Jakie są metody uziemiania rozdzielnic-wysokiego napięcia?

Uziemienie rozdzielnic-wysokiego napięcia to wielowarstwowy-projekt inżynierii systemowej. Aby zapewnić bezpieczeństwo systemu elektroenergetycznego i operatorów, zazwyczaj łączy on wymagania funkcjonalne i bezpieczeństwa. W zastosowaniach praktycznych powszechnie stosuje się następujące metody:

I. Metody uziemiania punktu neutralnego systemu

1. Nieuziemiony punkt neutralny: Punkt neutralny jest odizolowany od uziemienia. W przypadku jedno-fazowego zwarcia doziemnego prąd zwarciowy jest bardzo mały, a trójfazowe napięcie sieciowe pozostaje symetryczne, co pozwala na pracę z zwarciem przez 1–2 godziny. Stosowany głównie w systemach 6-10kV o prądzie pojemnościowym mniejszym niż 10A, takich jak przemysłowe i górnicze sieci energetyczne oraz wiejskie sieci energetyczne.

2. Punkt neutralny uziemiony przez cewkę tłumiącą łuk: w przypadku jedno-fazowego zwarcia doziemnego prąd indukcyjny kompensuje prąd pojemnościowy, tłumiąc ponowne zajarzenie łuku. Stosowane głównie w układach o prądzie pojemnościowym w zakresie 10A-30A lub wyższym i wysokich wymaganiach dotyczących niezawodności zasilania, takich jak duże sieci elektroenergetyczne przemysłowe i górnicze oraz miejskie sieci dystrybucyjne.

3. Punkt neutralny uziemiony przez mały rezystor: ogranicza przepięcia, pozwala na większe prądy zwarciowe i umożliwia szybkie wyłączenie obwodów zabezpieczających. Stosowane głównie w systemach o dużych prądach pojemnościowych lub wrażliwych na poziomy przepięć, takich jak miejskie sieci energetyczne zdominowane przez linie kablowe i zasilanie pomocnicze elektrowni.

4. Bezpośrednie uziemienie neutralne: Bezpośrednie uziemienie neutralne powoduje jedno-zwarcie fazowe w przypadku jedno-fazowego zwarcia doziemnego, co powoduje natychmiastowe wyłączenie systemu zabezpieczającego. Metodę tę stosuje się głównie w systemach wysokiego-napięcia 110 kV i więcej, a rzadko stosuje się ją w rozdzielnicach średniego napięcia 3-35 kV-z wyjątkiem systemów niskiego napięcia 400 V.

II. Sprzęt (obudowa i szafka) Metody uziemienia ochronnego

1. Główna szyna uziemiająca (linia PE): w całej rozdzielnicy zainstalowana jest miedziana szyna uziemiająca, której pole-przekroju spełnia wymagania stabilności termicznej (zazwyczaj większe lub równe 30×4 mm² lub większe).

Wszystkie metalowe obudowy, drzwi, ścianki działowe, ramy wózków ręcznych i zaciski uziemiające obwodu wtórnego są podłączone do tej szyny zbiorczej za pomocą żółto-zielonego dwukolorowego przewodu.

2. Uziemienie kombinowane (system TN-S): Szyna uziemiająca rozdzielnicy jest połączona z główną siecią uziemiającą podstacji, tworząc połączenie ekwipotencjalne. Jednocześnie punkt neutralny (linia N) i uziemienie ochronne (linia PE) są oddzielane po-stronie niskiego napięcia transformatora, po czym następuje całkowita izolacja izolacji.

3. Przełącznik uziemiający Ręczne/elektryczne przełączniki uziemiające są powszechnie instalowane po stronie linii odpływowej lub po stronie szyn zbiorczych rozdzielnicy. Służą one do zwierania-i uziemiania linii podczas konserwacji, aby zapobiec zasilaniu zwrotnemu lub indukcji elektrostatycznej. Ich działanie musi być mechanicznie lub elektrycznie sprzężone z wyłącznikiem i odłącznikiem (pięć-dowód).

III. Metody uziemiania według funkcji

1. Uziemienie ochronne: łączy-normalnie niepod napięciem metalową obudowę lub ramę sprzętu z ziemią, aby zapobiec wypadkom porażenia prądem elektrycznym spowodowanym awarią izolacji.

2. Uziemienie funkcjonalne: Zapewnia stabilny punkt odniesienia-potencjału zerowego dla systemu zasilania, aby zapewnić normalne działanie systemu.

3. Uziemienie odgromowe: Zapewnia ścieżkę dla prądu piorunowego spływającego do ziemi, zapobiegając uszkodzeniu sprzętu na skutek przepięcia piorunowego.

4. Uziemienie-antystatyczne: zapobiega gromadzeniu się ładunków statycznych i eliminuje ryzyko wystąpienia iskier statycznych w elementach elektronicznych oraz w środowiskach łatwopalnych i wybuchowych.

5. Ekranowanie Uziemienie: Eliminuje zakłócenia elektromagnetyczne i zapewnia normalne działanie sprzętu elektronicznego i systemów komunikacyjnych.

IV. Specjalne metody uziemiania

1. Uziemienie o wysokiej-oporności: rzadkie, stosowane do ograniczania przepięć uziemienia łuku, ale prąd zwarciowy jest bardzo mały (mniejszy lub równy 10 A), co wymaga-wysokiej czułości zabezpieczenia.

2. Uziemienie systemów nieuziemionych za pomocą szafki tłumiącej łuk: Szafka tłumiąca łuk (zawierająca stycznik próżniowy i rezystor wysokiego-napięciowego) jest instalowana na szynie zbiorczej w celu sztucznego wytworzenia metalicznej masy w celu wygaszenia łuku, ale wiąże się to z pewnym ryzykiem i jest rzadko zalecane we współczesnej inżynierii.