Sisteme de legatura cu pamantul a retelelor de distributie

Asa cum rezulta din § 3.4.3, o distributie electrica de joasa tensiune este caracterizata (in afara de natura curentului si de numarul de conductoare) de legaturile intre secundarul transformatorului MT/JT (conductorul neutru), masele echipamentelor si pamant cunoscute sub numele de sisteme de legare la pamant (sau regimul neutrului) : TT, TN si IT. Cele trei scheme urmaresc in final tinerea sub control a efectelor defectelor de izolatie, inclusiv cele din transformatorul de alimentare, care prezinta :

- in primul rand, pericol pentru viata oamenilor, in cazul atingerilor accidentale ;

- pericol de incendiu, datorita unei incalziri importante locale sau unui arc electric ;

- pericolul indisponibilitatii de alimentare cu energie electrica, atat pentru personal (de exemplu, intreruperea iluminatului, deconectarea echipamentelor destinate securitatii muncii) cat si din punct de vedere economic (pierderi de productie) ;

- deteriorarea instalatiei sau receptoarelor, cu consecinte asupra costului si duratei reparatiilor ;

- perturbarea instalatiilor de curenti slabi, datorita scurgerii curentilor de succesiune homopolara care circula in conductoarele de protectie si/sau in pamant ;

- disfunctionalitatea sau chiar degradarea echipamentelor sensibile, datorita supratensiunilor sau radiatiei electromagnetice

Orice retea electrica este mai mult sau mai putin bine izolata fata de masele metalice si fata de pamant. Scurgerile de curent la pamant se pot reprezenta introducand impedantele de izolatie intre fiecare faza si pamant. Aceste impedante sunt in realitate uniform distribuite pe lungimea liniei (fig. 14.6.1, a), dar pot fi inlocuite (fig.14.6.1, b) cu trei impedante concentrate Z₁, Z₂, Z₃ pentru care pamantul creeaza un neutru artificial (conexiune in stea).

Pentru simplificare, in figura 14.6.1, b si in urmatoarele figuri din acest capitol este reprezentat numai secundarul transformatorului de alimentare din retea.

Impedantele corespunzatoare conductoarelor retelei sunt constituite din capacitatea fiecarui conductor fata de pamant C_p, din rezistenta de izolatie a acestora R_iz sau din ambele elemente legate in paralel (fig.14.6.2) :

Intensitatea curentului prin I_h om are, in general doua componente : o componenta activa I_ha, care se inchide prin rezistentele de izolatie si o componenta capacitiva I_hc, care se inchide prin capacitatile fata de pamant :

(14.6.2)

In retelele de joasa tensiune aeriene se poate neglija componenta capacitiva (considerand numai rezistentele de izolatie), in timp ce la retelele in cablu componenta capacitiva este mult mai importanta decat rezistenta de izolatie (C₀ 0,3 mF/km,
R₀ 10 MW/km).

In sistemele echilibrate, impedantele pe cele trei faze sunt egale : Z₁= Z₂= Z₃= Z_iz.

In cadrul acestui capitol se vor face referiri la o retea trifazata care este cea mai frecvent utilizata in distributie. Intrucat aceasta poate fi considerata compusa din trei circuite monofazate, concluziile desprinse se pot extinde si la retelele monofazate.

Intensitatea curentului care strabate organismul uman in cazul unei atingeri accidentale (I_h = U_c/R_h) are valori diferite in functie de configuratia retelei. Cu exceptia atingerilor bipolare directe (cand U_c reprezinta totdeauna fie tensiunea de faza, fie tensiunea de linie), aceste valori depind in particular de regimul neutrului, deoarece tensiunea de contact depinde de impedanta de izolatie iar aceasta este functie de tipul retelei.