А.Ы. БЕКМУХАМБЕТОВ, А.М. БЕКЕНБАЕВА
Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Астана, Қазақстан
ҮШ ФАЗАЛЫ ТӨРТ СЫМДЫ ЭЛЕКТР ЖҮЙЕСІНДЕГІ БЕЙТАРАП СЫМНЫҢ РОЛІН ЭЛЕКТРЛІК САПА КӨРСЕТКІШТЕРІМЕН БАЙЛАНЫСТЫРЫП ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ТӘЖІРИБЕСІНДЕ ЗЕРДЕЛЕУ
Екi жеке құрылымдардың ашық металлдық беттерiне бiр уақытта жанасатын қолданушының электр тогымен ұтылуын кыскарту ушін қоректендiру жүйесi тағайындалады.
Токтан зардап шегу қаупі екі металл беттер әр түрлі кернеуде болған кезде пайда болады.
Бұл көп жағдайда кернеулі сым немесе тізбек құрылғының ашық металл бөлігімен байланыса алады. Күш беретiн өткiзгiштердiң бiрi бойынша бейтарап деп аталатын сым ғимараттың үзгіш тізбек панеліне қосылады. Демек, ол тікелей жерге тұйықталумен байланысты(үшінші сыммен).
Қабырға розеткасында орнатылған үш сымның екеуі шындығында, жерге тұйықталу сымдары болып табылады, олардың біреуі ток жіберу үшін қолданылады, ал басқасы құрылғының ашық металл бөлігіне қосылған. Қоректенудiң жерге тұйықталу сымы бейтарап деп аталады, себебі, ол
қауіп туғызбайды.
Бейтарап сымның жерге тұйықталуы электр құрылғысымен байланысты емес, бірақ оны қауіпсіздік ережелерін сақтау үшін орнату қажет. Электр тогымен ұтылу ықтималдығын кiшiрейту үшiн ашық металлдық бөлшектi кездейсоқ байланысуда сыммен немесе шынжырмен кернеулi күйiнде қамтамасыз ету керек.
Әрбір электрлік тізбекті автоматты сөндіргіш қорғайды. Оның міндеті көп жүктеме нәтижесінде ғимараттағы сымның қызуына жол бермеу. Дегенмен, үш сымды жүйеде тізбектің ажыратқышы қауіпсіздікті қамтамасыз ету бойынша басқа маңызды функцияны қамтамасыз етеді.
Егер кернеулі сым немесе тізбек құрылғының металл бөлігімен байланысқа түссе, токты тұтынушы қауіпсіздігі туады. Дегенмен, егер ашық бөлік жермен тұйықталса, кернеулі сым жерге тұйықталады. Бұл жерде ешқандай ерекшелік жоқ, тек қана, екінші сым-бейтарап-тізбекті ажыратқыш тұйықталуға қосылған. Олай болса, мұндай қауіпсіздік қатері кезінде жерге тұйықталу сымы жүктеме болады. Төмен кедергі арқасында оның бойынан өте үлкен ток ағып өтеді, ол өз кезегінде кернеулі сымды тізбекті ажыратады. Демек, қауіпсіздік қатері кезінде үш сымды жүйе токтың артық режимінде жұмыс істейді, және бұл ажыратқыш көмегімен қатерді автоматты жоюға әкеледі. Олай болса, ол артық токтан қорғайтын құрылғы ретінде ғана емес, сонымен қатар, токтан ұтылудан қорғау ретінде де пайдаланылады. Бейтарап сымды қолданғандағы тиімділігіміз, оның фазалардағы кернеуді тең ұстап тұруында.
Электр энергия көрсеткіштерін анықтау кезінде келесі электр энергиясының сапа көрсеткіштері қолданылады:
кернеу өзгеруінің жиілігі;
кернеу өзгеруі арасындағы интервал;
жиілік ауытқуы;
кернеу ауытқуы.
Осы көрсеткіштердің ішіндегі тұтынушы үшін ең маңызды көрсеткіштердің бірі-кернеу ауытқуы. ГОСТ 721және ГОСТ 21128 бойынша кернеудің ауытқулары келесі бекітілген нормалар үшін, кернеудің бекітілген ауытқу көрсеткіштерімен сипатталады:
-бекітілген кернеу ауытқуларының нақты жіберілетін мәні стандарт бойынша электр желілеріндегі нақты кернеудің 5-10%-на тең;
-тұтынылатын нүктеге қосылу кернеуі 0,38кВ-ға тең. Зертханада Uж=12В, Uф=7В-қа тең.
Электр қабылдағыштың жоғары режимде жұмыс істеуіне байланысты ақаулар, апаттық жағдайлар пайда болуы мүмкін. Сол үшін фазалардағы кернеуді сақтау үшін бейтарап сым қолданылады. Егер сымды қолданбасақ, апаттық жағдайлар пайда болуы мүмкін.
Нөлдiк сым тең ұстаушы болып табылады. Қабылдау көзінің нейтрал потенциалдары және қабылдағыш өзара тең, сондықтан, қабылдағыштың кернеу фазалар жұлдызы қабылдау көзіндегі кернеу жұлдызына тең болады. Симмметриялық емес жүктеме кезінде нөлдік сымның болмауы көпшілік жағдайда болмайтын токтың өзгеруін және фазалық кернеу өзгерісін тудырады.
Сондықтан нөлдік сымға сақтағыш бекітілмейді.
Қандай жағдайда нөлдік сым қажет емес? Қандай жағдайларда үш және төрт сымды жүйелер қолданылады?
ЭҚК көзінің шамалары тең және фаза бойынша 120 0 –қа ығыстырылған үш векторын салу кезінде, бұл шама нөлге тең және бұл сымдағы қажеттілік керек емес. Сондықтан симметриялы қабылдағышты электр жабдықтау үшсымды жүйе бойынша жүзеге асырылады.
Нөлдік сымда ток жүрмесе, онда бұл сым не үшін қажет?
Бейтарап сымның ролін анықтау үшін келесі тәжірибені қарастырайық. Жүктемелердiң әрбiр фазасында бірдей үш кедергі және бір вольтметр болсын делік, ал бейтарап сымға амперметр қосылған болсын. Әрбір фазада үш кедергіден қосылғанда, олар бір кернеуде болады.Ал бейтарап сымда ток нөлге тең болады. Жүктеменің әрбір фазасындағы кернеулерді қосу санын өзгерте отырып, біз фазалық кернеулер өзгермейтініне көз жеткіземіз(барлық кернеулер бұрынғы қалпында жанады), бірақ бейтарап сымда ток пайда болады. Бейтарап сымды қабылдағыштың нөлдік нүктесінен өшіріп, фазаларда барлық жүктеменің өзгерісін қайталаймыз.
Демек, бейтарап сым, бұл фазалардың кедергiсi әр түрлi болған жағдайда жүктеменің фазалық кернеулерін теңестіру үшін қажет. Бейтарап сымның арқасында жүктеменің әрбір фазасы іс жүзінде жүктемедегі ток шамасына тәуелді болмайтын,генератордың фазалық кернеуіне қосылған болып келеді. Сондықтан, әрбір фазадағы кернеу жүктеме өзгерісі кезінде іс жүзінде өзгеріссіз болады.
Егер жүктеменің фазалар кедергісі шамасы бойынша тең болса, онда бейтарап сым қажет емес. Мұндай жүктемелердің мысалы ретінде симметриялық үш фазалық ток қабылдағыштар болып табылады. Әдетте жарық берушi жүктеме симметриялы болмайды, сондықтан бейтарап сымсыз ол жұлдызшалап қосылмайды. Әйтпесе, бұл жүктеменің фазаларындағы кернеуді қалыпты емес үлестіруге алып келер еді:кейбір шамдарда кернеу қалыптыдан жоғары болушы еді және олар күйіп кетер еді, ал кейбіреулері керісінше, төмен кернеуде болар еді және күңгірт жанар еді.
Бұл себеп бойынша бейтарап сымға ешқашан сақтағыш қоймайды,себебі, сақтағыштың жануы жүктеменiң жеке фазаларына ретсiз шамадан тыс артық күш жұмсауға әкелуі мүмкін.
Қорытындылай келе, менің бұл мақаланы жазудағы мақсатым, үш фазалы тізбектердегі бейтарап сымның ролін анықтау. Олардың қолданылуын тәжірибе жүзінде зерделеу. Яғни, фазалардағы кернеулердің симметриялығын сақтау үшін бейтарап сым қолданылады. Егер бейтарап сымды қолданбасақ, апаттық жағдай пайда болуы мүмкін. Егер жүктемелер бірдей болмаса, әрбір фазадағы жүктемедегі кернеулер де әр түрлі болады. Сондықтан, нөлдік сымды тізбегінің үзілуі болмау үшін оған қорғағыштар мен ажыратқыштар қойылмайды. Демек, бейтарап сым фазалардың жүктемелеріндегі кернеуді бірдей қалыпта ұстау үшін қолданылады.
