Ток замыкания одной фазы на землю в сети с изолированной нейтралью

Согласно (2.1) и (2.9) выражение для расчета тока замыкания на землю поврежденной фазы (рис. 2.3) можно представить в следующем виде:

(2.21)

или

. (2.22)

Учитывая (2.4), соответственно получим:

, (2.23)

где определено по (2.4) для нормального режима работы сети, а определено по (2.12) для режима работы сети с замыканием фазы на землю.

После преобразования (2.23) можно придать следующую форму:

, (2.24)

где составляющая тока замыкания на землю, обусловленная емкостной асимметрией проводимостей фаз:

; (2.25)

составляющая, обусловленная асимметрией активных проводимостей фаз:

; (2.26)

емкостная составляющая тока замыкания на землю, обусловленная искажением параметров сети собственно замыканием:

; (2.27)

активная составляющая тока, обусловленная замыканием:

. (2.28)

Суммарный ток емкостной и активной асимметрии проводимостей сети на землю обычно не превышает 2 % емкостной составляющей , определенной при максимальном значении напряжения несимметрии нейтрали при замыкании на землю: . Активная составляющая тока замыкания на землю также, как правило, не велика и обычно не превышает 6 % от емкостной составляющей , так как активные проводимости сетей с изолированной нейтралью обычно не превышают 3 – 6 % от емкостных и лишь в редких случаях достигают 10 %. Таким образом, основной составляющей тока замыкания на землю является емкостная составляющая . В соответствии с (2.27) и (2.12) ее значение зависит от суммарной емкостной проводимости сети на землю и сопротивления дуги . При ток достигает максимального значения:

(2.29)

или

. (2.30)

Соответственно модуль тока однофазного замыкания на землю в этом случае может быть определен по следующим выражениям:

(2.31)

или

, (2.32)

где и модули фазного и междуфазного (линейного) напряжений в предшествующем режиме работы сети.

Имеяемкостной характер (рис. 2.4)токи однофазных замыканий на землю в сетях с изолированной нейтралью в зависимости от разветвленности сетей и их конструкции (воздушные, кабельные) могут принимать значения от долей ампера до нескольких сотен ампер. Поэтому, если протекание такого тока не сопровождается опасностью разрушения изоляции и перехода однофазного замыкания в двухфазное или трехфазное короткое замыкание, или когда протекание такого тока не грозит «выжиганием» железа сердечников машин и трансформаторов, разрушением железобетонных опор и пр., существование режима сети с замыканием одной фазы на землю может быть допущено длительно, при этом конечно же фазная изоляция сети должна быть рассчитана на длительное воздействие междуфазного (линейного) напряжения.

Отметим, что кроме рассмотренных составляющих ток однофазного замыкания на землю может содержать высшие гармонические составляющие, обусловленные несинусоидальностью э.д.с. генераторов и трансформаторов, а также высшие гармонические составляющие от выпрямителей и дуговых печей. Высшие гармонические первого вида малы и ими можно пренебречь; высшие гармонические второго вида могут быть значительными и должны при необходимости учитываться.