Què és un curtcircuit fase a fase: concepte i raons

Durant el funcionament de circuits elèctrics d’alta tensió, sovint hi ha un fenomen definit pels documents reguladors com un curtcircuit interfàsic. Aquesta desviació del funcionament normal dels sistemes d’alimentació s’associa a fallades a les línies d’alimentació, les conseqüències de les quals són impredictibles. El caràcter especialment perillós dels possibles danys ens obliga a tractar una sèrie de preguntes sobre què és aquest fenomen, a quins problemes comporta i com evitar-los.

El concepte i els motius dels tancaments

El curtcircuit interfàsic d’electricitat en circuits multifàsics és una connexió involuntària entre conductors aïllats amb un recobriment protector danyat.

En alguns casos, es manifesta com una falla de terra monofàsica o com a cos d’equips elèctrics en funcionament.

Aquest estat de la xarxa elèctrica és una violació del funcionament normal del sistema i s’interpreta com una emergència. En aquest cas, en els punts de tancament de dos conductors o en els punts de contacte amb el sòl, el corrent augmenta significativament. El seu valor màxim arriba de vegades a diversos milers d’amperes. Els fluxos incontrolats d’electricitat poden provocar conseqüències devastadores.

Les causes d’emergències a les xarxes elèctriques d’alta tensió són:

• Danys a l'aïllament protector de cadascun dels conductors de fase a causa de violacions de les normes per al funcionament de les línies de cable.
• Trencament accidental d’un dels nuclis del cable d’aire i el seu curtcircuit a un altre cable o terra.
• Cortocircuit d’un cable amb aïllament danyat al cos d’una instal·lació elèctrica existent.

Cadascun dels casos d’un curtcircuit és el resultat d’una violació greu de les normes per al funcionament dels equips elèctrics i, d’acord amb els requisits dels documents reguladors, necessita una investigació exhaustiva.

Tipus de tancaments d’emergència

Segons el tipus de subministrament elèctric, tots els curtcircuits es divideixen en danys ocorreguts en circuits monofàsics o trifàsics i segons el seu nombre, en curtcircuits simples i dobles. El cas més senzill són les línies monofàsiques, en què només és possible una falla monofàsica a neutre o a terra. Un curtcircuit trifàsic es distingeix per una gran varietat de possibilitats, ja que el nombre de cables d’un cable augmenta a 3. En aquest cas, són possibles les següents opcions de danys:

• En curtcircuit entre dos cables d'alta tensió.
• Curtcircuit d’un cable a neutre o a terra (curtcircuits monofàsics).
• Contacte de dos conductors alhora amb la superfície del terra.

En cadascun d’aquests casos, incloses les falles de terra en dues fases, la fallada considerada es manifesta d’una manera especial, caracteritzada per la dispersió de corrents i la distribució de potencials d’emergència. A més d’aquests factors, el procés actual es descriu mitjançant un indicador com el voltatge tàctil. El paràmetre especificat és la tensió aplicada al cos humà entre dos punts de contacte del fil nu.

El mateix tipus d’efectes perillosos inclouen una diferència de potencial que apareix entre les parts del cos en contacte amb un fil nu curt a terra. Amb els curtcircuits monofàsics, és d’interès particular la qüestió de quin valor aconsegueix la tensió tàctil quan es tanca la fase.Segons les disposicions del PUE, aquest indicador depèn de la distància entre les zones de contacte i augmenta amb el seu augment.

En alguns casos, quan la resistència a la propagació del corrent a terra és massa elevada, la tensió de contacte arriba a un valor perillós per als humans.

Conseqüències del curtcircuit

Les perilloses manifestacions d’un curtcircuit interfàsic d’un circuit trifàsic (a més d’un monofàsic) inclouen les conseqüències associades al flux de corrents en la línia de valors extremadament alts. Naturalment provoquen les situacions d’emergència següents:

• Brot d'incendi a causa de la fusió i el fort escalfament de l'aïllament dels conductors de fase.
• Avaria de l’equip elèctric connectat a la línia malmesa.
• Descàrrega elèctrica a una persona que es troba accidentalment en un circuit d’emergència.

Quan es mou en aquesta zona, és important tenir en compte l’anomenada “tensió de pas”, que es forma a causa de la propagació del corrent de fuita al sòl entre les potes d’una persona. Aquest indicador es mesura entre els seus peus quan es mou prop d’un cable que ha caigut a terra. També pot assolir un valor perillós, especialment en cas d'accidents en línies aèries d'alta tensió de 6,3-10 kW. Per tant, es prescriu PUE per moure’s per aquestes zones amb un pas d’oca característic: el peu està a prop del peu.

La condició principal per a una protecció fiable contra falles monofàsiques i bifàsiques en línies elèctriques de 220/380 volts és l’aïllament d’alta qualitat capaç de suportar tensions de prova de fins a 1000 volts. El valor de la seva resistència, segons el PUE, ha de ser com a mínim de 0,5 Mohm per a cadascuna de les fases. Per evitar incendis i avaries d’equips, s’instal·len dispositius de protecció especials als circuits d’alimentació, que proporcionen una desconnexió instantània de la línia quan es produeix un curtcircuit. Aquests dispositius inclouen:

• Fusibles automàtics lineals.
• Interruptors de corrent i relés d'alta tensió.
• Dispositius de protecció actuals i altres.

Amb la seva ajuda, és possible prevenir les conseqüències destructives dels tancaments de fases, que de vegades es produeixen per motius aliens al control d’una persona.

Gràcies a l’adopció oportuna de les mesures adequades, és possible preservar la integritat dels recursos materials, així com protegir el personal de les descàrregues elèctriques.

Tancament de línia d'alta tensió fase a fase: mètodes de protecció

No es permet utilitzar seccionadors automàtics en circuits de subministrament amb una tensió de funcionament superior a 1000 volts, ja que quan s’obren els seus contactes de potència es forma un arc d’alta potència. En aquest cas, s’utilitzen interruptors de gasoil, buit o gas per canviar les línies.

Els circuits de relé també s’utilitzen per protegir les xarxes d’alta tensió. Es diferencien pel disseny senzill i converteixen dispositius que funcionen segons la llei d’inducció de Faraday: guia del camp e / m. L’equip de relés, que proporciona protecció de les línies d’alta tensió contra sobretensions, es basa en un transformador de corrent. Amb la seva ajuda, és possible controlar la quantitat de corrent a la línia d’emergència i, quan arriba al valor límit, generar un senyal que es dirigeix ​​al bobinatge d’un potent electroimant. Aquest dispositiu de protecció, després de ser activat, desconnecta tot el circuit de subministrament de la font d'alimentació.

Independentment de la disponibilitat d’equips de commutació, el mètode principal de protecció contra els curtcircuits de fase a fase i trifàsic és l’ús de productes de cable amb aïllament d’alta qualitat. Si es compleix aquesta condició, qualsevol línia d’alta tensió és capaç de suportar corrents de curtcircuit moltes vegades superiors a la velocitat permesa.

Mesures préventives

La forma més eficaç i fiable de prevenir els curtcircuits és un enfocament professional per resoldre els següents problemes tècnics i organitzatius:

• Selecció d’un cable d’alimentació adequat capaç de suportar sobrecorrents elevats.
• Compliment estricte de les normes d’instal·lació i funcionament de xarxes elèctriques, així com de les màquines i dispositius connectats a aquestes.
• Disponibilitat d’actes d’acceptació del sistema d’alimentació elèctrica en la seva posada en funcionament.
• L’ús d’equips de protecció moderns que garanteixen l’aturada instantània de la línia en cas d’emergència.

Es presta especial atenció a les mesures preventives dutes a terme d’acord amb els requisits de la normativa vigent. D'acord amb les disposicions relatives al manteniment de xarxes elèctriques, la prevenció es duu a terme segons un pla elaborat prèviament aprovat pel cap d'un departament concret. A l’hora d’implementar-lo, cal distingir els següents tipus de manteniment preventiu:

• Inspeccions visuals.
• Manteniment rutinari i preventiu.
• Proveu proves d’equips elèctrics durant la seva acceptació i durant el funcionament.

La connexió a terra de cables elèctrics és un fenomen molt perillós que pot provocar un incendi i un incendi posterior. A més, està plena de la possibilitat de colpejar a persones que presten servei a la instal·lació amb alta tensió. Tot plegat ens obliga finalment a prendre mesures de protecció especials per garantir el funcionament normal de les xarxes en absència de modes crítics.