РЕЖИМА И ОПЫТА 

ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ

При разработке и анализе опыта эксплуатации 

L

Н

-режима

 были приняты во внимание следующие 

обстоятельства.

1. В Пятигорских электрических сетях преимуще-

ственно используется кабельная сеть (КЛ 6—10 кВ — 
400 км, ВЛ 6—10 кВ — 65 км). Все заземляющие 
устройства трансформаторных подстанций (ТП) го-


Page 7
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

47

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

Наименова-
ние режима 

нейтрали

I-режим

R-режим

L-режим

R

B

-режим

R

H

-режим

L

В

-режим

L

Н

-режим

Харак-

теристика 

режима 

нейтрали

Нейтраль 

изолирована

Следует учитывать 

невысокую термическую 

стойкость резисторов

ОЗЗ отключается 

быстродействую-

щей токовой 

защитой нулевой 

последователь-

ности. Следует 

учитывать невы-

сокую термиче-

скую стойкость 

резисторов

Требуется специальная 

автоматика настройки 

ДГР

 

Необходимо 

учитывать 

возможность 

выноса 

потенциала 

в сеть 

напряжением 

до 1 кВ

Примечание:

 

Табл. 2. Совокупность режимов нейтрали распределительных электрических сетей 

напряжением 6—20 кВ

рода объединены в общую сеть посредством болто-
вого соединения заземляющих поводков оболочек 
КЛ 6—10 кВ, а также нулевых проводников КЛ 0,4 
кВ. Благодаря этому сопротивление каждого зазем-
ляющего устройства (ЗУ) ТП не превышает 0,5 Ом. 

Исключение составляют ЗУ опор ВЛ 6—10 кВ, 

которые имеют значительно большее сопротивле-
ние (R<10 Ом) и не имеют металлической связи с 
другими ЗУ. Однако при возникновении ОЗЗ на ВЛ 
практически полностью исключается возможность 
поражения шаговым напряжением (из-за быстрого 
отключения ОЗЗ) и возникновения двойного одно-
фазного замыкания на землю, ток при котором до-
стигает нескольких кА.

Вместе с тем с целью уменьшения выноса потен-

циала на воздушных линиях целесообразна подве-
ска четвёртого (заземляющего) провода, соединяю-
щего концы оболочек кабельных линий. 

2. Обработка многих осциллограмм, полученных с 

помощью регистратора АУРА за четыре года эксплуа-
тации, позволила установить значение коэффициента 
замыкания на землю в указанном режиме (трансфор-
матор для заземления нейтрали имеет номинальную 
мощность 400 кВА) порядка 1,5. Поэтому в соответ-
ствии с нормами сеть в режиме 

L

Н

-

сети 

не является 

сетью с эффективно заземлённой нейтралью.

Необходимо также учитывать, что для срабаты-

вания усовершенствованных УТКЗ достаточна мощ-
ность трансформатора для заземления нейтрали 
меньше, чем 400 кВА, например 160 кВА. При этом 
значение коэффициента замыкания на землю ока-
зывается выше 1,5.

Следует отметить, что при наличии специаль-

ных высокочувствительных устройств для фиксации 
ОЗЗ на участках магистральных линий [9] требуемая 
мощность силового трансформатора для осущест-
вления 

L

Н

-

режима 

может быть существенно сниже-

на, что улучшает условия электробезопасности.

3. Время существования 

L

Н

-режима

 практически 

не превышает 0,08 с, что определяется временем 
срабатывания усовершенствованных УТКЗ. При 
этом в соответствии с ГОСТ 12.1.038 нормируемая 
величина напряжения прикосновения составляет 
550 В. Значение тока в 

L

Н

-

режиме 

составляет 800 А 

(что превышает фактические данные), получаем, 
что напряжение прикосновения составляет 400 В, 
что меньше допустимого значения.

После истечения указанного выше отрезка вре-

мени трансформатор для заземления нейтрали ав-
томатически отключается (если не предусмотрено 
действие защит от однофазных замыканий на зем-
лю на отключение). 

4. Применение кратковременного индуктивного 

заземления нейтрали объясняется во многом нали-
чием неиспользуемых маломощных силовых транс-
форматоров на предприятии электрических сетей и 
наличием в электрической сети УТКЗ. Кроме того, 
указанные трансформаторы в отличие от резисто-
ров по условиям термической стойкости допускают 
повторные включения при ОЗЗ. 

5. Прохождение тока порядка 500—800 А через 

место повреждения зачастую приводило к созданию 
устойчивого металлического контакта между фазой 
и оболочкой КЛ. В результате исключалась возмож-


Page 8
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

48

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

ность появления дуго-
вых перенапряжений и 
при определении ме-
ста повреждения КЛ не 
было необходимости в 
применении прожига 
дефектной изоляции.

6. Исключение двой-

ных замыканий на зем-
лю и соответственно прохождение тока двойного за-
мыкания на землю по заземляющим устройствам, 
естественным заземлителям, оболочкам кабелей су-
щественно снижают остроту проблемы выноса потен-
циала, о которой говорится в [12] в связи с анализом 

L

Н

-режима

. Кроме того, исключение двойных замы-

каний на землю снижают вероятность термического 
повреждения кабельных муфт и концевых заделок.

Оснащение электрических сетей высокочувстви-

тельными УТКЗ, срабатывающими в 

L

Н

-

режиме

, при 

наличии выключателей нагрузки с автоматическими 
приводами, действующими на отключение и включе-
ние, даёт возможность без отключения магистраль-
ных линий силовыми выключателями селективно 
отключать при ОЗЗ повреждённые участки линий и 
без перерыва электропитания осуществлять пере-
вод потребителей на резервные источники.

Благодаря внедрению 

L

Н

-режима

 за четыре года 

эксплуатации на участке Пятигорских электрических 
сетей не отмечено ни одного случая многоместных 
(двойных) замыканий на землю, приводящих к от-
ключению нескольких присоединений. Хотя в це-
лом число автоматических отключений несколько 
возросло (примерно на 5—10%), среди них нет ни 
одного случая, создавшего для диспетчерской или 
кабельной службы форс-мажорные обстоятельства 
по обеспечению электроснабжения. За весь период 
эксплуатации (с 2008 г.) не зафиксировано ни одно-
го отказа автоматики и защиты трансформатора, 
создающего искусственную нулевую точку.

Кроме того, благодаря проведённой работниками 

электрических сетей работе по повышению чувстви-
тельности УТКЗ и созданию системы передачи сиг-
налов об их срабатывании по оптоволоконной линии 
связи существенно облегчилась работа по выявле-
нию участков линий с ОЗЗ. 

ЗАМЕЧАНИЯ ОБ УСЛОВИЯХ 

ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОЗЗ 

В СУЩЕСТВУЮЩИХ РЭС

В существующих электрических сетях напряже-

нием 6—20 кВ, функционирующих в соответствии с 
предписанными ПУЭ режимами нейтрали, а также 
с высокоомным резистивным её заземлением, при 
двойных замыканиях на землю с токами (2—4) кА 
расчётное напряжение прикосновения даже при 
сопротивлении заземления, равном 0,5 Ом, значи-
тельно превышает допустимое значение в течение 

времени отключения 
КЗ. Очевидно, что 
условия электробезо-
пасности по условию 
напряжения прикосно-
вения в такой сети не 
обеспечены. 

Особо опасными 

являются напряжения 

прикосновения при двойных замыканиях на землю 
через железобетонные и металлические опоры ВЛ 
сетей с изолированной нейтралью, компенсаци-
ей ёмкостного тока замыкания на землю и рези-
стивным заземлением нейтрали на ВЛ 6—10 кВ. 
Следует отметить, что в 

L

Н

-

режиме 

уровень тока 

однофазного КЗ с ограниченным током ниже тока 
двойного замыкания на землю по крайней мере в 
2—4 раза и соответственно ниже уровень напряже-
ния прикосновения. С учётом быстрого отключения 
повреждённого присоединения или заземляющего 
трансформатора можно говорить о более высокой 
электробезопасности 

L

Н

-

режима 

по сравнению с су-

ществующей практикой.

В этих условиях при высоком значении сопротив-

лений заземления опор ВЛ в сетях с используемыми 
в соответствии с ПУЭ режимами нейтрали возмож-
но несрабатывание защиты от двойных замыканий 
на землю со всеми вытекающими последствиями по 
условиям электробезопасности. Указанное обстоя-
тельство вызывает вопрос о необходимости обеспе-
чения чувствительности защиты от двойных замы-
каний на землю, если одна или обе точки замыкания 
находятся на опорах ВЛ.

Особое беспокойство должны вызывать условия 

электробезопасности при обрыве провода ВЛ и па-
дении его на землю, особенно в населённых пунктах, 
о чём говорят факты гибели людей и животных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приведённые в данной статье материалы не пре-

тендуют на исчерпывающее решение проблемы вы-
бора оптимального режима нейтрали. Они в первую 
очередь должны ознакомить читателей с особенно-
стями низкоомного заземления нейтрали в РЭС и 
пояснить причины применения низкоомного индук-
тивного её заземления.

Очевидно, что оптимальный режим нейтрали или 

оптимальная совокупность указанных режимов мо-
гут потребовать совершенствования силового ком-
мутационного оборудования, в частности, использо-
вания выключателей нагрузки с автоматическими 
приводами и вторичных систем (релейной защиты, 
сигнализации о месте ОЗЗ, автоматики, телемеха-
ники и диспетчерского управления с соответствую-
щими каналами связи) при безусловном выполнении 
требований электробезопасности и экономической 
эффективности. 


Page 9
background image

«КАБЕЛЬ-news», № 6, 2013, www.kabel-news.ru

49

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

ЛИТЕРАТУРА

 

1.  Вильгейм Р., Уотерс М. Заземление нейтрали в 

высоковольтных системах. — М.: Госэнергоиз-
дат, 1959, 415 с. 

2.  Сирота И.М., Кисленко С.П., Михайлов А.М. Ре-

жимы нейтрали электрических сетей. — Киев: 
Наукова думка, 1985, 264 с.

3.  Зильберман В.А., Эпштейн И.М., Петрищев А.С., 

Рождественский Г.Г. Влияние способа зазем-
ления нейтрали сети собственных нужд блока 
500 МВт на перенапряжения и работу релейной 
защиты. — Электричество, 1987, № 12, с. 52—56.

4.  Глушко В., Ямный О., Ковалёв Э., Бохан Н. Бе-

лорусские сети 6—35 кВ переходят на режим 
заземления нейтрали через резистор. Новости 
Электротехники, 2006, № 3 (39), с. 37—40.

5. Миронов И.А. Проблема выбора режимов за-

земления нейтрали в сетях 6—35 кВ. — Электро, 
2006, № 5, с. 32—36.

6.  Челазнов А.А. Методические указания по выбору ре-

жима заземления нейтралей в сетях напряжением 
6—10 кВ. — Энергоэксперт, 2007, № 1, с. 60—67.

7.  Лихачев Ф.Ф. Замыкания на землю в сетях с 

изолированной нейтралью и с компенсацией 
ёмкостных токов. — М.: Энергия, 1971, 152 с. 

8. Правила устройства электроустановок. Раздел 

1. Общие правила. — 7-е изд. — М.: Изд-во НЦ 
ЭНАС, 2003 г., 176 с.

9.  Альберто Черретти, Джорджо Ди Лембо и др. Авто-

матическое отключение КЗ на сетях среднего на-
пряжения с нейтралью, подключённой к заземлению 
через полное сопротивление. CIRED. 17-я Междуна-
родная конференция по распределению электро-
энергии. Барселона, 12—15 мая, 2003 г., 8 с.

10. Фишман В. Универсальное решение по заземле-

нию нейтрали пока не найдено. Новости электро-
техники, 2003, № 6, с. 36—38. 

11. Кужеков С.Л., Хнычев В.А., Корогод А.А. и др. 

Предотвращение многоместных повреждений ка-
бельных линий 6—10 кВ средствами релейной за-
щиты и электроавтоматики // Релейная защита и 
электроавтоматика энергосистем: сборник докла-
дов XX конференции, Москва: Научно-инженерное 
информационное агентство, 2010, с. 259—263.

12. Фишман В. Регулирование режима заземления 

нейтрали в сетях 6—35 кВ с использованием прин-
ципов Smart Grid. Новости электротехники, 2012, 
№ 5, с. 42—47.

13. Манилов А., Барна А. ОЗЗ в сетях 6—10 кВ с 

комбинированным заземлением нейтрали. Спо-
соб обеспечения чувствительности защит. Ново-
сти электротехники, 2012, № 5, с. 42—47.

Издательство  журнала «ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и 

распределение» выпустило книгу академика РАЕН, 

профессора Владимира Абрамовича Непомнящего


Читать онлайн

Приведённые в данной статье материалы должны ознакомить читателей с особенностями низкоомного заземления нейтрали в РЭС и пояснить причины применения низкоомного индуктивного заземления.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»