Рассмотрим режим работы электрической системы TN - C – S, при обрыве PEN провода на ВЛ-0,4 кв, у потребителей электроэнергии.
· Обрыв нулевого защитного провода.
· Согласованное сопротивление петли «фаза-нуль» в
нормальном режиме.
· Изменение сопротивление петли «фаза-нуль» при
обрыве нулевого защитного провода.
· Обрыв нулевого защитного провода.
В следствии, каких-то событий, произошел обрыв нулевого провода, совмещенного с защитным проводником, на воздушной линии, до потребителей электроэнергии.
· Согласованное сопротивление петли «фаза-нуль» в нормальном режиме.
Измерение сопротивления петли «фаза-нуль», с помощью мультиметра, изложено в статье, измерения выполняются, относительно PE и N проводников.
Возьмем пример из этой статьи:
На паспорте утюга, обозначено напряжение 220 в и мощность 1300 ватт. Пренебрегая очень маленьким значением, внутреннего сопротивления источника и реактивной мощностью, подсчитываю по формуле, сопротивление нагрузки:
Rн=U²/W
220х220/1300=37,5 ом
Где – Rн сопротивление нагрузки
U-напряжение при нагрузке
W-мощность нагрузки
Рассчитываю сопротивление петли «фаза-нуль» по формуле
Rф-0= (U0 х R н /U)- R н
Rф-0=(213х37,5/210)-27,2=0,5 ом
Где Rф-0 -Сопротивление петли «фаза-нуль»
U0 –напряжение без нагрузки
R н -сопротивление нагрузки
U-напряжение с нагрузкой
Сопротивление петли «фаза-нуль» равно 0,5 ом.
· Изменение сопротивление петли «фаза-нуль» при обрыве нулевого защитного провода.
При обрыве PEN провода на ВЛ-0,4кВ, ток будет возвращаться к источнику питания, другим путем и сопротивление петли «фаза-нуль» изменится, с добавлением сопротивления грунта, до контакта с PEN проводником источника питания.
Изменение сопротивления петли «фаза-нуль» из-за обрыва проводника, с пробоем фазного напряжения на корпус, в электроприборе потребителя.
Допустим длина, от заземлителя, на границе разделения PEN проводника, до оборванного PEN проводника источника питания, 200 м. Находим по таблице с удельных сопротивлений грунта, по позиции-глина, примерно 50 ом/м.
R ф-0 =0,5+(50х200) =10000,5 ом. Отсюда, условно, будет I к.з.= U / R =230/10000,5=0.021 А, здесь не учитывается сечение грунта, по которому будет проходить ток, просчитать его практически невозможно, но сопротивление конечно будет, больше чем R ф-0 =0,5, в нормальном режиме, а ток К.З. немного меньше.
То же самое произойдет и с токами утечки, на устройствах дифференциальной защиты, устройства будут менее чувствительными.
Значит, эффективность защиты элементов электрической сети, будет, при обрыве PEN проводника, значительно уменьшена.
Защиту, от этих режимов, можно построить, на установке трансформаторов тока, на проводнике дополнительного заземляющего устройства.
Возникающий ток утечки, будет отключать коммутационный аппарат в доме, а если это КТП (комплектная трансформаторная подстанция), то линию в КТП.
От возникающего дополнительного тока, в проводнике дополнительного заземляющего устройства, через трансформатор тока, будет отключение коммутационного аппарата.