Устройства контроля, защиты и поиска при однофазных замыканиях на землю

В сетях напряжением 6-20 кВ, работающих с изолированной нейтралью или в режиме компенсации емкостного тока, однофазные замыкания на землю составляют от 60 до 92% всех повреждений и отыскание этих повреждений без специальных устройств весьма затруднительно, связано с большими затратами, а также невозможностью практически визуально обнаружить повреждение, например, поврежденный изолятор. С помощью стационарных устройств эту задачу трудно решить из-за большой разветвленности этих сетей, поэтому в настоящее время широко стали использовать переносные приборы.

Однофазным замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью называется повреждение, вызванное пробоем изоляции одной из фаз сети по отношению ж земле и сопровождающееся протеканием токов, обусловленных наличием распределенной емкостной утечки с двух неповрежденных фаз на землю.

В соответствии с ПУЭ сети от 3 до 35 кВ включительно относятся к сетям с изолированной или компенсированной нейтралью, т.е. к сетям с малыми токами замыкания на землю.

Для сетей 10 кВ ток однофазного замыкания на землю не должен превышать 20 А. Электроснабжение при однофазном замыкании на землю может продолжать осуществляться до его отыскания и подключения потребителей к другому источнику питания. При этом оперативный персонал должен немедленно приступить к поиску места повреждения и устранить его в кратчайшие сроки. Для определения поврежденной линии (направления) используются специальные устройства защиты, которые устанавливаются на подстанциях 35-110/10 кВ и действуют, как правило, на сигнал, на отключение защиты действуют только в том случае, когда это требуется по условиям техники безопасности (на линиях, питающих передвижные подстанции и механизмы торфопредприятий и шахт и т.п.). Эти защиты должны быть селективными, то есть определять именно поврежденную линию (или направление). В связи с тем, что томи однофазного замыкания на землю в воздушных сетях 10 кВ очень малы, эти замыкания часто происходят через переходное сопротивление, снижающее значение токов нулевой последовательности, по сравнению с металлическим замыканием (переходное сопротивление, в месте замыкания равно нулю) выполнить такую защиту сложно.

Нарушения изоляции в трехфазных электрических сетях с изолированной нейтралью, приводящие к однофазным замыканиям на землю, представляют повышенную опасность для людей и животных, а также вызывают перенапряжения в сети. Величины перенапряжений в сетях 6-10 кВ могут достигать 3,5 Uном, поэтому поврежденную фазу необходимо контролировать.

В настоящее время в сельских воздушных электрических сетях 10 кВ из серийно выпускаемых промышленностью применяются защиты типа ИЗС 33П-1М и [16]. - Кроме того, наряду с этими или другими селективными защитами для контроля изоляции используется устройство, включенное на напряжение нулевой последовательности пятистержневого трансформатора напряжения типа НТМИ к третьей обмотке трансформатора, соединенной по схеме разомкнутого треугольника. Это устройство контроля изоляции фиксирует появление замыкания на землю в любой сети и действует на сигнал. Допускается производить поочередное отключение отходящих от подстанций линий в случае отсутствия на линиях 10 кВ селективных защит от однофазных замыканий на землю, при этом устройство контроля изоляции не действует на сигнал.