- Čo je to medzifázové uzavretie?
- Kde vzniká a prečo?
- Fázový poruchový prúd
- účinky
- Spôsoby ochrany
- prevencia
Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!
Nebolo by veľkým nadsázkou tvrdiť, že takýto abnormálny spôsob prevádzky rozvodnej siete ako skrat je známy aj tým, ktorí neštudovali základy elektrotechniky. Dnes navrhujeme zvážiť osobitný prípad tohto javu - medzifázové uzavretie. Z materiálov nášho článku sa dozviete o vlastnostiach tohto typu skratu a jeho dôsledkoch. Na záver sa pozrieme na spôsoby ochrany elektrickej siete pred rôznymi typmi uzáverov.
Čo je to medzifázové uzavretie?
Ide o núdzovú prevádzku elektrickej siete, spôsobenú elektrickým kontaktom opačných fáz. Ako príklad uvádzame typické typy uzáverov.
Legenda:
- Trojfázový skrat.
- Uzavretie dvojfázových vodičov.
- Skrat k zemi s dvojfázovým obvodom.
- Fázový (jednofázový) skrat. Porucha sa môže vyskytnúť pri uzemnení alebo pri neutrálnom vodiči v systémoch s izolovaným alebo uzemneným vodičom.
Ako je možné vidieť na obrázku, doložka 2 zodpovedá definícii medzifázového uzáveru .. Všimnite si, že za určitých podmienok 1 a 3 možno tiež považovať za špeciálny prípad medzifázového skratu.
Kde vzniká a prečo?
Teoreticky sa môže vyskytnúť chyba v ktoromkoľvek bode siete. Tento proces je náhodný, s výnimkou prípadov, keď je skrat vyvolaný násilím, pomocou skratového obvodu na rýchle odpojenie vedení vysokého napätia.
Neúmyselná chyba môže nastať na nasledujúcich miestach:
- Na izolátoroch, a to tak priechodným, ako aj základným, ktorý sa používa na diely nesúce prúd.
- Medzi fázovými vinutiami elektrických strojov a elektromagnetických zariadení, napríklad prúdových transformátorov, motorov alebo generátorov.
- V nadzemnom a káblovom vedení.
- V spínačoch elektrických obvodov, napríklad odpínačoch, spínačoch, ističoch atď.
- V reťazcoch zariadení alebo iných odberateľov elektriny.
Príčiny porúch môžu byť spôsobené rôznymi podmienkami, uvádzame najbežnejšie elektrické prípojky:
- Kovové kontaktné medzifázové napätie s minimálnym prechodovým odporom a elimináciou elektrického oblúka.
- Oblúkový okruh. Medzi fázovými vodičmi prúdia silné prúdové zaťaženia aj pri vzduchovej medzere.
- Skraty doutnania sa spravidla vyskytujú v elektrických vedeniach, keď je izolácia vodivých vedení poškodená alebo poškodená. V dôsledku toho sa v úseku siete medzi fázovými vodičmi môže vytvoriť zóna s nízkym odporom, čo vedie k prehriatiu izolácie.
- Rozdelenie výkonových polovodičových prvkov, napríklad tyristorov.
Fázový poruchový prúd
V akejkoľvek forme skratového prúdu je hlavnou charakteristikou núdzového režimu trojfázovej siete. Ego sa musí brať do úvahy pri vývoji elektrických zariadení, pre ktoré sa používa špeciálna technika, ktorých opis nájdete na našich webových stránkach.
Výpočet elektrických skratových prúdov popri elektrických zariadeniach je tiež potrebný na výber charakteristík zariadení, ktoré vytvárajú ochranné (núdzové) vypínanie, napríklad ističe alebo systémy ochrany relé.
Uvádzame faktory, na ktorých závisí skratový prúd:
- Núdzovú oblasť vyberte zo zdroja napájania. Čím väčšia je vzdialenosť medzi nimi, tým nižšia bude úroveň skratového prúdu.
- Typ, prierez prvkov prenášajúcich prúd a dĺžka elektrických vedení medzi núdzovým úsekom a zdrojom elektrickej energie. Zároveň majú dôležitý vplyv parametre a stav spínačov umiestnených v tomto okruhu. Vyššie uvedené charakteristiky obvodu umožňujú vypočítať ekvivalentnú impedanciu záťaže potrebnú na určenie prúdu obvodu.
Všimnite si, že typ elektrického spojenia so skratom ovplyvňuje veľkosť prúdového prúdu. Pozoruje sa nasledujúci vzťah:
- Kovový kontakt fázových napätí tvorí najväčší prúd. Preto sa pri navrhovaní elektrických zariadení počítajú výpočty tohto elektrického spojenia.
- Arc skrat tvorí menší prúd. V praxi je však často možné pozorovať nestabilný oblúk, to znamená periodicky zapaľovať a blednúť, čo vedie k tvorbe prechodných javov. Následne môžu spôsobiť prekročenie vypočítaných charakteristík skratového prúdu.
- Žiariaci skrat vytvára úroveň prúdu podstatne nižšiu, ako je vypočítaná hodnota, čo môže negatívne ovplyvniť činnosť ističov ochranných obvodov. V praxi sa vyskytli prípady, keď sa tento typ uzáveru stal oblúkovým alebo tvoril kovový kontakt, čo spôsobilo, že AB sa vypína. Ale po zapnutí linky sa elektrické spojenie vrátilo do stavu žeraviaceho okruhu, ktorý rozpoznal AB. V takýchto prípadoch, aby sa rozpoznala núdzová sekcia, je potrebné na vedenie priviesť zvýšené napätie alebo merať izolačný odpor.
účinky
Poruchy medzi fázami môžu ovplyvniť nielen prevádzkové režimy elektrických zariadení, ale tiež spôsobiť ich zlyhanie. Okrem toho sú prvky nesúce prúd vystavené tepelnému aj dynamickému zaťaženiu. Toto je charakteristické pre výkonné energetické systémy, v ktorých sú vodivé prvky priťahované alebo odpudzované. Táto interakcia závisí od smeru prúdu.
V prípade nehody vysokonapäťových obvodov môže dynamické zaťaženie viesť k zničeniu izolátorov podopierajúcich vodivé vedenia, čo situáciu len zhoršuje.
Tepelné zaťaženie sa prejavuje vo forme ohrevu vodičov, keď ním prechádza skratový prúd. V dôsledku toho sa vodiče stávajú doslova vykurovacími prvkami.
Nemenej nebezpečným faktorom pri medzifázovom skrate je tvorba elektrického oblúka, ktorý má negatívny vplyv na ľudí aj na vybavenie. Je schopný zohriať kontaktný povrch na 4000 ° C - 10 000 ° C a v niektorých prípadoch ešte viac v mikrosekundách. Preto sa pri takej vysokej teplote prakticky všetky kovové prvky topia. Pred ochrannými cestami má oblúk čas spáliť prípojnice.
Elektrický oblúk nielenže ohrieva miesto kontaktu a okolitý priestor. Ak sa vedľa neho nachádzajú horľavé materiály, významne sa zvyšuje pravdepodobnosť požiaru.
Popálenie spôsobené oblúkom je ťažké liečiť. Je to spôsobené tým, že na pokožku sa ukladajú malé rozstrekované roztavené kovy, čo vytvára metalizačný efekt. Je charakteristické, že v praxi je takmer nemožné náhodne dostať pod vplyvom oblúka. Dôvodom je spravidla porušenie TBC, technologických procesov, ako aj iných chýb spojených s vystavením ľudským faktorom.
K negatívnym dôsledkom poruchy patrí aj zníženie úrovne napätia v havarijnom úseku. To vytvára množstvo ďalších problémov, ktoré sa prejavujú vo forme zlyhania prevádzky zariadení pripojených k tejto sieti. Napríklad sa vypnú magnetické štartéry, spustí sa ochrana napájacích jednotiek elektronických systémov, zvýši sa prevádzkový prúd elektromotorov atď.
Spôsoby ochrany
V minulosti sme uvažovali o spôsoboch ochrany pred skratom, ale vzhľadom na význam tejto témy bude užitočné si ich spomenúť. V každodennom živote sa na tieto účely používajú ističe, zabudovaná elektromagnetická ochrana reaguje na skratové prúdy a odľahčuje záťaž počas medzifázových, jednofázových a iných skratov.
Selektivita ochranných zariadení v domácich a distribučných sieťach umožňuje lokalizáciu núdzového miesta, pričom spotrebitelia sú napájaní z neporušených fáz.
Na ochranu elektrických obvodov s napäťovou triedou viac ako 1 kilovolt sa nepoužíva AV alebo podobné spínacie zariadenia. Je to spôsobené skutočnosťou, že aj pri normálnych prevádzkových podmienkach môže veľkosť zaťaženia viesť k vytvoreniu oblúka, s ktorým sa nemôžu potlačiť cievky na potlačenie oblúka. To je dôvod, prečo vysokonapäťové zariadenie využíva reléovú ochranu ovládajúcu vákuové, olejové a plynové izolátory.
prevencia
Napriek tomu, že vznik okruhu je náhodný, pomocou niekoľkých preventívnych opatrení, je možné do určitej miery znížiť pravdepodobnosť jeho výskytu. Tieto opatrenia zahŕňajú: \ t
- Včasná výmena elektrického zariadenia, ktorá uplynula.
- Pravidelná preventívna údržba. Pri takýchto postupoch je možné včas odhaliť a opraviť poškodenie izolácie vedení na vedenie prúdu, skratových spojov primárneho alebo sekundárneho vinutia transformátora a iných porúch.
- Elektrické zariadenia musia byť prevádzkované v normálnom režime, preťaženie výrazne znižuje jeho zdroje.
- Primeraná odborná príprava a pravidelné informovanie personálu údržby a elektrotechniky.