Кое късо съединение се класифицира като еднофазно. Еднофазни земни съединения. Въздействие на фазови повреди върху електрическо оборудване и хора

Еднофазни повредина земята- това е повреда на електропроводи, в която една от фазите трифазна системакъсо съединение към земята или към елемент, електрически свързан към земята. SFO са много често срещан тип повреда; еднофазните заземяващи съединения представляват 70-90% електрически повреди. .

Сценарии за грешки и въздействие на защитните мерки

Възможностите за транзит не са съвсем справедливи на практика, но това е доста голям проблем при много големи инсталации и при собственост на жилище играе второстепенна роля. Клас на защита 1: фазовите и нулевите проводници не трябва да се докосват отвън. само защитен проводнике захваната към електропроводимия корпус и следователно може да бъде засегната.

Съществуват различни видовегрешки, но не всяка грешка е опасна за хората. Стълбата трябва да прави разлика между активни и пасивни стълби. Активните проводници носят ток и се използват за работа на електрическо оборудване за пренос на енергия. В случай на тостер живият и нулевият проводник са активните проводници. Пасивните проводници са защитни проводници. При тостера това е защитен проводник, който е свързан с електропроводимото тяло.

Самото предаване на електроенергия се извършва с помощта на специални трифазни електрически веригивисоко напрежение. Една от характеристиките на електропреноса е достъпността неутрален проводникв схемата, която е обща точказахранвания на трифазна електрическа система, наричана още неутрална. Процесите, протичащи в мрежата при възникване на такова късо съединение, значително зависят от режима на работа на неутралата на дадената мрежа.

Заземяване: късо съединениемежду активен и пасивен проводник. Следователно може да се каже, че активните проводници са необходими само за работата на устройство или електрическа система, както и пасивните проводници за защита на здравето и живота.

Например, при заключението между два етапа не е от интерес за човешкото здраве дали защитното устройство работи в рамките на 10 ms или 10 секунди. Тази грешка се нарича фазово заключване. В допълнение, затварянето между фазата и нулевия проводник, известно още като класическо късо съединение, не представлява интерес за здравето.

В мрежите с изолиран неутраленЕднофазният ток на заземяване се затваря през капацитетите на неповредените фази. Стойността му е малка и се определя от общия капацитет на неповредените фази. Това ви позволява да управлявате мрежата, без незабавно да изключите този тип щети. Но в този случай изолацията на оборудването ще остарее много по-бързо и това може да доведе до по-опасно явление - късо съединение, което изисква незабавно изключване на повредения участък от мрежата.

Единственото заземяване е трансформаторът. Ако възникне заземяване, както е показано на снимката, например, ако фазовата скоба е разхлабена в моя тостер и проводникът може да се изплъзне и след това да се свърже директно към рамката, токът протича както следва.

Всяка от тези точки е резистор, който е свързан последователно, с изключение на заземителния проводник. Те се наричат също контурни резистори. Само съпротивлението на веригата ограничава тока в случай на повреда. Тъй като трансформаторът и предпазителите имат незначително линейно съпротивление, ние вземаме предвид само линейното съпротивление. В този случай се счита, че зоната на дефекта е идеална, т.е. практически няма съпротивление. По този начин линиите представляват единственото натоварване чрез грешката.

В мрежи със заземена неутрала, еднофазна повреда към земята е късо съединение. Токът на повреда в този случай е затворен през заземените неутрали на първичното оборудване и е значителен. Такава повреда изисква незабавно изключване на повредената зона. Имайки в предвид тази функция, тогава изборът оптимален типнеутрален е сложен технически и икономически проблем. В Русия тази задачанамери решение под формата на това, че разпределителните мрежи на ниво 6-35 kV работят в неутрален режим на източници на енергия, изолирани от земята, а мрежите повече високо нивонапреженията работят в режим, при който неутралата е директно свързана със земята - стабилно заземен и ефективен неутрален режим. Причини за еднофазни заземяващи повреди Износването или повредата на изолацията на оборудването е основната причина за появата на късо съединение. Изолацията може да бъде нарушена по различни причини. Това може да се случи или поради външни механични повреди, или поради стареене.

Фактори, влияещи върху действието на защитите

Така два линейни резистора водят до делител на напрежение, състоящ се от два еднакви резистора. Същото напрежение пада на два резистора. Това е ясно над границата на контактното напрежение, 50 V, както вече беше описано по-горе. Тоест, когато човек докосне това тяло, докато се появи тази грешка, то може да бъде сериозно засегнато, тъй като предпазителят също изисква няколко милисекунди. Ето защо всеки дом изисква отделна система за заземяване.

Сега двата земни трансформатора и моята земя са свързани паралелно на къщата и по този начин представляват много по-малко съпротивление в делителя на напрежението, отколкото фазата. По-малкото съпротивление също означава по-малко падане на напрежението, поради което вече нямам 115V в кутията си.

Последици от ОЗЗ

1. Опасност за живота

Единственият път за протичане на еднофазен ток на заземяване в мрежа с изолирана неутрала е капацитивното свързване между фазови проводницилинии и земя. В зависимост от разклонението на мрежата капацитивен токможе да варира от 0,1 до 500 ампера. Което е достатъчно, за да представлява опасност за животни и хора, намиращи се в близост до повредата; поради тази причина тези повреди трябва да бъдат идентифицирани и изключени, точно както се прави в мрежи със стабилно заземен неутрал.

Заземяване и заземяване

За съжаление на практика това рядко се случва. Проблемът е, че високият ток, който трябва да тече, за да задейства бързо предпазителя, също трябва да тече през това място на повреда. Също така телта, която се скъса, вижда това време.

Следващата фигура показва приложението. В нормалния случай - без грешки в устройството - този ток е почти същият. Този малък ток може да бъде постигнат без проблеми в случай на повреда и рискът, че човек ще бъде значително намален отново поради възможните високи съпротивления, които могат да възникнат на мястото на повредата, тъй като контактното напрежение продължава да пада. Така че можете да кажете, че ако има грешка, целият поток трябва да тече през моята земя у дома. Заземителният електрод също има съпротивление между действителната земя и земята.

2. Риск от двойно късо съединение

В повечето случаи възниква повреда в земната дъга и може да е периодична. В този случай по време на дъгова повреда възникват пренапрежения между елементите, свързани към мрежовите фази и земята, надвишаващи 2-4 пъти номиналното фазово напрежение. Оборудването в мрежа с изолирана неутрала е проектирано за дългосрочна работа само за максимум мрежово напрежение. Изолацията по време на веригата може да не издържи на такива пренапрежения и може да възникне повреда на изолацията във всяка друга точка на мрежата, след което веригата се развива в двойно късо съединение към земята.

Трябва да е ясно, че това съпротивление не е необходимо да бъде безкрайно високо. Можете също така да изчислите това съпротивление, което трябва да бъде поне земно. Това е просто приложение на закона на Ом. Максималното контактно напрежение от 50 V се разделя на най-високия ток в електрическа система. Доставчикът на енергия гарантира земно съпротивление по-малко от 1 ом в трафопоста. Следователно нека приемем, че земното съпротивление на трансформатора е 0,6 ома, а земното съпротивление на къщата е 5 ома, което води до импеданс от 0,54 ома.

3. Преждевременно износване на оборудването

По време на развитието и отстраняването на повреди при късо съединение в трансформаторите на напрежение възниква ферорезонансен ефект, който с голяма вероятност води до преждевременна повреда.

Като се вземат предвид всички горепосочени фактори, тези повреди трябва да бъдат идентифицирани чрез релейна защита и повредената линия трябва да бъде селективно изключена.

Следователно къщата има и достатъчно високо съпротивление на земята, за да осигури правилно и безопасно изключване в случай на повреда. Тук двата излъчвателя не са свързани паралелно. Това ниско съпротивление на земята обаче може да се постигне само с много големи усилия. По принцип също няколко, защото иначе има проблем, който винаги е равен пълна къщаненужно, ако възникне грешка.

Проблемни са тези, където почвата е много бедна спрямо потенциала на земята. По този начин повече напрежение пада през тази връзка с висок импеданс и остава по-малко контактно напрежение. Разстоянието също играе роля в импеданса на веригата. Техниката за безопасност няма мрежови недостатъци или предимства пред другите.

Защита от ОЗЗ

Фактори, влияещи върху действието на защитите

Тип затваряне ( метална връзка, късо съединение чрез преходно съпротивление, късо съединение чрез дъга);
Стабилност на веригата (стабилна и нестабилна: прекъсваща верига и верига през прекъсваща дъга);
Наличие на дисбаланси в мрежата;
Преходните процеси са подобни на процесите по време на СЗ (включване на линията, смущения от други електропроводи по време на СЗ по тях и др.).

Видове защита срещу рискове за здравето

Видовете защита срещу рискове за здравето са разделени на две голям клас- Това са индивидуални и централизирани защити.

Лична защита

Този тип защита се счита за доста проста, но често дава фалшиви положителни резултати.

Подвид лична защита:

токова защита с нулева последователност;
токова насочена защита с нулева последователност;
защита от активна мощностнулева последователност;
защита от нулева последователност при по-високи хармонични токове;
защита, която реагира на наложен ток.

Сред другите недостатъци на индивидуалната защита е възможността за неизправност по време на повреди на късо съединение чрез преходни съпротивления, нестабилност на състава и нивото на по-високите хармоници в тока на NP, намаляване на чувствителността на релейната защита и автоматика и отказ за работа по време на прекъсващи дъгови повреди при късо съединение.

Централизирана защита

Защитите на централизиран принцип нямат недостатъците на индивидуалните защити, като напр фалшиви положителни резултати, свързани с преходни процеси на неповредени линии. При централизирана защита сравнението на амплитудата или ефективни стойноститокове с нулева последователност. За разширяване на обхвата на приложение в подстанции с голям брой връзки е възможно да се въведе такава защита Допълнителна информация, което ви позволява да настроите действието в някои сложни режими, например получаването на информация за напрежението с нулева последователност от друга секция на автобусите на подстанцията може да увеличи чувствителността. Представители на такива защити са защитите тип Geum, които използват няколко алгоритма в работата си: стандартен алгоритъм, алгоритъм за общ ток, фазови и логически алгоритми.

Подвидове централизирана защита:

централизирана защита с избиране на алтернативен канал;
централизирана защита с запитване на паралелен канал;
централизирана защита с паралелно синхронизирано запитване на канали.

Междуфазовото късо съединение е авариен режим на работа електрическа мрежа. Възниква, когато електрическа връзкамежду противоположни фази, когато изолацията между тях се влоши, механични повредиили оперативни грешки.
В допълнение към фазовите повреди има еднофазни повреди, които възникват, когато нулата и фазата са свързани една с друга. Свързването на фазов проводник със земята се нарича земно съединение.
Къси съединения възникват в електрически инсталации, които имат и двете заземен нула, когато нулевият проводник е свързан към заземяващия контур, и изолиран, където е изолиран от земята навсякъде. Те могат да възникнат между две фази, три фази с или без нула.
Късо съединение може да възникне навсякъде в електрическата мрежа. Те са податливи на:

опорни и втулкови изолатори, върху които са монтирани проводими шини;
намотки електрически машини: силови трансформатори, електродвигатели и генератори;
захранващи кабелни линии;
въздушни електропроводи;
изолационни елементи на комутационна апаратура: ключове, разединители, ножови прекъсвачи, предпазители, ;
потребители електрическа енергия, например електрически нагреватели, кондензаторни агрегати.

IN различни ситуациизатварянето протича по различни начини. Има:

"метал"къси съединения, при които свързването на проводниците на две фази има ниско съпротивление, което елиминира образуването на дъги и искри;
дъгова повреда, образуван при наличие на въздушна междина между затворени проводници;
"тлеещ"късо съединение, типично за кабелни линии, замърсени изолационни повърхности, когато токът между фазите преминава през зона с ниско съпротивление, нагрявайки я;
късо съединение в полупроводникелементи при тяхното разпадане.

За защита срещу фазови повреди в електрически инсталации 380/220 V се използват следните:

верижни прекъсвачис електромагнитно освобождаване (автоматично);
предпазители.

За защита на електрически инсталации с напрежение над 1000 V се използва набор от устройства, наречени релейна защита. Включва сензори за ток (токови трансформатори), сензори за напрежение (трансформатори за напрежение), защитни релета и управлявани силови превключващи елементи.
Защитните релета могат да бъдат електромеханични, полупроводникови или микропроцесорни. Задачата на превключващия елемент (маслен, вакуумен или елегаз) е да осигури разединяването на повредената зона по команда от защитното устройство. В същото време той трябва да издържа на прекъсване на тока на късо съединение.

Токове на повреда между фази

важно Електрически характеристикикъсо съединение е неговият ток. При проектирането на електрически инсталации трябва да се изчисли по определен метод за няколко точки. Това се прави, за да се изберат правилно параметрите на електрическото оборудване и инсталацията защитни устройства: токове на прекъсване на прекъсвачи и характеристики на реакция на релейна защита.
Големината на тока на късо съединение (SC) се влияе от следните фактори:

Разстояние от точката на повреда до източниците на захранване. Колкото по-близо е веригата до мощни трансформатори, генератори, толкова по-голям е токът на веригата;
Тип, напречно сечение и дължина на свързващия кабел и въздушните линии, свързващи източника на захранване с точката на късо съединение. Количество и характеристики комутационни устройствав тази верига и тяхното техническо състояние. При изчисляването всички тези данни се преобразуват в еквивалентно мрежово съпротивление. Познавайки мощността на източника на електричество, се изчислява токът на късо съединение;
Преглед повреда фаза към фаза: при метална повреда токът е най-голям и се изчислява по време на проектирането. При повреда на дъгата токът е по-малък. Но ако дъгата е нестабилна и постоянно изгасва и след това отново светва, възникват проблеми. преходни процеси, което води до краткотрайно превишаване на номиналните токове.

При "тлеещо" късо съединение токът е много по-нисък от изчисления, което прави невъзможно защитните устройства да реагират на възникването му. Тлеещо късо съединение може внезапно да се превърне в дъга или метал, защитата ще работи, но когато се включи отново, токът отново ще бъде под прага на чувствителност. Намирането на мястото на повреда на електрическото оборудване в този случай е трудно и е невъзможно без измерване на изолацията или тестване с повишено напрежение.

Така че, колкото по-далече се случва късо съединение от източника на захранване, толкова по-малка е величината на неговия ток. Това се обяснява с факта, че всеки кабел, разпределително табло или въздушна линияувеличаване на еквивалентното съпротивление на електрическата мрежа. Според закона на Ом, с увеличаване на съпротивлението на товара, токът във веригата намалява.

Това позволява селективно изключване на повредени участъци от електрическата мрежа. Автоматичен превключвател на входа на апартамента при номинален ток 16 A и характеристика “C” има работен ток електромагнитно освобождаване 80 – 160 A. Ток на повреда над 160 A гарантирано води до изключване. Но токът на късо съединение в апартамента едва ли ще бъде достатъчен, за да изключите ключа трафопост, който захранва цялата къща, изключва при 500А. И защитата дори няма да го забележи кабелна линия, захранващи трафопоста.

Въздействие на фазови повреди върху електрическо оборудване и хора

Когато възникнат фазови повреди, те разрушават електрическото оборудване или нарушават работата му. Когато токът на повреда преминава през части под напрежение, те едновременно изпитват динамични и топлинни ефекти.

Динамично въздействие възниква, когато много големи токове, това е важно главно в мощни подстанции, електроцентрали и електропреносни линии на електроенергийната система. Това се дължи на факта, че проводниците с ток, разположени на определено разстояние един спрямо друг, в зависимост от посоката на тези токове, или привличат, или отблъскват. Силата на това взаимодействие е правопропорционална на големината на токовете и обратно пропорционална на разстоянието между тях.

По време на тежки аварии шините на разпределителната уредба взаимодействат една с друга с такава сила, че изолаторите, на които са монтирани, се счупват. Намотките на електрическите машини са изтръгнати от жлебовете си, а кабелите се извиват като змии. Повредите на токопроводи могат да доведат до появата на допълнителни затворени секции, което прави извънредна ситуацияпо-глобален.

При проектирането цялото електрическо оборудване трябва да бъде проверено, за да се гарантира, че може да издържи на ток на късо съединение без разрушаване. Всяко електрическо устройство има ток на динамична стабилност, обявен в паспорта на производителя, който трябва да бъде по-голям от изчисления ток на късо съединение.

Топлинният ефект се състои в нагряване на проводниците по време на преминаването на токове на късо съединение. Те се превръщат в нагревателни елементи, върху който се генерира топлина. Мощността, освободена от късо съединение в участък от веригата, е пропорционална на нейното съпротивление, умножено по квадрата на тока.

В допълнение към номиналната стойност на динамична стабилност, цялото произведено електрическо оборудване има и термична стабилност. Трябва да се провери и според изчислените параметри на късото съединение, които допълнително включват времето на експозиция.

Когато възникне фазова повреда в апартамент, битовите прекъсвачи работят почти мигновено. Но е време да изключите защитните устройства разпределителни устройстване може да бъде равно на нула. Тогава те могат да бъдат задействани в групи, което ще доведе до масови прекъсвания и трудности при търсене на повредени зони. Колкото по-близо е защитното устройство до потребителя, толкова по-кратко е времето за реакция. Устройството нагоре по веригата е негов резерв, то ще работи при ток на късо съединение, ако низходящото не го изключи. Но работното му време е малко по-дълго.

В зони, защитени с устройства за забавяне на времето, има по-голям шанс шините или проводниците да се стопят по време на късо съединение. Но дори и при незабавно изключване, оборудването има време да се загрее много.

Друг фактор за въздействието на междуфазните повреди върху електрическото оборудване и хората е електрическата дъга. Той нагрява повърхностите, с които влиза в контакт, до няколко хиляди градуса. При такива температури се топят всички метали, използвани в електротехниката. По време на задействане на защитите понякога изгарят няколко метра шини, кабелните линии изгарят наполовина.

Електрическата дъга отделя топлина в околното пространство. Ако наблизо има запалими материали, може да възникне пожар. Изолацията на кабелите и трансформаторно масло, използвани в електрически устройства за охлаждане или гасене на дъгата по време на превключване.

Ако хората са наблизо, те могат да получат или изгаряния на ретината поради ослепителния ефект на дъгата, или други изгаряния. Такива изгаряния са трудни за лечение, тъй като са придружени от метализация: пръски от разтопен метал летят във всички посоки. Усложнения възникват, когато облеклото на жертвата се запали и се запали моментално.

Следователно при работа в съществуващи електрически инсталации се осигурява безопасност Специално внимание. Можете да бъдете изложени на електрическа дъга само ако има грешки при превключване, подготовка на работното място или нарушаване на технологията на работа. Да се окажете на място, където само по себе си е възникнало късо съединение поради повреда на изолацията, на практика е нереалистично.

По време на късо съединение напрежението в точката на възникване е значително намалено. Това се случва поради същия закон на Ом: напрежението в даден участък от веригата е пропорционално на тока през него и неговото съпротивление. Тъй като съпротивлението в точката на късо съединение е много по-ниско, отколкото в останалата част от веригата до източника на захранване, без значение колко голям е токът, напрежението все още ще спадне рязко. Това води до допълнителни проблеми: в останалата част от електрическата инсталация стартерите на двигателя изчезват и отказват електронни устройства, компютърни системи за управление. Следователно при важни енергийни съоръжения системите за управление и наблюдение на работата на електрическото оборудване се захранват от независим източник на електроенергия ( батерия), а компютърните системи трябва да имат UPS.

Предотвратяване на фазови повреди

Честотата на късите съединения във всяка електрическа инсталация зависи от следните фактори:

възраст на използваното електрическо оборудване;
навременност и качество на планираната превантивна поддръжка (PPR);
спазване на режимите на работа на електрическото оборудване;
квалификация на обслужващия персонал.

Предприятията винаги извършват статистически анализ на всички аварийни спирания. Въз основа на него се правят изводи за недопускане на подобни инциденти. Освен това всяко предприятие има свой собствен план за модернизиране на електрическото оборудване, предвиждащ подмяната на старите физически и психически остарели устройствакъм нови, модерни.