Dom · Ostalo · Koji kratki spoj je klasifikovan kao jednofazni. Monofazni zemljospoji. Utjecaj međufaznih kvarova na električnu opremu i ljude

Koji kratki spoj je klasifikovan kao jednofazni. Monofazni zemljospoji. Utjecaj međufaznih kvarova na električnu opremu i ljude

Jednofazni kvarovi na zemlju- radi se o kvaru na dalekovodima u kojima je jedna od faza trofazni sistem kratki spoj na masu ili na element koji je električno spojen na masu. SFO su vrlo čest tip kvara; jednofazni zemljospoji čine 70-90% električno oštećenje. .

Scenariji grešaka i uticaj zaštitnih mera

Opcije tranzita nisu sasvim fer u praksi, ali to je prilično problem s vrlo velikim instalacijama i u vlasništvu kuće igra sporednu ulogu. Klasa zaštite 1: fazne i neutralne žice ne smiju se dodirivati ​​izvana. Samo zaštitni provodnik je pričvršćen na električno provodljivo kućište i stoga može biti pogođen.

Postoji različite vrste greške, ali nije svaka greška opasna za ljude. Ljestve moraju razlikovati aktivne i pasivne ljestvice. Aktivni provodnici su strujni i koriste se za rad električne opreme za prijenos energije. U slučaju tostera, aktivni provodnici su pod naponom i neutralni provodnici. Pasivni provodnici su zaštitni provodnici. U slučaju tostera, ovo je zaštitni provodnik koji je spojen na električno provodljivo tijelo.

Sam prijenos električne energije vrši se pomoću posebnih trofaznih električna kola visokog napona. Jedna od karakteristika transporta električne energije je dostupnost neutralna žica u šemi, koja je zajednička tačka napajanja trofaznog električnog sistema, koji se naziva i neutralnim. Procesi koji se dešavaju u mreži kada dođe do ovakvog kratkog spoja značajno zavise od načina rada neutralnog elementa date mreže.

zemljospoj: kratki spoj između aktivnog i pasivnog provodnika. Stoga se može reći da su aktivni provodnici potrebni samo za rad uređaja ili električnog sistema, kao i pasivni provodnici za zaštitu zdravlja i života.

Na primjer, u zaključku između dva stupnja, nije od interesa za ljudsko zdravlje da li zaštitni uređaj djeluje unutar 10 ms ili 10 sekundi. Ova greška se naziva fazno zaključavanje. Osim toga, ograničenje između faze i neutralnog vodiča, također poznato kao klasični kratki spoj, nije od interesa za zdravlje.

U mrežama sa izolovano neutralno Jednofazna struja zemljospoja je zatvorena kroz kapacitete neoštećenih faza. Njegova vrijednost je mala i određena je ukupnim kapacitetom neoštećenih faza. Ovo vam omogućava da upravljate mrežom bez momentalnog gašenja ove vrste oštećenja. Ali u ovom slučaju, izolacija opreme će stariti mnogo brže, a to može dovesti do opasnijeg fenomena - kratkog spoja, koji zahtijeva hitno gašenje oštećenog dijela mreže.

Jedino uzemljenje je transformator. Ako dođe do kvara uzemljenja kao što je prikazano na slici, na primjer, ako je fazna stezaljka labava u mom tosteru i žica može iskliznuti i zatim se spojiti direktno na okvir, struja teče na sljedeći način.

Svaka od ovih tačaka je otpornik koji je povezan serijski, osim vodiča za uzemljenje. Nazivaju se i otpornici petlje. Samo otpor petlje ograničava struju u slučaju kvara. Budući da transformator i osigurači imaju zanemarljiv otpor linije, uzimamo u obzir samo otpor linije. U ovom slučaju se smatra da je područje defekta idealno, odnosno da praktički nema otpora. Dakle, linije predstavljaju jedino opterećenje kroz grešku.

U mrežama s uzemljenim neutralnim elementom, jednofazni kvar na masu predstavlja kratki spoj. Struja kvara je u ovom slučaju zatvorena kroz uzemljene neutrale primarne opreme i značajna je. Takva oštećenja zahtijevaju hitnu deenergetizaciju oštećenog područja. Razmatrati ovu funkciju, zatim izbor optimalan tip neutralan je složen tehnički i ekonomski problem. U Rusiji ovaj zadatak pronašao rješenje u vidu da distribucijske mreže na nivou od 6-35 kV rade u neutralnom režimu izvora energije izolovanih od zemlje, a mreže više visoki nivo naponi rade u režimu gde je nul direktno povezan sa zemljom - čvrsto uzemljen i efektivni neutralni režim. Uzroci jednofaznih kvarova u zemlji Habanje ili oštećenje izolacije opreme glavni je uzrok nastanka kratkih spojeva. Izolacija se može prekinuti iz različitih razloga. To se može dogoditi zbog vanjskih mehaničkih oštećenja ili zbog starenja.

Faktori koji utiču na rad zaštita

Dakle, dva linearna otpornika vode do djelitelja napona koji se sastoji od dva identična otpornika. Isti napon pada na dva otpornika. Ovo je jasno iznad granice kontaktnog napona, 50 V, kao što je već opisano. Odnosno, kada osoba dodirne ovo tijelo dok se ova greška dogodi, to može biti ozbiljno pogođeno, jer osigurač također zahtijeva nekoliko milisekundi. Zbog toga svaki dom zahtijeva poseban sistem uzemljenja.

Sada su dva uzemljiva transformatora i moje uzemljenje spojeni paralelno sa kućom i tako predstavljaju mnogo manji otpor u razdjelniku napona od faze. Manji otpor znači i manji pad napona, zbog čega više nemam 115V na svom kućištu.

Posljedice OZZ

1. Opasnost po život

Jedini put za protok jednofazne struje zemljospoja u mreži sa izolovanim neutralnim elementom je kapacitivna sprega između fazne žice linije i tlo. Ovisno o grananju mreže kapacitivna struja može se kretati od 0,1 do 500 ampera. Što je dovoljno da predstavlja opasnost za životinje i ljude koji se nalaze u blizini kvara; iz tog razloga ovi kvarovi moraju biti identificirani i isključeni, baš kao što se radi u mrežama sa čvrsto uzemljenim neutralnim elementom.

Uzemljenje i uzemljenje

Nažalost, u praksi se to rijetko dešava. Problem je u tome što velika struja koja mora teći da bi brzo aktivirala osigurač također mora teći kroz tu lokaciju kvara. I žica koja se pokida vidi ovaj put.

Sljedeća slika prikazuje aplikaciju. U normalnom slučaju - bez grešaka u uređaju - ova struja je skoro ista. Ova mala struja se može postići bez problema u slučaju kvara, a rizik da će osoba biti ponovo značajno smanjena zbog mogućih visokih otpora koji se mogu pojaviti na mjestu kvara kako kontaktni napon nastavlja opadati. Dakle, možete reći da ako postoji greška, cijeli potok treba da teče kroz moju zemlju kod kuće. Uzemljiva elektroda također ima otpor između stvarnog uzemljenja i zemlje.

2. Rizik od dvostrukog kratkog spoja

U većini slučajeva dolazi do kvara uzemljenja i može biti povremeno. U ovom slučaju, prilikom kvara na luk, dolazi do prenapona između elemenata priključenih na mrežne faze i uzemljenja, koji prelaze 2-4 puta nazivni fazni napon. Oprema u mreži sa izolovanim neutralnim elementom dizajnirana je za dugotrajan rad samo maksimalno linijski napon. Izolacija tokom kola možda neće izdržati takve prenapone i može doći do kvara izolacije na bilo kojoj drugoj tački u mreži, a zatim se krug razvija u dvostruki kratki spoj na masu.

Trebalo bi biti jasno da ovaj otpor ne mora biti beskonačno visok. Također možete izračunati ovaj otpor, koji mora biti najmanje zemlja. Ovo je jednostavna primjena Ohmovog zakona. Maksimalni kontaktni napon od 50 V podijeljen je s najvećom strujom u električni sistem. Dobavljač energije garantuje otpor uzemljenja manji od 1 ohma na transformatorskoj stanici. Pretpostavimo stoga da je otpor uzemljenja transformatora 0,6 oma, a otpor uzemljenja kuće 5 oma, što rezultira impedancijom od 0,54 oma.

3. Prerano trošenje opreme

Prilikom razvoja i otklanjanja kvarova kratkog spoja u naponskim transformatorima dolazi do efekta ferorezonancije, što sa velikom vjerovatnoćom dovodi do njihovog prijevremenog kvara.

Uzimajući u obzir sve gore navedene faktore, ovi kvarovi moraju biti identificirani relejnom zaštitom, a oštećeni vod se mora selektivno isključiti.

Stoga kuća ima i dovoljno visok otpor tla da osigura pravilno i sigurno gašenje u slučaju kvara. Ovdje dva emitera nisu povezana paralelno. Međutim, ovaj nizak otpor tla može se postići samo uz veliki napor. U osnovi i nekoliko, jer inače postoji problem koji je uvijek jednak full house nepotrebno ako dođe do greške.

Problematična područja su ona na kojima je tlo veoma siromašno u odnosu na potencijal zemljišta. Dakle, više pada napona na ovoj visokoimpedansnoj vezi i ostaje manji kontaktni napon. Udaljenost također igra ulogu u impedanciji petlje. Sigurnosna tehnika nema nikakvih mrežnih nedostataka ili prednosti u odnosu na drugu.

Zaštita od OZZ-a

Faktori koji utiču na rad zaštita

  1. Vrsta zatvaranja ( metalni spoj, kratki spoj kroz prijelazni otpor, kratki spoj kroz luk);
  2. Stabilnost kola (stabilno i nestabilno: isprekidani krug i strujni krug kroz isprekidani luk);
  3. Prisutnost neravnoteža u mreži;
  4. Prolazni procesi su slični procesima tokom SZ (uključivanje na liniji, smetnje od drugih dalekovoda tokom SZ na njima itd.).

Vrste zaštite od zdravstvenih rizika

Vrste zaštite od zdravstvenih rizika podijeljene su na dvije velika klasa- To su individualne i centralizovane zaštite.

Lična zaštita

Ova vrsta zaštite se smatra prilično jednostavnom, ali često daje lažne pozitivne rezultate.

Podvrste ličnu zaštitu:
  • strujna zaštita nulte sekvence;
  • strujna usmjerena zaštita nulte sekvence;
  • zaštita od strane aktivna snaga nulta sekvenca;
  • zaštita nulte sekvence pri višim harmonijskim strujama;
  • zaštita koja reaguje na nametnutu struju.

Od ostalih nedostataka individualne zaštite, postoji mogućnost neispravnosti pri kratkospojnim kvarovima kroz prelazne otpore, nestabilnost sastava i nivoa viših harmonika u NP struji, smanjenje osetljivosti relejne zaštite i automatike i odbijanje rada tokom povremenih kvarova kratkog spoja.

Centralizovana zaštita

Zaštite zasnovane na centralizovanom principu nemaju nedostatke individualnih zaštita, kao npr lažno pozitivni, povezan sa prolaznim procesima na neoštećenim linijama. U centraliziranoj zaštiti, poređenje amplitude odn efektivne vrednosti struje nulte sekvence. Za proširenje opsega primjene na trafostanicama sa velikim brojem priključaka moguće je uvesti takvu zaštitu Dodatne informacije, koji vam omogućava da isključite akciju u nekim složenim režimima, na primjer, primanje informacija o naponu nulte sekvence iz drugog dijela sabirnica trafostanice može povećati osjetljivost. Predstavnici takvih zaštita su zaštite tipa Geum, koje u svom radu koriste nekoliko algoritama: standardni algoritam, algoritam ukupne struje, fazni i logički algoritmi.

Podvrste centralizovane zaštite:
  • centralizovana zaštita sa alternativnim prozivanjem kanala;
  • centralizovana zaštita sa paralelnim prozivanjem kanala;
  • centralizovana zaštita sa paralelnim sinhronizovanim prozivanjem kanala.

Kratki spoj faza-faza je hitan način rada električna mreža. Javlja se kada električni priključak između suprotnih faza kada se izolacija između njih pokvari, mehaničko oštećenje ili operativne greške.
Pored kvarova faza-faza, postoje i jednofazni kvarovi koji se javljaju kada su nula i faza međusobno povezane. Spajanje faznog provodnika sa zemljom naziva se zemljospoj.
Kratki spojevi se javljaju u električnim instalacijama koje imaju i jedno i drugo uzemljeno neutralno, kada je neutralni provodnik spojen na petlju za uzemljenje, i izolovan, gdje je izolovan od zemlje u cijelom. Mogu se pojaviti između dvije faze, tri faze sa ili bez nule.
Kratki spojevi mogu nastati bilo gdje u električnoj mreži. Podložni su:

  • izolatori nosača i izolatora na kojima se postavljaju provodne sabirnice;
  • namotaja električne mašine: energetski transformatori, električni motori i generatori;
  • Električni kabelski vodovi;
  • nadzemni vodovi;
  • izolacijski elementi sklopne opreme: prekidači, rastavljači, noževi, blokovi osigurača, ;
  • potrošači električna energija, na primjer, električni grijači, kondenzatorske jedinice.

IN različite situacije zatvaranja se odvijaju na različite načine. Oni su:

  • "metal" kratki spojevi u kojima spoj vodiča dvije faze ima mali otpor, eliminirajući stvaranje luka i iskri;
  • kvar luka, nastaje kada postoji zračni jaz između zatvorenih provodnika;
  • "tinjanje" kratki spoj, tipičan za kablovske vodove, kontaminirane izolacijske površine, kada struja između faza prolazi kroz područje sa malim otporom, zagrijavajući ga;
  • kratki spoj u poluprovodnik elemenata nakon njihovog raspada.

Za zaštitu od međufaznih kvarova u električnim instalacijama 380/220 V koriste se sljedeće:

  • prekidači sa elektromagnetnim otpuštanjem (automatski);
  • osigurači.

Za zaštitu električnih instalacija napona preko 1000 V koristi se skup uređaja koji se nazivaju relejna zaštita. Uključuje strujne senzore (strujni transformatori), senzore napona (naponske transformatore), zaštitne releje i upravljane energetske sklopne elemente.
Zaštitni releji mogu biti na bazi elektromehaničkih, poluprovodničkih ili mikroprocesorskih. Zadatak sklopnog elementa (uljnog, vakuumskog ili SF6 prekidača) je da osigura da se oštećeno područje isključi na komandu zaštitnog uređaja. Istovremeno, mora izdržati prekid struje kratkog spoja.

Međufazne struje kvara

Bitan električne karakteristike kratki spoj je njegova struja. Prilikom projektiranja električnih instalacija mora se izračunati određenom metodom za nekoliko točaka. To se radi kako bi se pravilno odabrali parametri električne opreme i instalacije zaštitnih uređaja: prekidne struje prekidača i karakteristike odziva relejne zaštite.
Na veličinu struje kratkog spoja (SC) utiču sljedeći faktori:

  1. Udaljenost od tačke kvara do izvora napajanja. Što je krug bliže moćni transformatori, generatori, veća je struja kola;
  2. Vrsta, poprečni presjek i dužina priključnog kabla i nadzemnih vodova koji povezuju izvor napajanja sa točkom kratkog spoja. Količina i karakteristike komutacionih uređaja u ovom krugu i njihovo tehničko stanje. Prilikom izračunavanja, svi ovi podaci se pretvaraju u ekvivalentnu otpornost mreže. Poznavajući snagu izvora električne energije, izračunava se struja kratkog spoja;
  3. Pogled kvar između faze: kod kvara na metalu struja je najveća, a izračunava se pri projektovanju. Kod kvara luka struja je manja. Ali ako je luk nestabilan i stalno se gasi, a zatim ponovo svijetli, nastaju problemi. prolazni procesi, što dovodi do kratkotrajnog prekoračenja nazivnih struja.

Kod kratkog spoja koji tinja, struja je mnogo manja od izračunate, što onemogućava reakciju zaštitnih uređaja na njegovu pojavu. Tinjajući kratki spoj može se iznenada pretvoriti u lučni ili metalni, zaštita će raditi, ali kada se ponovo uključi, struja će opet biti ispod praga osjetljivosti. Pronalaženje mjesta oštećenja električne opreme u ovom slučaju je teško i nemoguće je bez mjerenja izolacije ili ispitivanja povećanim naponom.

Dakle, što se kratki spoj dalje javlja od izvora napajanja, to je manja veličina njegove struje. To se objašnjava činjenicom da svaki kabel, razvodni panel odn nadzemni vod povećati ekvivalentni otpor električne mreže. Prema Ohmovom zakonu, kako raste otpor opterećenja, struja u kolu se smanjuje.

To omogućava selektivno gašenje oštećenih dijelova električne mreže. Automatski prekidač na ulazu u stan kada nazivna struja 16 A i karakteristika “C” ima radnu struju elektromagnetno oslobađanje 80 – 160 A. Struja kvara veća od 160 A garantovano će dovesti do njegovog isključivanja. Ali struja kratkog spoja u stanu vjerojatno neće biti dovoljna da isključi prekidač transformatorska podstanica, koji napaja cijelu kuću, gasi se na 500A. A odbrana ga neće ni primetiti kablovsku liniju, napajanje trafostanice.

Utjecaj međufaznih kvarova na električnu opremu i ljude

Kada se pojave međufazni kvarovi, oni uništavaju električnu opremu ili ometaju njen rad. Kada struja kvara prolazi kroz dijelove pod naponom, oni istovremeno doživljavaju dinamičke i termičke efekte.

Dinamički uticaj nastaje kada je veoma velike struje, ovo je uglavnom važno u moćnim trafostanicama, elektranama i dalekovodima elektroenergetskog sistema. To je zbog činjenice da strujni vodiči koji se nalaze na određenoj udaljenosti jedan od drugog, ovisno o smjeru tih struja, ili privlače ili odbijaju. Snaga ove interakcije je direktno proporcionalna veličini struja i obrnuto proporcionalna udaljenosti između njih.

Prilikom teških nesreća, sabirnice razvodnih uređaja međusobno djeluju takvom silom da se izolatori na kojima su ugrađeni pucaju. Namotaji električnih mašina su istrgnuti iz svojih žljebova, a kablovi se viju kao zmije. Kvarovi strujnih provodnika mogu dovesti do pojave dodatnih zatvorenih sekcija, što čini vanredna situacija globalnije.

Prilikom projektiranja, sva električna oprema mora se provjeriti kako bi se osiguralo da može izdržati struju kratkog spoja bez uništenja. Svaki električni uređaj ima struju dinamičke stabilnosti deklariranu u pasošu proizvođača, koja mora biti veća od izračunate struje kratkog spoja.

Toplotni efekat se sastoji od zagrijavanja provodnika tokom prolaska struja kratkog spoja. Oni se pretvaraju u grijaćih elemenata, na kojoj se stvara toplina. Snaga koju oslobađa kratki spoj u dijelu kola proporcionalna je njegovom otporu pomnoženom s kvadratom struje.

Osim nominalne vrijednosti dinamičke stabilnosti, sva proizvedena električna oprema ima i termičku stabilnost. Također se mora provjeriti prema izračunatim parametrima kratkog spoja, koji dodatno uključuju vrijeme izlaganja.

Kada dođe do kvara između faze u stanu, kućni prekidači rade gotovo trenutno. Ali vrijeme je da isključite zaštitne uređaje distributivni uređaji ne može biti jednako nuli. Tada se mogu pokrenuti u grupama, što će dovesti do velikih prekida rada i poteškoća u potrazi za oštećenim područjima. Što je zaštitni uređaj bliži potrošaču, to je njegovo vrijeme odziva kraće. Upstream uređaj je njegova rezerva; on će raditi u slučaju struje kratkog spoja ako ga donji ne isključi. Ali njegovo radno vrijeme je malo duže.

U područjima zaštićenim uređajima za odgodu, postoji veća šansa da će se sabirnice ili žice istopiti tijekom kratkog spoja. Ali čak i sa trenutnim gašenjem, oprema ima vremena da se jako zagrije.

Drugi faktor u utjecaju međufaznih kvarova na električnu opremu i ljude je električni luk. Zagreva površine sa kojima dolazi u kontakt do nekoliko hiljada stepeni. Na takvim temperaturama se tope svi metali koji se koriste u elektrotehnici. Za vrijeme aktiviranja zaštite ponekad izgori i nekoliko metara sabirnica, kablovske linije izgore napola.

Električni luk oslobađa toplinu u okolni prostor. Ako se u blizini nalaze zapaljivi materijali, može doći do požara. Izolacija kablova i transformatorsko ulje, koji se koristi u električnim uređajima za hlađenje ili gašenje luka tokom uključivanja.

Ako su ljudi u blizini, mogu zadobiti ili opekotine mrežnjače zbog zasljepljujućeg efekta luka ili druge opekotine. Takve opekotine je teško izliječiti, jer ih prati metalizacija: prskanje rastopljenog metala lete na sve strane. Komplikacije nastaju kada se odjeća žrtve zapali i odmah zapali.

Stoga se pri radu u postojećim električnim instalacijama daje sigurnost Posebna pažnja. Električnom luku možete biti izloženi samo ako postoje greške pri sklapanju prekidača, pripremi radnog mjesta ili kršenju tehnologije rada. Naći se na mjestu gdje je došlo do kratkog spoja zbog kvara izolacije, u praksi je nerealno.

Tokom kratkog spoja, napon na mjestu njegovog nastanka značajno se smanjuje. To se događa zbog istog Ohmovog zakona: napon na dijelu kruga proporcionalan je struji kroz njega i njegovom otporu. Budući da je otpor u točki kratkog spoja mnogo manji nego u ostatku kola do izvora napajanja, bez obzira koliko je struja velika, napon će i dalje naglo pasti. To vodi do dodatni problemi: u ostatku električne instalacije, starteri motora nestaju i otkazuju elektronskih uređaja, kompjuterski sistemi upravljanja. Stoga se na važnim energetskim objektima sistemi upravljanja i nadzora rada električne opreme napajaju iz nezavisnog izvora električne energije ( baterija), a računarski sistemi moraju imati UPS.

Sprečavanje međufaznih kvarova

Učestalost kratkih spojeva u bilo kojoj električnoj instalaciji ovisi o sljedećim faktorima:

  • starost električne opreme u upotrebi;
  • blagovremenost i kvalitet planiranog preventivnog održavanja (PPR);
  • usklađenost s načinima rada električne opreme;
  • kvalifikacije uslužnog osoblja.

Preduzeća uvijek provode statističku analizu svih isključenja u nuždi. Na osnovu toga se donose zaključci o sprečavanju nastanka sličnih incidenata. Osim toga, svako preduzeće ima svoj plan za modernizaciju električne opreme, predviđajući zamenu stare, fizički i psihički zastarjelih uređaja na nove, moderne.