Прочная система Wye
Прочно заземленная система является наиболее распространенной системой и является одной из самых универсальных. Наиболее часто используемой конфигурацией является твердое заземление, потому что оно будет поддерживать однофазные нагрузки от фазы к нейтрали.
Обзор надежных заземляющих систем Wye и Delta (фото: форум Майка Холта)
Схема прочного заземления системы звёзд может быть показана с учетом нейтральной клеммы от устройства системы змеевика для заземления. Это показано на рисунке 1 ниже.
Рисунок 1 - Соотношение и отношения системы с твердой основой заземления
Можно отметить несколько пунктов, относящихся к рисунку 1.
Во-первых, напряжение системы относительно земли фиксируется напряжением намотки фазы к нейтрали. Поскольку части энергосистемы, такие как рамы оборудования, заземлены, а остальная часть среды по существу также находится в потенциале земли, это имеет большие последствия для системы.
Это означает, что уровень изоляции между линиями и землей должен быть настолько большим, как напряжение между фазами, которое составляет 57, 7% от межфазного напряжения. Это также означает, что система менее восприимчива к переходным процессам фаз-земля. Во-вторых, система подходит для подачи линейно-нейтральных нагрузок.
Работа однофазной нагрузки, подключенной между одной фазой и нейтралью, будет одинаковой на любой фазе, так как величины фазового напряжения равны.
Эта система очень распространена, как на уровне использования 480 Y / 277 V, так и 208 Y / 120 V, а также на большинстве систем распределения полезности.
В то время как прочно заземленная система звёзд - самая распространенная система с заземлением, конструкция уайя - не единственное устройство, которое может быть сконфигурировано как прочно заземленная система.
Прочная система Delta
Дельта-система также может быть заземлена, как показано на рисунке 2 ниже. По сравнению с прочно заземленной системой зычков на фиг. 1 это устройство заземления системы имеет ряд недостатков. Напряжения фазы к земле не равны, поэтому система не подходит для однофазных нагрузок. И без правильной идентификации фаз существует риск шока, поскольку один проводник, B-фаза, заземлен и может быть неправильно идентифицирован.
Эта схема больше не используется, хотя существует несколько объектов, где используется эта схема.
Рисунок 2 - Расположение и зависимость отношения треугольной системы треугольника
Однако дельта-компоновку можно сконфигурировать другим способом, однако это имеет смысл в качестве системы с твердым покрытием. Эта схема показана на рисунке 3. Хотя расположение на фиг. 3 не может показаться на первый взгляд имеющим достоинства, можно видеть, что эта система подходит как для трехфазных, так и для однофазных нагрузок, при условии, что однофазные и трехфазные кабели нагрузки сохраняются отдельно друг от друга.
Это обычно используется для небольших служб, для которых требуется как двухфазный, так и 1 20/240 В переменного тока с напряжением 240 В переменного тока.
Обратите внимание, что напряжение фазы А на землю составляет 173% от фазы В и С на землю. Это устройство требует, чтобы обмотка BC имела центральный кран.
Рисунок 3 - Расположение и напряжение в системе Delta System с централизованным касанием
Ошибка заземления
Общей характеристикой всех трех прочно заземленных систем, показанных здесь, и прочно заземленных систем в целом является то, что короткое замыкание на землю приведет к протеканию большого количества тока короткого замыкания.
Это условие известно как замыкание на землю и показано на рисунке 4. Как видно из рисунка 4, напряжение на поврежденной фазе подавляется, и большой ток протекает в неисправной фазе, поскольку импеданс фазы и ошибки мал.
Напряжение и ток на двух других фазах не влияют. Тот факт, что прочно заземленная система будет поддерживать большой ток замыкания на землю, является важной характеристикой заземления этого типа и влияет на дизайн системы. По статистике, 90-95% всех коротких замыканий системы являются ошибками заземления, поэтому это важная тема.
Рисунок 4 - Система с твердым заземлением с замыканием на землю на фазе А
При возникновении замыкания на землю на прочно заземленной системе необходимо устранить неисправность как можно быстрее. Это является основным недостатком прочно заземленной системы по сравнению с другими типами заземления системы.
Прочно заземленная система очень эффективна для уменьшения вероятности переходных процессов напряжения между землей.
Однако для этого система должна быть эффективно заземлена. Одним из показателей эффективности заземления системы является отношение имеющегося тока замыкания на землю к имеющемуся трехфазному току короткого замыкания. Для эффективно заземленных систем это соотношение обычно составляет не менее 60%.
Большинство коммунальных систем, которые обеспечивают обслуживание коммерческих и промышленных систем, прочно обоснованы. Типичная практика использования заключается в том, чтобы заземлить нейтраль во многих точках, как правило, на каждом полюсе, создавая многополюсную нейтральную систему. Поскольку отдельный заземляющий проводник не работает с питающей магистралью, сопротивление земли ограничивает циркулирующие токи заземления, которые могут быть вызваны заземлением этого типа.
Поскольку в коммерческом или промышленном объекте используются отдельные заземляющие проводники, многоэлектронные нейтрали, не предпочтительные для энергосистем в этих установках из-за возможности циркуляции наземных токов.
Многонациональные нейтралы в юрисдикциях NEC, такие как коммерческие или промышленные объекты, в большинстве случаев фактически запрещены NEC. Вместо этого единственная точка заземления является предпочтительной для этого типа системы, создавая однонаправленную или одноточечную заземленную систему.
В общем, прочно заземленная система является самой популярной, требуется, когда должны поставляться однофазные нагрузки от фазы к нейтрали и имеют самые стабильные характеристики напряжения фаза-земля.
Однако большие токи замыкания на землю, которые этот тип системы может поддерживать, и оборудование, которое это требует, являются недостатком и могут быть помехой для надежности системы.
Ссылка: Заземление системы - Билл Браун, PE, Square D Engineering Services