Для выявления нарушения изоляции фаз относительно земли в электроустановках предусматривается так называемый общий контроль изоляции. Для этих целей применяется специальный трехфазный пятистержневой трансформатор напряжения, одна из вторичных обмоток которого соединяется в «разомкнутый треугольник» и является фильтром напряжения нулевой последовательности (ФННП) (Рис.7). К выходу этого фильтра присоединяется реле напряжения KV. При замыкании фазы на землю на выходе фильтра появляется напряжение нулевой последовательности 3U ₀, под действием которого реле срабатывает и действует на сигнал. Поврежденная фаза определяется, как правило, по трем вольтметрам включенных в другую вторичную обмотку трансформатора напряжения. В этом случае показания вольтметра в поврежденной фазе будут равны нулю при металлическом замыкании и меньше фазного напряжения, если в точке замыкания имеется переходное сопротивление. Электрическая схема контроля изоляции в сетях 6 – 35 кВ представлена на Рис.7.

Рис. 7. Схема общего контроля изоляции в сети 6-10кВ

Причиной появления напряжения нулевых последовательностей 3U₀ является нарушение симметрии фазных напряжений ЛЭП относительно земли (рис. 8 г, д).

Векторные диаграммы напряжения и емкостных токов для нормального режима показано на рис. 8 а, б.

Рис. 8. Схемы замещения сети с изолированной нейтралью: а, б - нормальный режим сети и векторные диаграммы напряжений емкостных токов; в, г, д, е – при замыкании фазы А на землю и векторные диаграммы.

      Векторные диаграммы напряжения и ёмкостных токов при замыкании фазы «А» на землю представлены на рис.8 в, г.

      Симметричные составляющие напряжений и ёмкостного тока замыкания I _з    при замыкании фазы «А» на землю представлены на Рис.8 д, е.

         Реальное распределение токов нулевых последовательностей 3I ₀ в конкретной распределительной сети 10кВ показано на Рис. 9.

Рис. 9. Токораспределение 3I₀ по фидерам ЛЭП

Из приведенной на Рис. 9 схемы распределения 3I ₀ в реальной сети 10 кВ нужно уяснить следующее:

– емкостной ток нулевой последовательности 3I ₀ в неповрежденных линиях имеет направление «от линии – к шинам»; в поврежденной линии «от шин – в линию».

 – емкостной ток 3I ₀ в поврежденной линии равен сумме емкостных токов от неповрежденных линий

Эти два свойства широко используют при выполнении ряда защит от замыкания на землю.

Величина тока замыкания I _з=3I ₀  в практических расчетах для настройки защит может определяться через удельную ёмкость С_уд (мкФ/км).

  (A)

где U_ф – фазное напряжение;

l - длина электрически связанной сети, км.

      Величина С_уд зависит от конструкции сетей и составляет ориентировочно:

         –5.5 · 10^-3 мкф/км – для воздушных ЛЭП;

         –190 ·10^-3 мкф/км – для кабельных ЛЭП.

      В практике можно воспользоваться также и империческими формулами для определения тока замыкания :

        – воздушные ЛЭП  (A)

        – кабельные ЛЭП  (A)

 где U  – линейное напряжение, кВ

      l – длина сетей, км

Примеры защит от замыкания фазы на землю