Qu'est-ce qui est neutre isolé et où est-il utilisé?

Actuellement, un neutre isolé est difficile à trouver dans la vie de tous les jours, vous ne le rencontrerez jamais si vous faites du câblage dans les appartements. Alors que les lignes à haute tension, il est activement utilisé, ainsi que dans certains cas dans les réseaux 380V. Nous vous en dirons plus sur ce qu'est un réseau neutre isolé et sur ses fonctionnalités en termes simples dans cet article.

Qu'est ce que c'est

La définition de «neutre isolé» est donnée dans chapitre 1.7. PUE, au point 1.7.6. et GOST R 12.1.009-2009. Où il est dit qu'isolé est le neutre du transformateur ou du générateur, pas du tout connecté au dispositif de mise à la terre, ou lorsqu'il est connecté par des dispositifs de protection, de mesure et de signalisation.

Le neutre est le point auquel les enroulements des transformateurs ou des générateurs sont connectés lorsqu'ils sont allumés selon le schéma "en étoile".

Chez les électriciens, il existe une idée fausse selon laquelle le nom abrégé de neutre isolé est Système informatique, selon la classification de la clause 1.7.3. Ce qui n'est pas entièrement vrai. Le même paragraphe indique que les désignations TN-C / C-S / S, TT et IT sont acceptées pour les réseaux et les installations électriques avec une tension jusqu'à 1 kV.

Dans le même chapitre 1.7 de l'EIC, il y a la clause 1.7.2. où il est dit qu'en ce qui concerne les mesures de sécurité électrique, les installations électriques sont divisées en 4 types - isolées ou de mise à la terre jusqu'à 1 kV et supérieures à 1 kV.

Ainsi, il existe certaines différences dans la sécurité et l'application d'un tel réseau dans différentes classes de tension et il est au moins incorrect d'appeler une ligne 10 kV avec un "système informatique" neutre isolé. Bien que schématiquement - presque le même.

Dans les réseaux jusqu'à 1 kV

Informations générales

Voyons où, comment et dans quels cas ils utilisent un neutre isolé dans les installations électriques avec une tension allant jusqu'à 1000 V, le soi-disant système informatique. Dans le chapitre 1.7 du PUE. Section 1.7.3. une définition similaire à celle donnée ci-dessus est donnée, mais elle est quelque peu différente. Il indique que les boîtiers et autres parties conductrices des systèmes informatiques doivent être mis à la terre. Considérez à quoi cela ressemble dans le diagramme.

Comme le neutre du transformateur du réseau informatique n'est pas connecté à la terre, en termes simples, nous n'avons pas de différence de potentiel dangereuse entre les fils de terre et de phase. Et toucher accidentellement 1 fil sous tension dans le système informatique est sûr. En raison de la tension relativement faible, la conductivité de phase capacitive est négligée ici.

Dans les réseaux avec neutre isolé, il n'y a pas de phase prononcée et zéro - les deux conducteurs sont égaux.

Le courant traversant le corps humain est égal à:

Je_h = 3U_f/ (3r_h+ z)

U_f - tension de phase; r_h - résistance du corps humain (1 kOhm est accepté); z est la résistance d'isolement totale de la phase par rapport au sol (100 kOhm ou plus par phase).

Dans ce cas, le courant revient à la source d'alimentation à travers l'isolation des fils, et non à la terre, comme c'est le cas avec TN.

Puisque la résistance d'isolement est supérieure à 100 kOhm par phase, le courant à travers le corps sera des unités de milliampères, ce qui ne causera aucun dommage.

Une autre caractéristique de ce système est que les courants de fuite vers le boîtier et les courants de court-circuit vers la terre seront faibles. En conséquence, les automatismes de protection (relais ou disjoncteurs) ne fonctionnent pas comme nous en avons l'habitude dans les réseaux avec un neutre mis à la terre. Mais le système de surveillance de la résistance d'isolement fonctionne.

En conséquence, avec un circuit monophasé d'une ligne triphasée, le système continuera de fonctionner. Dans ce cas, la tension sur les deux fils restants augmente par rapport à la terre. Si une personne touche un fil de phase, elle tombe sous tension de ligne.

Dans le cadre d'une telle conception, il n'y a pas deux types de tension dans un réseau à neutre isolé, contrairement à un non mis à la terre, où entre les phases U_linéaire (dans la vie quotidienne 380V), et entre phase et zéro U_phase (220V). Pour connecter une charge monophasée au réseau avec un système informatique avec une tension de 380V, vous pouvez utiliser des transformateurs abaisseur de type 380/220 et connecter les appareils entre les deux phases à une tension linéaire.

Champ d'application

Parlons de l'endroit où une telle solution est utilisée. Ce système d'alimentation électrique était utilisé dans les réseaux électriques domestiques pour transférer de l'électricité aux bâtiments résidentiels à l'époque soviétique. Surtout pour l'électrification des maisons en bois, où lors de l'utilisation d'un neutre mis à la terre, le risque d'incendie dû à des défauts de terre augmentait.

Du point de vue de la sécurité électrique, la différence entre un neutre isolé et un neutre mis à la terre dans l'alimentation électrique des maisons est que si l'un des conducteurs touche les parties conductrices mises à la terre, telles que les raccords muraux ou les conduites d'eau, dans le réseau informatique, le réseau continuera de fonctionner en raison de faibles courants de fuite.

En conséquence, ni les résidents, ni personne d'autre ne seront au courant du problème jusqu'à ce que, pendant que quelqu'un touche l'un des fils et le pipeline, quelqu'un soit choqué.

Dans un système avec un neutre mis à la terre, au moins une protection différentielle fonctionnera et avec un "bon" circuit métallique, le disjoncteur s'ouvrira. Avec le début de la construction en masse de maisons à panneaux (ce qu'on appelle Khrouchtchev), ils l'ont abandonné et dans les années 60-80 sont passés à TN-C, et à la fin des années 90 TN-C-S, sur les raisons lues ci-dessous.

Actuellement, le neutre isolé est utilisé partout où cela est nécessaire pour fournir une sécurité accrue ou s'il n'est pas possible de normaliser échouage, à savoir:

• En mer - sur les navires, les plates-formes pétrolières et gazières, où l'utilisation du corps de la plate-forme comme mise à la terre est impossible en raison de la protection de l'anode, et dans les endroits où le courant circule dans l'eau, il commencera à rouiller et à pourrir intensément.
• Dans les mines et autres sites miniers (avec une tension de 380-660V).
• Dans le métro.
• Sur les circuits d'éclairage et de commande des grues fixes, etc.
• Également dans les générateurs domestiques d'essence, de gaz ou de diesel aux bornes de sortie est un neutre isolé.

Il peut être trouvé non seulement sous la forme que nous avons présentée dans le diagramme ci-dessus, mais également sous la forme de transformateurs abaisseur et d'isolement qui sont utilisés pour alimenter les appareils d'éclairage portables (pas plus de 50V ou 12V PTEEP p. 2.12.6.) Et d'autres équipements ou outils, y compris ceux avec lesquels ils travaillent dans des pièces fermées et humides.

Pour résumer

Nous avons compris pourquoi nous avons besoin d'un neutre isolé jusqu'à 1 kV, nous allons maintenant énumérer les avantages et les inconvénients du système d'alimentation avec un neutre isolé pour les nuls en électricité.

Avantages d'utilisation:

1. Grande sécurité.
2. Une plus grande fiabilité, qui vous permet d'utiliser, par exemple, pour l'éclairage dans les hôpitaux.
3. Le facteur économique - dans un réseau triphasé avec neutre isolé, il est possible de transférer de l'électricité à travers le plus petit nombre possible de fils - sur trois.
4. Le système continuera de fonctionner avec des défauts à la terre monophasés.

Inconvénients:

1. Les défauts à la terre augmentent le risque d'utilisation, car l'alimentation continue.
2. Petits courants de court-circuit.
3. Pas d'étincelles pendant le défaut primaire.

Dans les réseaux supérieurs à 1000 V

Actuellement, le neutre isolé est le plus souvent utilisé dans les réseaux de classe moyenne tension (1-35 kV). Pour un réseau de 110 kV et plus - solide à la terre. En raison du fait que lors d'un court-circuit à la terre, la tension, comme on l'a dit, monte à linéaire, donc dans la ligne de transmission de 110 kV, la tension de phase (entre la terre et le conducteur de phase) est de 63,5 kV. En cas de court-circuit au sol, cela est particulièrement important et permet de réduire le coût des matériaux isolants.

Soit dit en passant, dans KTP avec une tension plus élevée pouvant atteindre 35 kV, les enroulements primaires des transformateurs sont connectés dans un triangle, où il n'y a pas de neutre en tant que tel.

Les faibles courants de court-circuit et la possibilité de travailler avec un court-circuit monophasé sur les lignes aériennes - dans les réseaux de distribution sont particulièrement importants et vous permettent d'organiser une alimentation électrique ininterrompue. Dans ce cas, l'angle de décalage entre les phases restant dans le travail reste inchangé - à 120 °.

A des tensions de milliers de volts, la conductivité capacitive des phases ne peut être négligée. Par conséquent, toucher les fils VLEP est dangereux pour la vie humaine. En mode normal, les courants dans les phases de la source sont déterminés par la somme des charges et des courants capacitifs par rapport à la terre, tandis que la somme des courants capacitifs est nulle et le courant dans la terre ne passe pas.

Si nous omettons certains détails afin de les exposer dans un langage compréhensible pour les débutants, alors avec un court-circuit à la masse, la tension par rapport au sol de la phase endommagée approche zéro. Étant donné que les tensions des deux autres phases augmentent jusqu'à des valeurs linéaires, leurs courants capacitifs augmentent de √3 (1,73) fois. En conséquence, le courant capacitif d'un court-circuit monophasé est 3 fois plus élevé que la normale. Par exemple, pour une ligne de transmission haute tension 10 kV de 10 km de long, le courant capacitif est d'environ 0,3 A. Lorsqu'une phase est court-circuitée à la terre par un arc, des surtensions dangereuses jusqu'à 2-4U se produisent en raison de divers phénomènes._f, ce qui entraîne une rupture de l'isolation et court-circuit interphase.

Pour exclure la possibilité d'occurrence arc et éliminer les conséquences possibles, le neutre est relié à la terre par un réacteur de suppression d'arc. Dans le même temps, son inductance est choisie en fonction de la capacité à la place d'un court-circuit à la masse, et également de manière à assurer le fonctionnement de la protection des relais.

Ainsi, grâce au réacteur:

1. Je diminue beaucoup_court
2. L'arc devient instable et s'éteint rapidement.
3. L'augmentation de la tension après l'extinction de l'arc est ralentie, en conséquence, la probabilité de réapparition de l'arc et du courant de commutation est réduite.
4. Les courants de la séquence inverse sont faibles, par conséquent, leur effet sur le rotor en rotation du générateur n'a pas d'effet significatif.

Nous listons les avantages et les inconvénients des réseaux haute tension avec neutre isolé.

Avantages:

1. Pendant un certain temps, il peut fonctionner en mode d'urgence (avec court-circuit à la masse)
2. Un courant insignifiant apparaît dans les lieux de dysfonctionnement, à condition que la capacité actuelle soit faible.

Inconvénients:

1. Détection de défaut compliquée.
2. La nécessité d'isoler les installations de tension secteur.
3. Si le circuit dure longtemps, une personne peut être électrocutée si elle tombe sous tension de pas.
4. Avec un court-circuit monophasé, le fonctionnement normal n'est pas assuré protection de relais. La valeur du courant de défaut dépend directement du circuit de dérivation.
5. En raison de l'accumulation de défauts d'isolation dus à l'exposition à des surtensions d'arc, sa durée de vie est réduite.
6. Des dommages peuvent survenir à plusieurs endroits en raison de la rupture de l'isolation, à la fois dans les câbles et dans les moteurs électriques et d'autres parties de l'installation électrique.

Ceci conclut l'examen du principe de fonctionnement et des caractéristiques des réseaux à neutre isolé. Si vous souhaitez compléter l'article ou partager votre expérience - écrivez dans les commentaires, nous le publierons!

Matériaux associés:

• Causes de court-circuit
• Comment faire la mise à la terre dans une maison privée
• Quelle est la différence entre la mise à la terre et la mise à la terre