Низкоомное заземление нейтрали в распредсетях напряжением 6—20 кВ

Page 1

Page 2

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

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 (

-режим

) и низкоомным (

-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 (

-режим

Наряду с этим в некоторых странах используется

режим комбинированного (

— R

-режим

), а также

низкоомного индуктивного (

-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

—

-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 (

-режим

), как отмечено в [5], по-

вторные пробои изоляции возникают более часто,
чем в

-режиме

. Использование режима низкоом-

ного резистивного заземления нейтрали (

-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

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

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
(

-режим

) или с комбинированным (

— R

-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

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



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

-режим

или

— R

-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

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

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

Рис. 1. Фрагмент участка кабельной сети

напряжением 10 кВ

ТП

РП

ЦП

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

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

-режима

-режим

, т.е. режим низкоом-

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

-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

-режиме

отключаются автомати-

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

-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

-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

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

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)

)

Защита и автоматика специального трансформа-

тора:
• должна обеспечивать автоматическое включение

трансформатора по напряжению 3

;

• 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

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

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

ном.т

, кВА

100

250

400

560

630

1000

(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

-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

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

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

-РЕЖИМА И ОПЫТА

ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ

При разработке и анализе опыта эксплуатации

-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

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

Актуально

ÊÀÁÅËÜÍÛÅ ËÈÍÈÈ

Наименова-
ние режима

нейтрали

I-режим

R-режим

L-режим

-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

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

режима

может быть существенно сниже-

на, что улучшает условия электробезопасности.

3. Время существования

-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

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

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

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

-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

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

-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

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

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

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

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

Оригинал статьи: Низкоомное заземление нейтрали в распредсетях напряжением 6—20 кВ

Читать онлайн

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