В нашей стране низковольтные (до 1 кВ) электрические сети работают по схеме глухозаземленной нейтрали. По этой схеме заземляющее устройство соединяется с нейтральной точкой вторичной обмотки трансформатора. В результате между любой из фаз и землей всегда существует электрическое напряжение на уровне 220 В, которое называют «фазным».
В редких случаях при строительстве электросетей используется схема с изолированной нейтралью. В этом случае вторичные обмотки трансформаторы соединены между собой «треугольников», и нейтральной точки просто нет.
Так как напряжение между токопроводящими жилами и землей в таких сетях отсутствует, то замыкание на землю уже не является «коротким». Тем не менее, было бы неправильно говорить, что при такой схеме токи утечки полностью исключены.
Изоляция силового кабеля, так же, как и любые изоляторы в электросети, не является абсолютными. Все они имеют проводимость, пусть и крайне низкую. Таким образом, ток утечки через изолирующие материалы присутствует всегда. Он растет вместе с увеличением протяженности электросети.
Кроме того, отдельную токопроводящую жилу кабеля можно представить как обкладку конденсатора. Второй обкладкой будет земля, а диэлектриком – изоляция и воздух между кабелем и ближайшими токопроводящими элементами. Чем большей является протяженность кабельной линии, тем большей будет емкость конденсатора.
Схема электросети с изолированной нейтралью представлена ниже. Каждая из фаз соединяется с землей с помощью конденсатора и резистора.
При этом при замыкании одной фазы в сети на землю появляется ток утечки, который идет от неисправной фазы через землю и элементы цепи замещения и далее на работающие фазы. В сетях низкого напряжения сила такого тока минимальна и составляет несколько мА.
Несмотря на малую величину такого тока и тот факт, что сеть будет продолжать работать, замыкание в сети является аварийной ситуацией.
Следует отметить, что при этом сильно увеличится напряжение между работающими фазами кабеля и землей, оно станет почти равным номинальному напряжению. Таким образом, это может привести к травмированию обслуживающего персонала электрическим током.
Также увеличивается риск пробоя изоляции и замыкания на землю у двух оставшихся фаз. При этом столь низкое значение тока однофазного замыкания усложняет работу устройств защиты. Автоматы просто не среагируют на эту ситуацию, поэтому необходимо позаботиться об установке дополнительных реле, способных обнаружить эту аварию.
В результате, сети 0,4 кВ, работающие по схеме IT, для гарантии надежной и безопасной работы требуют дополнительного защитного оборудования и повышенной квалификации обслуживающего персонала.
