અલગ તટસ્થ સાથે ત્રણ તબક્કાનું વર્તમાન નેટવર્ક કેવી રીતે કાર્ય કરે છે

ઇલેક્ટ્રિક નેટવર્ક ટ્રાન્સફોર્મર્સ અને જનરેટરના ગ્રાઉન્ડેડ અથવા આઇસોલેટેડ ન્યુટ્રલ સાથે કામ કરી શકે છે... 6, 10 અને 35 kV નેટવર્ક ટ્રાન્સફોર્મર્સના આઇસોલેટેડ ન્યુટ્રલ સાથે કામ કરે છે. 660, 380 અને 220 V નેટવર્ક અલગ અને ગ્રાઉન્ડેડ ન્યુટ્રલ બંને સાથે કામ કરી શકે છે. સૌથી સામાન્ય ચાર-વાયર નેટવર્ક્સ 380/220 જે જરૂરિયાતોનું પાલન કરે છે ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશન માટેના નિયમો (PUE) ગ્રાઉન્ડેડ ન્યુટ્રલ હોવું આવશ્યક છે.

આઇસોલેટેડ ન્યુટ્રલ સાથેના નેટવર્કને ધ્યાનમાં લો... આકૃતિ 1a આવા ત્રણ તબક્કાના વર્તમાન નેટવર્કનો ડાયાગ્રામ બતાવે છે. વિન્ડિંગ તારામાં જોડાયેલું બતાવવામાં આવ્યું છે, પરંતુ નીચે જણાવેલ દરેક વસ્તુ ડેલ્ટામાં ગૌણ વિન્ડિંગને કનેક્ટ કરવાના કિસ્સામાં પણ લાગુ પડે છે.

ચોખા. 1. આઇસોલેટેડ ન્યુટ્રલ (a) સાથે ત્રણ-તબક્કાના વર્તમાન નેટવર્કનો ડાયાગ્રામ. આઇસોલેટેડ ન્યુટ્રલ (b) સાથે નેટવર્ક અર્થિંગ.

પૃથ્વી પરથી નેટવર્કના જીવંત ભાગોનું એકંદર ઇન્સ્યુલેશન કેટલું સારું હોય, નેટવર્કના વાહક હંમેશા પૃથ્વી સાથે જોડાયેલા હોય છે. આ સંબંધ બેવડો છે.

1. જીવંત ભાગોના ઇન્સ્યુલેશનમાં જમીનના સંદર્ભમાં ચોક્કસ પ્રતિકાર (અથવા વાહકતા) હોય છે, જે સામાન્ય રીતે મેગોહમ્સમાં વ્યક્ત થાય છે.આનો અર્થ એ છે કે વાયર અને જમીનના ઇન્સ્યુલેશન દ્વારા ચોક્કસ માત્રામાં પ્રવાહ વહે છે. સારા ઇન્સ્યુલેશન સાથે, આ પ્રવાહ ખૂબ નાનો છે.

ધારો કે, ઉદાહરણ તરીકે, નેટવર્કના એક તબક્કાના વાયર અને ગ્રાઉન્ડ વચ્ચેનો વોલ્ટેજ 220 V છે, અને આ વાયરનો ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકાર, મેગોહમીટરથી માપવામાં આવે છે, તે 0.5 MΩ છે. આનો અર્થ એ છે કે આ તબક્કામાંથી ગ્રાઉન્ડ 220 સુધીનો પ્રવાહ 220 / (0.5 x 1,000,000) = 0.00044 A અથવા 0.44 mA છે. આ પ્રવાહને લિકેજ કરંટ કહેવામાં આવે છે.

પરંપરાગત રીતે, વધુ સ્પષ્ટતા માટે, ત્રણ તબક્કાઓ r1, r2, r3 ના ઇન્સ્યુલેશન પ્રતિકારના રેખાકૃતિ પર પ્રતિકારના સ્વરૂપમાં દર્શાવવામાં આવ્યા છે, દરેક વાયરના એક બિંદુ સાથે જોડાયેલા છે. હકીકતમાં, કાર્યકારી નેટવર્કમાં લિકેજ પ્રવાહો વાયરની સમગ્ર લંબાઈ સાથે સમાનરૂપે વિતરિત કરવામાં આવે છે, નેટવર્કના દરેક વિભાગમાં તે જમીન દ્વારા બંધ હોય છે, અને તેનો સરવાળો (ભૌમિતિક, એટલે કે, તબક્કાની પાળીને ધ્યાનમાં લેતા) શૂન્ય છે.

2. બીજા પ્રકારનું જોડાણ જમીનને સંબંધિત નેટવર્ક વાયરની કેપેસીટન્સ દ્વારા રચાય છે. તેનો અર્થ શું છે?

દરેક નેટવર્ક વાયર અને ગ્રાઉન્ડ બે ગણી શકાય વિસ્તૃત કેપેસિટર પ્લેટો… ઓવરહેડ લાઇનમાં, વાહક અને જમીન એ કેપેસિટરની પ્લેટની જેમ હોય છે, અને તેમની વચ્ચેની હવા ડાઇલેક્ટ્રિક હોય છે. કેબલ લાઇનમાં, કેપેસિટર પ્લેટ્સ એ કેબલ કોર અને મેટલ શીથ છે જે જમીન સાથે જોડાયેલ છે, અને ઇન્સ્યુલેટર એ ઇન્સ્યુલેશન છે.

વૈકલ્પિક વોલ્ટેજ સાથે, કેપેસિટર્સ પરના ચાર્જમાં ફેરફારને કારણે વૈકલ્પિક પ્રવાહો દેખાય છે અને કેપેસિટર્સમાંથી વહે છે. કાર્યકારી નેટવર્કમાં આ કહેવાતા કેપેસિટીવ પ્રવાહો વાયરની લંબાઈ સાથે સમાનરૂપે વિતરિત કરવામાં આવે છે અને દરેક વ્યક્તિગત વિભાગમાં તે જમીન દ્વારા પણ બંધ હોય છે. અંજીરમાં.1, અને ગ્રાઉન્ડ x1, x2, x3 ના ત્રણ તબક્કાના કેપેસિટરના પ્રતિકાર પરંપરાગત રીતે દરેકને એક ગ્રીડ બિંદુ સાથે જોડાયેલા બતાવવામાં આવે છે. નેટવર્કની લંબાઈ જેટલી વધારે છે, લિકેજ અને કેપેસિટીવ પ્રવાહો વધારે છે.

ચાલો જોઈએ કે આકૃતિ 1 અને નેટવર્કમાં બતાવેલ એકમાં શું થશે, જો પૃથ્વીની ખામી કોઈ એક તબક્કામાં થાય છે (ઉદાહરણ તરીકે A), એટલે કે, આ તબક્કાનો વાહક પ્રમાણમાં નાના દ્વારા પૃથ્વી સાથે જોડાયેલ હશે. પ્રતિકાર આવો કિસ્સો આકૃતિ 1, b માં બતાવવામાં આવ્યો છે. વાયર ફેઝ A અને ગ્રાઉન્ડ વચ્ચેનો પ્રતિકાર નાનો હોવાથી, લીકેજ રેઝિસ્ટન્સ અને આ તબક્કાની જમીન પરની કેપેસીટન્સ ગ્રાઉન્ડિંગ રેઝિસ્ટન્સ દ્વારા શન્ટ કરવામાં આવે છે. હવે, નેટવર્ક UB ના લાઇન વોલ્ટેજના પ્રભાવ હેઠળ, લિકેજ કરંટ અને બે ઓપરેટિંગ તબક્કાઓના કેપેસિટીવ પ્રવાહો નિષ્ફળતા અને જમીનના બિંદુમાંથી પસાર થશે. વર્તમાન પાથ આકૃતિમાં તીરો દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યા છે.

આકૃતિ 1, b માં બતાવેલ શોર્ટ સર્કિટને સિંગલ-ફેઝ અર્થ ફોલ્ટ કહેવામાં આવે છે, અને પરિણામી ફોલ્ટ પ્રવાહને સિંગલ-ફેઝ કરંટ કહેવામાં આવે છે.

હવે કલ્પના કરો કે ઇન્સ્યુલેશનના નુકસાનને કારણે સિંગલ-ફેઝ શોર્ટ સર્કિટ સીધી જમીન પર નહીં, પરંતુ કેટલાક ઇલેક્ટ્રિકલ રીસીવરના શરીર પર થયું છે - ઇલેક્ટ્રિક મોટર, ઇલેક્ટ્રિકલ ઉપકરણ અથવા મેટલ સ્ટ્રક્ચર કે જેના પર ઇલેક્ટ્રિકલ વાયર નાખવામાં આવ્યા છે ( ફિગ. 2). આવા બંધને કેસ શોર્ટ સર્કિટ કહેવામાં આવે છે. જો તે જ સમયે ઇલેક્ટ્રિકલ રીસીવરનું આવાસ અથવા માળખું જમીન સાથે જોડાયેલ ન હોય, તો તેઓ નેટવર્ક તબક્કાની સંભવિતતા પ્રાપ્ત કરે છે અથવા તેની નજીક છે.

ચોખા. 2. આઇસોલેટેડ ન્યુટ્રલ સાથે નેટવર્કમાં ફ્રેમથી ટૂંકા

શરીરને સ્પર્શવું એ તબક્કાને સ્પર્શ કરવા જેવું જ છે.માનવ શરીર, પગરખાં, ફ્લોર, જમીન, લિકેજ પ્રતિકાર અને ઉપયોગ કરી શકાય તેવા તબક્કાઓની ક્ષમતા (સરળતા માટે, કેપેસિટીવ પ્રતિકાર ફિગ 2 માં દર્શાવવામાં આવ્યા નથી) દ્વારા બંધ સર્કિટ રચાય છે.

આ શોર્ટ સર્કિટમાં વર્તમાન તેના પ્રતિકાર પર આધાર રાખે છે અને તે વ્યક્તિને ગંભીર રીતે ઇજા પહોંચાડી શકે છે અથવા મારી શકે છે.

ચોખા. 3. એક વ્યક્તિ નેટવર્કમાં પૃથ્વીની હાજરીમાં એક અલગ તટસ્થ સાથે નેટવર્કમાં વાયરને સ્પર્શ કરે છે

જે કહેવામાં આવ્યું છે તેના પરથી, તે અનુસરે છે કે વર્તમાનને જમીનમાંથી પસાર કરવા માટે, ક્લોઝ સર્કિટ હોવું જરૂરી છે (કેટલીકવાર એવું માનવામાં આવે છે કે વર્તમાન "જમીન પર જાય છે" સાચું નથી). 1000 V સુધીના અલગ તટસ્થ વોલ્ટેજવાળા નેટવર્ક્સમાં, લિકેજ અને કેપેસિટીવ પ્રવાહો સામાન્ય રીતે નાના હોય છે. તેઓ ઇન્સ્યુલેશનની સ્થિતિ અને નેટવર્કની લંબાઈ પર આધાર રાખે છે. વ્યાપક નેટવર્કમાં પણ, તેઓ થોડા amps અને ઓછાની અંદર છે. તેથી, આ પ્રવાહો સામાન્ય રીતે ફ્યુઝ ઓગળવા અથવા કનેક્શન તોડવા માટે અપૂરતા હોય છે સર્કિટ બ્રેકર્સ.

1000 V થી ઉપરના વોલ્ટેજ પર, કેપેસિટીવ પ્રવાહો પ્રાથમિક મહત્વ ધરાવે છે; તેઓ ઘણા દસ એમ્પીયર સુધી પહોંચી શકે છે (જો તેમનું વળતર પૂરું પાડવામાં ન આવે તો). જો કે, આ નેટવર્ક્સમાં, સિંગલ-ફેઝ ફોલ્ટ્સ દરમિયાન ખામીયુક્ત વિભાગોના ટ્રીપિંગનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે પુરવઠામાં વિક્ષેપો ન સર્જવા માટે થતો નથી.

તેથી, એક અલગ તટસ્થ સાથેના નેટવર્કમાં, સિંગલ-ફેઝ શોર્ટ સર્કિટની હાજરીમાં (જે ઇન્સ્યુલેશન કંટ્રોલ ડિવાઇસ દ્વારા સંકેત આપવામાં આવે છે), ઇલેક્ટ્રિકલ રીસીવરો કામ કરવાનું ચાલુ રાખે છે. આ શક્ય છે કારણ કે સિંગલ-ફેઝ શોર્ટ સર્કિટના કિસ્સામાં, લાઇન વોલ્ટેજ (ફેઝ ટુ ફેઝ) બદલાતું નથી અને તમામ વિદ્યુત રીસીવરો વિક્ષેપ વિના પાવર મેળવે છે.પરંતુ આઇસોલેટેડ ન્યુટ્રલવાળા નેટવર્કમાં સિંગલ-ફેઝ ફોલ્ટના કિસ્સામાં, જમીનના સંદર્ભમાં અક્ષમિત તબક્કાઓના વોલ્ટેજ રેખીય સુધી વધે છે અને આ બીજા તબક્કામાં બીજા પૃથ્વીની ખામીના દેખાવમાં ફાળો આપે છે. પરિણામે ડબલ ગ્રાઉન્ડ ફોલ્ટ લોકો માટે ગંભીર જોખમ ઊભું કરે છે. તેથી, તેમાં સિંગલ-ફેઝ શોર્ટ સર્કિટ ધરાવતા કોઈપણ નેટવર્કને કટોકટી તરીકે ગણવામાં આવવી જોઈએ, કારણ કે આવી નેટવર્ક સ્થિતિમાં સામાન્ય સુરક્ષા સ્થિતિઓ ઝડપથી બગડે છે.

તેથી "જમીન" ની હાજરી જોખમ વધારે છે ઇલેક્ટ્રિક આંચકો જીવંત ભાગોને સ્પર્શ કરતી વખતે. ઉદાહરણ તરીકે, આકૃતિ 3 પરથી આ જોઈ શકાય છે, જે આકસ્મિક રીતે તબક્કા A ના વર્તમાન-વહન વાહકને સ્પર્શ કરતી વખતે ખામીયુક્ત પ્રવાહ પસાર કરે છે અને તબક્કા Cમાં સમારકામ ન કરાયેલ "ગ્રાઉન્ડિંગ" દર્શાવે છે. આ કિસ્સામાં, વ્યક્તિ પ્રભાવ હેઠળ છે. નેટવર્કના લાઇન વોલ્ટેજનું. તેથી, સિંગલ-ફેઝ અર્થ અથવા ફ્રેમની ખામીને શક્ય તેટલી વહેલી તકે સુધારવી આવશ્યક છે.