Меню

Вторичная обмотка трансформатора тока должна быть заземлена

Digitrode

цифровая электроника вычислительная техника встраиваемые системы

  • Вычислительная техника
    • Микроконтроллеры микропроцессоры
    • ПЛИС
    • Мини-ПК
  • Силовая электроника
  • Датчики
  • Интерфейсы
  • Теория
    • Программирование
    • ТАУ и ЦОС
  • Перспективные технологии
    • 3D печать
    • Робототехника
    • Искусственный интеллект
    • Криптовалюты

Чтение RSS

Как правильно осуществлять заземление разделительных трансформаторов

Заземление изолирующих трансформаторов

На любой электрической схеме оборудования управления можно найти большое количество связанных заземлений. Многие из соединений очевидны, например, различные шкафы управления, разные линии электропитания и т. д. Но часто возникает путаница с множеством заземляющих соединений, связанных с трансформаторами. Трансформаторы существуют практически в каждой системе электропитания, а также в большинстве систем управления. Они часто используются с трехфазной электрической сетью для обеспечения однофазного напряжения 240 В или 120 В для использования в рамках таких нагрузок, как нагреватели, источники постоянного тока и другое подключаемое оборудование. Трансформатор представляет собой сложное устройство и часто предполагает конкретные элементы подключения, которые неочевидны, но, к счастью, часто включаются в схемы.

Как правильно осуществлять заземление разделительных трансформаторов

В этой статье будет рассмотрен вопрос заземления трансформаторов, а также несколько общих конфигураций заземляющих соединений. Каждый элемент оборудования отличается, поэтому это не будет касаться каждой ситуации, но этот материал должен обеспечить ясность и обоснование того, почему существует так много заземлений в схемах.

Заземляющие соединения обеспечивают резервный защитный канал, переплетенный между каждым элементом оборудования и металлическими предметами, которые могут контактировать с электричеством. Если по причине неисправности или неправильного подключения провод под напряжением ослабнет и коснется любого находящегося поблизости металла, будет создана свободнотекучая цепь с низким сопротивлением. Результирующий большой ток в идеале должен отключить прерыватель или предохранитель почти сразу.

Поскольку неисправность может быть вызвана почти любым металлическим предметом рядом с проводом под напряжением, представляется логичным исследовать каждую точку внутри и вокруг каждой цепи, чтобы убедиться в ее правильном заземлении.

При подключении трансформаторов почти всегда есть три точки соединения с землей, за редким исключением двух, как будет обсуждаться позже. Эти три точки: первичная обмотка, корпус и вторичная обмотка.

Заземление первичной обмотки

Чаще всего первичная обмотка трансформатора в системе управления питается от однофазного или трехфазного источника высокого напряжения. При правильном подключении эта входящая линия питания уже была подключена к земле, когда входила в установку или шкаф управления.

Следовательно, нередко видеть символ заземления, прикрепленный к схеме прямо на входной первичной обмотке, но обязательно проследите его обратно к источнику, чтобы убедиться, что он фактически уже заземлен.

Заземление корпуса трансформатора

Почти каждое трансформаторное шасси корпуса изготовлено из металла, хотя некоторые маленькие – пластиковые. Если корпус металлический, на нем не должно быть напряжения. Цель трансформатора состоит в том, чтобы сохранить всю электрическую проводимость, содержащуюся в проводах вокруг катушек – никакое электричества не должно течь в железный сердечник или металлическое шасси, окружающее катушки.

Однако в случае неисправности из-за обрыва провода это шасси может быть под напряжением, и, если это произойдет, оно подключается к электрическому тракту с почти нулевым сопротивлением. Очень важно, чтобы металлический корпус трансформатора был прочно соединен с землей, а не только с проводкой первичной цепи.

Заземление вторичной обмотки

Одним из преимуществ трансформатора является то, что он обеспечивает изоляцию между входящей и исходящей линиями, даже если нет изменения напряжения. Сердечник не проводит электричество, поэтому, хотя он и создает соответствующее напряжение на стороне выхода, этот выходной провод никогда не будет иметь физического соединения с входом основного питания.

С точки зрения заземления это означает, что вторичный выход должен быть заземлен, поскольку он является другой изолированной частью цепи. Любая неисправность проводки после трансформатора должна иметь возможность кратковременного повторного входа в цепь, чтобы отключить это устройство защиты цепи. Как и в случае с любым источником питания, это нейтральный провод, который связан с землей.

Стандартные конфигурации заземления трансформатора

Трансформаторы бывают разных конфигураций проводки. Хотя не все из них рассматриваются в этой статье, этот материал поможет понять наиболее распространенные: с одним выходом и с двойным выходом.

Если трансформатор имеет один единственный выход напряжения, который может быть либо 240 В, либо 120 В, чтобы в дальнейшем обеспечить питание для нагрузок типа 24 В, что характерно для многих управляющих устройств.

Как правильно осуществлять заземление разделительных трансформаторов

В любом случае один из двух проводов должен иметь заземление. Этот провод становится нейтральным проводом. Если имеется только одно выходное напряжение, не имеет значения, какой провод является нейтральным и заземленным, хотя иногда предпочтительным является конкретный, чтобы поддерживать чередование фаз между устройствами.

С трансформаторами с одним выходом, в которых иногда, но очень редко, будет существовать вторичная обмотка, которая не заземлена. Он устанавливается только для предотвращения распространения электромагнитного шума через землю рядом с выходом. Она обычно подключается таким образом только при тестировании и устранении неисправностей оборудования с использованием испытательных устройств заземления, таких как осциллографы.

Часто бывает так, что трансформатор с более высоким напряжением будет выдавать два разных уровня напряжения. Чаще всего это выход 120В/240В. Три линии будут выходить из вторичной обмотки – по одной на каждом конце обмотки и по одной от центра, называемой центральным отводом.

Существуют две разные стратегии использования этого центрального ответвления. Во-первых, если этот центральный отвод соединен с землей, он называется нейтралью. Если нагрузочное устройство подключено к двум внешним проводам, оно получит 240 В. Если нагрузка подключена между одной из внешних сторон и этой центральной нейтралью, она получит только 120 В. Таким образом, есть два способа получения 120 В (линия к нейтрали) и один способ получить 240 В (линия к линии). Это нормальная конфигурация для бытовой проводки, так как она позволяет эффективно контролировать цепи нагрузки.

Читайте также:  Аппараты для косметологии с током

Как правильно осуществлять заземление разделительных трансформаторов

Вторая стратегия заключается в заземлении одного из внешних проводов, что делает его нейтральным. Нагрузка, подключенная между центральным отводом и внешней нейтралью, получит 120 В. Если нагрузка подключена от выхода к выходу, она получит 240 В. Таким образом, выходы напряжения одинаковы, но оба низких и более высоких напряжения ограничены одним выходным проводом, что обеспечивает эффективное управление. Вторая стратегия, в которой один из внешних проводов подключен к земле, что делает его нейтральным, представлена на следующем рисунке. От центра к нейтрали обеспечивается 120 В, а снаружи к нейтрали обеспечивается 240 В.

Как правильно осуществлять заземление разделительных трансформаторов

Трансформаторы – это простые устройства, но их соединения иногда могут сбивать с толку. Зачастую они просто подключаются к цепи управления с надеждой на правильную работу, но без четкого понимания работы. Для большинства промышленных систем управления было бы нормальным обеспечить надежное заземление на стороне первичной обмотки, а также на самом корпусе. Вторичная обмотка также должна быть заземлена, но нужно выбирать наиболее подходящий вариант для конкретного оборудования.

Источник

вопрос толковым электрикам: для чего нужно заземлять вторичную обмотку у тр-ров тока

По поводу заземления трансф. тока в ПУЭ нет, определенных указаний.
«1.5.37. Заземление (зануление) счетчиков и трансформаторов тока должно выполняться в соответствии с требованиями гл. 1.7. При этом заземляющие и нулевые защитные проводники от счетчиков и трансформаторов тока напряжением до 1 кВ до ближайшей сборки зажимов должны быть медными. «

В гл. 1.7 по поводу трансформаторов тока я не нашел ничего. Не могли бы Вы подсказать в каком пункте это указано, если нашли.

Я думаю, что надо подсоединять счетчики-трансформаторы так, как указано в документации на них.
__
А мое мнение такое, может и ошибаюсь.
Во первых надо говорить раздельно о ТТ до 1кВ и выше.

Смысла в заземлении корпусов и вторичных обмоток ТТ в сетях 380В я не вижу. Но оставлять обмотку (конечно закороченную измерительной обмоткой счетчика) висеть в воздухе тоже нежелательно потому, что при очень хорошей изоляции может накапливаться статика. По-моему, лучший вариант соединить вторичную обмотку ТТ с фазой трансформатора. Корпус (жестянку) ТТ 0.4 кВ тоже безопасней оставить висеть на шине незаземленной.

Почему я так, считаю? Имеем подстанцию 630 кВА, ток до 1000А, шины с ладонь сечением, на шине висит ТТ 1000/5 корпус жестянка толщиной

1мм, отходящие провода 4 мм2. Допустим попала вода и изоляция стала плохой.
Обратите внимание, я не пишу «прошило», так-как если корпус висит в воздухе, то на него не может пойти ток и сжечь ТТ, то же самое и с вторичной обмоткой. Она уже подсоединена к фазе и между шиной и ею напряжение 0В и схема будет продолжать нормально работать.

Но если Вы заземлите (то есть соедините с нейтралью) корпус и вторич. обмотку, то будет большой «ШВАРК». Причем так-как провода отходящие от вторичной обмотки несоизмеримы с номинальными токами главного выключателя подстанции он может даже и не заметит их отгорание. А смысл зануления в сетях с глухозаземленной нейтралью именно в отключении цепи при пробое на корпус.

Что же касается опасности поражения электрика при незаземлении вторичной обмотки, то я не представляю как можно влезть. Так-как счетчик и ТТ менять надо отключив, а при работе там нагорожено столько щитков с пломбами, что это надо очень постараться, чтобы коснуться к этим цепям.
__
А для ТТ в цепях 10 кВ и выше, конечно все по-другому.
__
PS. Заземлить, занулить, соединить с нейтралью для сетей с глухозаземленной нейтралью (это большинство сетей 380В) это одно и то-же.

Источник

Задача и особенности заземления трансформаторов.

Для начала нужно разобраться что такое заземление и для чего оно необходимо. Заземление — это преднамеренное соединение корпуса или другой части электроустановки с заземляющим контуром. Сопротивление этого контура, должно быть, не выше 4 Ом. Заземление может быть:

  1. Защитным. Если оно предназначено непосредственно для защиты людей от поражения электрическим током.
  2. Рабочим. Этот вид заземления определённой точки токоведущей части для обеспечения нормальной работы электроустановки.

Питание электроустановки переменного тока могут получать от трансформаторов или же генераторов. В любом случае для защиты человека любой корпус электрооборудования, выполненный из токопроводящего материала должен быть надёжно заземлён. Сети снабжения, а значит и трансформаторы, используемые и в быту, и на производстве, делятся на:

С изолированной нейтралью

изолированная нейтраль

Они чаще всего применяются в шахтах и в различных влажных помещениях, в любом случае даже при таком электроснабжении все корпуса, проводящие ток должны быть заземлены. Но также такие системы питания оборудуются специальными устройствами, контролирующими ток утечки. Если сопротивление изоляции при этом будет ниже определённого установленного значения, например, 10 000 Ом, то реле утечки автоматически должно отключить питающее устройство в данном случае трансформатор. Нельзя подключить какой-либо электроприбор или устройство к фазе и заземляющему контуру, немедленно произойдёт отключение. Также аварийное отключение произойдёт при попадании человека под опасное напряжение и прикасание его к земле, так как сопротивление человека от 1000 до 5000 Ом, в зависимости от влажности, и от кожного покрова;

С глухозаземлённой нейтралью

глухозаземленная нейтраль

Этот вид снабжения очень распространён в быту для питания любых бытовых помещений и зданий. Основной особенностью его в работы является использование фазного напряжения. То есть в сетях 0,4 кВ или же, другими словами, 380 В, можно применять и запитывать электрические устройства от напряжения между фазой и нулём, оно будет равно 220 В. Именно это напряжения чаще всего применяется в квартирах, офисах, медучреждениях да и для обычного человека незнакомого с подробностями электроснабжения оно является самым популярным.Глухозаземленная нейтраль трансформатора — это специальное преднамеренное соединение нейтрали трансформатора или генератора к заземляющему устройству или же контуру. Здесь и появляется такой термин, как зануление. Трёхфазный трансформатор при соединении обмоток звездой имеет общую точку, которая и называется нейтралью и именно её соединяют с заземляющим контуром с помощью заземлителя. Заземлитель, в свою очередь, это обычный проводник электрического тока, а также группа металлических токопроводящих элементов соединенных между собой и надёжно соприкасающихся с землёй. На практике это металлические прутья, которые вбиваются в три точки в землю и соединяются между собой в треугольник, образуя собой контур. Корпуса трансформаторов заземляются путём соединения болта на корпусе (кожухе) к заземляющему устройству. Нулевая точка или нейтраль выводится отдельной шпилькой и подписывается буквой «N».

Читайте также:  Сила тока в лампе 0 8 а напряжение 150 в

Главное, что должен знать каждый, это то что запрещается, в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ), совмещение нулевого защитного и нулевого рабочего проводников в электрических однофазных сетях с глухозаземлённой нейтралью.

Заземление трансформаторов тока

Трансформатор тока — это особый вид устройств состоящих из магнитопровода и работающих по принципу электромагнитной индукции предназначенный для измерительных и защитных цепей. Как и обычный понижающий трансформатор, он состоит из первичной и вторичной обмотки. Именно вторичную обмотку, которая изолирована от первичной и заземляют, для защиты от пробоя и появления в цепях измерения высокого опасного для человека, и для аппаратуры напряжения. Так как зачастую первичной обмоткой трансформатора тока служит шина или токоведущая часть электроустановки, которая может находиться под очень большим порядка несколько тысяч вольт напряжением.

Заземляющие выводы трансформаторов тока обозначаются и выводятся отдельно на корпус устройства. Заземление группы трансформаторов тока можно выполнить к одной заземляющей шине. Однако в этом случае, это стоит делать через предохранитель, рассчитанный на напряжение пробоя до 1 кВ, а также шунтирующим сопротивлением порядка 100 Ом, которое будет выполнять функцию утечки статического электрического заряда. В итоге хотелось бы отметить что заземление вторичной обмотки трансформаторов тока является не сложной процедурой но весьма эффективной, для обеспечения безопасной работы людей с измерительными приборами и для сохранения всей электрической измерительной аппаратуры, подключенной к нему.

Заземления трансформаторов освещения 36 Вольт

Правила устройства электроустановок для повышения безопасности людей требуют заземлять не только корпус трансформатора, но ещё и его вторичную обмотку. Тогда в случае пробоя первичной обмотки, где протекает 220 или 380 Вольт, в цепях освещения не появится это смертельно опасное напряжение.

В любом случае человеческая жизнь является приоритетной в любой работе, поэтому перед прикосновением к металлическому корпусу любого электрического аппарата, устройства, шкафа, щита и т. д. стоит убедиться визуально в существовании заземления и его целостности.

Источник



Зачем и как делают заземление трансформаторов

От производителей электроэнергии передается ток высокого напряжения. Чтобы им могли пользоваться потребители на бытовом уровне, применяют понижающие трансформаторы. Согласно ПУЭ для них необходимо применять защитное заземление. Предусмотрен внешний и внутренний контур заземления. Устанавливают также защиту от ударов молнии.

Принципы устройства

Трансформатор преобразует (трансформирует) параметры переменного электрического тока. Происходит это благодаря явлению электромагнитной индукции. Основные детали прибора – катушки (обмотки) с проводами и ферромагнитный сердечник.

На одну катушку ток поступает, и она называется первичной. Вторичных катушек может быть 1, 2 и больше. С них снимается ток с уже измененными характеристиками.

У повышающего трансформатора число витков на вторичной обмотке больше, чем на первичной. В прямой связи увеличивается индуцированное напряжение с одновременным понижением силы тока.

Устройство понижающих трансформаторов другое. Они сделаны с точностью наоборот. Число витков в первичной обмотке у них больше, чем на вторичной обмотке, поэтому индуцированное напряжение снижается.

На большие расстояния выгоднее передавать электричество высокого напряжения и низкой силы тока, поскольку потери энергии на выделения тепла наименьшие.

Так и поступают. А трансформаторы впоследствии преобразуют ток до необходимых параметров.

Способ соединения обмоток трансформатора может быть выбран «треугольник», «звезда» или «зигзаг». В случае «треугольника» обмотки соединены последовательно, образуя замкнутый контур. Способ «звезда» предполагает соединение концов фазных обмоток в одну точку. Ее называют нулевой (нейтральной) точкой.

В случае «зигзага» каждая фазная обмотка состоит из 2-х частей на разных стержнях. Соединение 2-х частей происходит навстречу друг другу. Образовавшиеся три вывода соединяют, как «звезду».

Для трансформаторов высокого напряжения применяют соединение «звезда». Заземляется нулевая точка или конец вторичной обмотки. При объединении в «звезду» заземляют фазный провод.

Применение

Для преобразования тока, который передается по электрическим сетям, применяют силовые трансформаторы. Такие устройства способны работать с большими мощностями. Они преобразуют напряжение на линиях с 35…750 кВ в напряжение 6 и 10 кВ и далее в 400 В. После этого электроэнергией могут пользоваться потребители на бытовом уровне.

Трансформаторы тока используют, чтобы снижать ток до требуемой величины. Их применяют в схемах бесконтактного управления, чтобы обезопасить людей и технику от поражения током.

Трансформаторы тока применяют также в измерительных и защитных устройствах, схемах сигнализации и в других приборах.

Особенность трансформатора тока в том, что его вторичная обмотка работает в режиме, близком к короткому замыканию. Если по какой-то причине происходит разрыв цепи на вторичной обмотке, то напряжение на ней повышается до значительных величин.

Читайте также:  Что такое предельный ток диода

Скачек напряжения может вызвать поломку оборудования, включенного в сеть. Поэтому должно присутствовать защитное заземление.

Существуют также трансформаторы напряжения, импульсные трансформаторы, автотрансформаторы, сварочные и другие. Для каждого из них существуют своя схема и особенности подключения заземления. Чтобы правильно его выполнить, необходимо изучить техническую документацию к оборудованию.

Зачем заземлять

Заземление нейтрали трансформатора необходимо для создания стабильной работы электроустановки и безопасности людей, которые могут находиться на подстанции.

Рабочее заземление на трансформаторе является частью защитного. Это значит, что заземление, предназначенное для стабильной работы устройства, также защищает от поражения током.

Правила устройства электроустановок требуют, чтобы все силовые трансформаторы были заземлены.

В трансформаторах напряжения заземляется только трансформатор. Согласно правилам устройства электроустановок у трансформатора напряжения заземление вторичной обмотки происходит путем соединения общей точки или одного из концов обмотки с заземляющим проводником.

В трансформаторах тока заземляются вторичные обмотки. Для подключения проводников предусмотрены специальные зажимы. Обмотки нескольких установок можно соединять одним проводником и подключать к одной шине.

В электротехнике выделяют понятие сети с эффективно заземленной нейтралью. Оно применимо для силового трансформатора, у которого заземлено большинство нейтралей обмоток (глухое заземление нейтрали).

Если произойдет однофазное замыкание, то напряжение на поврежденных фазах не должно быть выше 1,4 напряжения на рабочих фазах в нормальных условиях.

Дугогасящие реакторы

В сетях, рассчитанных на 110 кВ и выше, предусмотрена защита с глухозаземленной нейтралью. Если сеть рассчитана на 35 кВ и ниже, то применяется заземление с изолированной нейтралью.

Преимущество изолированной нейтрали в том, что если произойдет замыкание фазы на земли, то это не приведет к короткому замыканию.

На трансформаторах с системой изолированной нейтрали устанавливают дугогасящие реакторы. Они компенсируют емкостные токи, возникающие при замыкании на землю.

Дело в том, что вдоль линии электропередачи накапливается электрический заряд (емкостное электричество). И как только происходит разрыв или иное повреждение изоляции, при контакте с землей возникает ток.

Если он достигает 30 А, образуется разрядная дуга. В результате кабель нагревается, начинает разрушаться изоляция и вместе с ней проводник.

Такое явление приводит к двухфазному и трехфазному замыканию. Срабатывает защита, и трансформатор полностью отключается. Обесточенными остаются сотни и тысячи потребителей электроэнергии.

Чтобы этого не произошло, устанавливают дугогасящие реакторы. Нейтраль заземляют через них. Во время однофазного замыкания на землю возрастает индуктивность дугогасящего реактора. Индуктивная проводимость компенсирует емкостную, и электрическая дуга не возникает.

Через дугогасящие реакторы заземляют нейтраль первичной обмотки одного из трансформаторов сети, в которой соединение обмоток происходит по типу «звезда-треугольник».

Если произошло замыкание на землю, то благодаря такой системе заземления, трансформатор сможет работать на протяжении еще 2-х часов, пока неполадки не будут устранены.

Создание внешнего контура

Чтобы сделать внешний контур заземления трансформатора, применяют вертикальные электроды, соединенные горизонтальными перемычками. Перемычки выполняют из листовой стали толщиной 4 мм и шириной 40 мм. Электроды втыкают в грунт по периметру трансформатора.

Проверяют удельное сопротивление грунта. Оно должно составлять максимум 100 Ом*м. Исходя из этого, требуется создать контур сопротивлением максимум 4 Ом.

Если взять круг диаметром 16 м, с условным трансформатором посередине, то для создания заземляющего контура потребуется минимум восемь электродов длиной по 5 м каждый.

Их размещают на расстоянии приблизительно 1 м от фундамента трансформаторной станции. Чем ближе стержни будут располагаться к стене, тем лучше. Горизонтальные полоски-соединения укладывают на ребро на глубину 0,5-0,7 м.

Такое требование к расположению связано с вопросами безопасности. Заземлитель не должен быть поврежден при проведении каких-либо ремонтных и строительных работ.

Защита от молний

Чтобы выполнить молниезащиты трансформаторной подстанции с металлической крышей, необходимо соединить крышу с внешним контуром заземления.

Соединение происходит в двух противоположных точках. То есть в одной точке кровля соединяется с внешним контуром, и со стороны, расположенной напротив, также происходит соединение кровли с контуром. Соединительным проводником становится проволока толщиной 8 мм.

Если кровля не металлическая, то на ней наверху создают специальный молниеприемник.

Создание внутреннего контура

Трансформаторная подстанция разделена на 3 помещения. Отдельно делают помещения для высокого и низкого напряжения – это помещения распределительных устройств (для входа и выхода). И отдельно предусмотрена трансформаторная камера, непосредственно для трансформатора.

В каждом отделении должна быть проложена заземляющая полоса. Ее прикрепляют к стенам на высоте 0,4…0,6 м, чтобы заземлить все части из металла, не предназначенные для проведения тока. Для крепления применяют дюбеля или специальные держатели круглых и плоских заземляющих проводников.

К заземляющей полосе подключают швеллер, предназначенный для установки трансформатора. Он размещен в стяжке пола. Подсоединяют и другие детали (шинный мост, металлические элементы барьера, крепежные детали, место присоединения переносного заземления). К системе заземления подключают все опорные конструкции из металла и стальные каркасы.

Для разборных соединений применяют болты, в остальных случаях элементы сваривают между собой. Для закрепления переносного заземления используют гайку с ушками «барашек».

Перемычки делают из гибкого медного провода ПВ3. Однако изоляционную оболочку с такого провода надо снять, чтобы можно было следить за целостностью жил.

Заделку в стены осуществляют посредством вставки гильз и заполнением свободного пространства негорючим материалом. Полосу окрашивают в желтый цвет с зелеными полосами. Такую окраску имеет защитный нулевой провод.

Нулевую шину подключают к заземляющему контуру. Корпус трансформатора соединяют с контуром перемычками.

При осмотре трансформатора на вход ставят оградительный барьер и навешивают табличку «Осторожно! Высокое напряжение!».

Источник