Как обеспечивается надежность автоматического отключения поврежденных участков сети в схеме с заземленной нейтралью.

Низкоомное резистивное заземление нейтрали используется в России (по предложению В.А. Зильбермана [3]) и в Белоруссии [4]. Очевидно, что по условию снижения перенапряжений при ОЗЗ до подключения в цепь нейтрали низкоомного элемента целесообразно эксплуатировать сеть с высокоомным (R_B-режим) или с комбинированным (L_B — R_B-режим) заземлением нейтрали. Однако высокоомные резисторы имеют значительные габариты, массу и стоимость, что затрудняет их широкое использование. Дугогасящие реакторы также не свободны от недостатков, что отмечено, например, в [10]. Очевидно, что должны быть проведены дополнительные исследования и расчёты по выбору целесообразного режима нейтрали, предшествующего подключению низкоомного элемента.

Существуют два подхода к осуществлению низкоомного заземления нейтрали:

• резистивное заземление, обеспечивающее действие токовых защит от ОЗЗ;
• индуктивное заземление, обеспечивающее срабатывание при ОЗЗ токовых защит от двойных замыканий на землю.

В первом случае речь идёт о дополнительном токе, проходящем через нейтраль и превышающем ёмкостный ток ОЗЗ примерно в три раза и более. Во втором случае уровень дополнительного тока I_L должен составлять

I_L > I_СЗ^{(1, 1)} + I_ОЗЗ,

где I_СЗ^{(1, 1)} — ток срабатывания защиты от двойных замыканий на землю;
I_ОЗЗ — ёмкостный ток замыкания на землю при ОЗЗ.

Возможные режимы эксплуатации систем с низкоомным заземлением — длительные и кратковременные. При длительном заземлении дополнительный элемент (низкоомные резистор или индуктивность) постоянно включён в цепь, соединяющую нейтраль с землёй. Применение длительного заземления нейтрали по условиям электробезопасности предъявляет высокие требования к сопротивлению заземляющих устройств РЭС (R_З ≤ 0, 5 Ом), что экономически нецелесообразно и технически трудно реализуется. По указанной причине длительное заземление нейтрали на практике не используется и далее не рассматривается. При кратковременном заземлении дополнительный элемент подключается при ОЗЗ, например, по факту появления в сети значительного напряжения нулевой последовательности. Электробезопасность при этом обеспечивается за счёт быстрого отключения повреждённой линии или её участка, что позволяет в соответствии с ГОСТ 12.1.038 допускать повышенные значения напряжения прикосновения по сравнению с длительно допустимыми значениями.

В этом случае можно говорить об изменяемом при ОЗЗ режиме нейтрали.

Вариантами данного режима являются:

• автоматическое отключение повреждённых присоединений при ОЗЗ простейшими защитами от замыканий на землю и фиксация повреждённого участка с помощью указателей прохождения тока короткого замыкания (УТКЗ);
• обеспечение срабатывания УТКЗ путём кратковременного низкоомного индуктивного или резистивного заземления нейтрали без автоматического отключения повреждённых присоединений.

Во втором варианте при наличии в сети УТКЗ повреждённый участок с ОЗЗ выявляется оперативным персоналом в кратчайший срок. В этом случае целесообразен дальнейший перевод сети в R_B-режим или L_B — R_B-режим.

Развитием второго варианта является автоматическое селективное отключение повреждённых участков магистральных линий и автоматическое восстановление электропитания отключённых потребителей путём использования информации от УТКЗ.

Оснащение РЭС высокочувствительными УТКЗ, срабатывающими при токе нулевой последовательности, в несколько раз превышающем ёмкостный ток замыкания на землю (при наличии отстройки от бросков указанного тока в переходном режиме или построенных на направленном принципе), упрощает поиск места ОЗЗ и снижает остроту вопроса обеспечения электробезопасности при низкоомных заземлениях нейтрали.

В настоящее время в основном получило распространение кратковременное низкоомное рези-стивное заземление нейтрали. Вместе с тем кратковременное низкоомное индуктивное заземление нейтрали применялось в Германии (г. Франкфурт-на-Майне, ограниченный ток однофазного короткого замыкания (КЗ) 800 А; г. Ганновер, ограниченный ток однофазного КЗ 825 А).

Низкоомное индуктивное заземление нейтрали практически не имеет затруднений с обеспечением термической стойкости индуктивности, так как потери активной мощности и энергии в указанном элементе пренебрежимо малы по сравнению с резистором того же назначения. В этих условиях резистор, аккумулируя тепловую энергию, не может включаться при частых ОЗЗ, интервалы времени между которыми сравнимы с постоянной времени охлаждения резистора.

В работах специалистов по режимам нейтрали, например [2], сформулированы критерии их сопоставления, заключающиеся в следующем:

• возможность развития повреждений и износ оборудования при ОЗЗ;
• надёжность электроснабжения;
• возможность возникновения феррорезонансных и резонансных процессов;
• условия электробезопасности;
• сложность выполнения устройств селективной защиты, сигнализации и определения места повреждения (ОМП).

Подробное сопоставление режимов нейтрали по указанным критериям представляет собой самостоятельную задачу и выходит за рамки данной статьи.