Co je zkrat mezi fázemi - koncepce a důvody

Během provozu elektrických obvodů vysokého napětí často dochází k jevu definovanému regulačními dokumenty jako mezifázový zkrat. Taková odchylka od normálního provozu napájecích systémů je spojena s poruchami v napájecích vedeních, jejichž důsledky jsou nepředvídatelné. Obzvláště nebezpečná povaha možného poškození nás nutí vypořádat se s řadou otázek týkajících se toho, o jaký fenomén jde, jaké problémy vede a jak se jim vyhnout.

Pojem a důvody uzavření

Mezifázový zkrat elektřiny ve vícefázových obvodech je neúmyslné spojení mezi izolovanými vodiči s poškozeným ochranným povlakem.

V některých případech se projevuje jako jednofázová zemní porucha nebo tělo provozního elektrického zařízení.

Tento stav elektrické sítě je porušením normálního provozu systému a je interpretován jako stav nouze. V tomto případě v bodech uzavření dvou vodičů nebo v bodech jejich kontaktu se zemí se proud výrazně zvyšuje. Jeho maximální hodnota někdy dosahuje několika tisíc ampér. Nekontrolované toky elektřiny mohou mít zničující následky.

Příčiny mimořádných událostí ve vysokonapěťových elektrických sítích jsou:

• Poškození ochranné izolace každého z fázových vodičů v důsledku porušení pravidel pro provoz kabelových vedení.
• Náhodné rozbití jedné z žil vzduchového kabelu a jeho zkratu na jiný vodič nebo zem.
• Zkratování vodiče s poškozenou izolací k tělu stávající elektrické instalace.

Každý z případů zkratu je výsledkem hrubého porušení pravidel pro provoz elektrického zařízení a v souladu s požadavky regulačních dokumentů vyžaduje důkladné prošetření.

Druhy nouzových uzávěrů

Podle typu napájecího zdroje jsou všechny zkraty rozděleny na poškození, ke kterým došlo v jednofázových nebo třífázových obvodech, a podle jejich počtu - na jedno a dvojité zkraty. Nejjednodušším případem jsou jednofázová vedení, ve kterých je možná pouze jednofázová porucha nulového vodiče nebo země. Třífázový zkrat se vyznačuje širokou škálou možností, protože počet vodičů v kabelu se zvyšuje na 3. V tomto případě jsou možné následující možnosti poškození:

• Zkrat dvou vodičů vysokého napětí k sobě navzájem.
• Zkrat jednoho vodiče na nulový vodič nebo na zem (jednofázové zkraty).
• Kontakt dvou vodičů najednou s povrchem země.

V každém z těchto případů, včetně dvoufázových zemních poruch, se uvažovaná porucha projevuje zvláštním způsobem, který se vyznačuje rozprostřením proudů a distribucí nouzových potenciálů. Kromě těchto faktorů je aktuální proces popsán takovým indikátorem, jako je dotykové napětí. Zadaným parametrem je napětí přivedené na lidské tělo mezi dvěma styčnými body holého drátu.

Stejný typ nebezpečných účinků zahrnuje potenciální rozdíl, který se objevuje mezi částmi těla v kontaktu s holým vodičem zkratovaným k zemi. U jednofázových zkratů je obzvláště zajímavá otázka, jaké hodnoty dosahuje dotykové napětí, když je fáze uzavřena.Podle ustanovení PUE tento indikátor závisí na vzdálenosti mezi kontaktními zónami a zvyšuje se s jeho zvětšením.

V některých případech, kdy je odpor proti proudu šířícímu se zemí příliš vysoký, dosáhne kontaktní napětí hodnoty, která je pro člověka nebezpečná.

Důsledky zkratu

Mezi nebezpečné projevy mezifázového zkratu třífázového obvodu (stejně jako jednofázového) patří důsledky spojené s tokem proudů v řadě extrémně vysokých hodnot. Přirozeně způsobují následující nouzové situace:

• Vypuknutí požáru v důsledku roztavení a silného zahřátí izolace fázových vodičů.
• Porucha napájecího zařízení připojeného k poškozenému vedení.
• Úraz elektrickým proudem osoby, která se náhodou ocitla v nouzovém okruhu.

Při pohybu v této oblasti je důležité vzít v úvahu takzvané „skokové napětí“, které vzniká v důsledku šíření svodového proudu do půdy mezi nohama člověka. Tento indikátor se měří mezi jeho nohama, když se pohybuje v blízkosti kabelu, který spadl na zem. Může také dosáhnout nebezpečné hodnoty, zejména v případě nehod ve venkovním vedení vysokého napětí 6,3-10 kW. Proto je PUE předepsán pro pohyb v těchto zónách s charakteristickým husím krokem: noha je blízko nohy.

Hlavní podmínkou spolehlivé ochrany před jednofázovými a dvoufázovými poruchami v napájecích vedeních 220/380 V je vysoce kvalitní izolace schopná odolat zkušebním napětím až do 1000 voltů. Hodnota jeho odporu podle PUE musí být alespoň 0,5 Mohm pro každou z fází. Aby se zabránilo požárům a poruchám zařízení, jsou ve výkonových obvodech instalována speciální ochranná zařízení, která v případě zkratu zajišťují okamžité odpojení vedení. Mezi tato zařízení patří:

• Lineární automatické pojistky.
• Proudové chrániče a vysokonapěťová relé.
• Proudová ochranná zařízení a další.

S jejich pomocí je možné zabránit ničivým následkům fázových uzávěrů, ke kterým někdy dochází z důvodů mimo kontrolu osoby.

Díky včasnému přijetí příslušných opatření je možné zachovat integritu materiálních zdrojů a chránit personál před úrazem elektrickým proudem.

Uzavření vedení vysokého napětí mezi fázemi: metody ochrany

Není dovoleno používat automatické odpojovače v napájecích obvodech s provozním napětím vyšším než 1000 V, protože při otevření jejich kontaktů se vytvoří vysoce výkonný oblouk. V tomto případě se k přepínání vedení používají olejové, vakuové nebo plynové spínače.

Reléové obvody se také používají k ochraně sítí vysokého napětí. Liší se jednoduchým designem a převádějí zařízení fungující podle Faradayova indukčního zákona - vedení pole e / m. Reléové zařízení, které zajišťuje ochranu vedení vysokého napětí před přepětím, je založeno na proudovém transformátoru. S jeho pomocí je možné řídit množství proudu v nouzovém vedení a při dosažení mezní hodnoty generovat signál, který jde do vinutí silného elektromagnetu. Toto ochranné zařízení po spuštění odpojí celý napájecí obvod od napájecího zdroje.

Bez ohledu na dostupnost spínacího zařízení je hlavní metodou ochrany proti fázovým a třífázovým zkratům použití kabelových výrobků s vysoce kvalitní izolací. Pokud je tato podmínka splněna, je jakékoli vysokonapěťové vedení schopné odolat zkratovým proudům, které jsou mnohonásobně vyšší než povolená rychlost.

Preventivní opatření

Nejúčinnějším a nejspolehlivějším způsobem, jak předcházet zkratům, je profesionální přístup k řešení následujících technických a organizačních problémů:

• Výběr vhodného napájecího kabelu schopného odolat přetížení vysokým proudem.
• Přísné dodržování pravidel pro instalaci a provoz elektrických sítí, jakož i strojů a zařízení k nim připojených.
• Dostupnost aktů přejímky napájecího systému při jeho uvedení do provozu.
• Používání moderních typů ochranných prostředků, které zaručují okamžité odstavení linky v případě nouze.

Zvláštní pozornost je věnována preventivním opatřením prováděným v přísném souladu s požadavky platných předpisů. Podle ustanovení týkajících se údržby elektrických sítí se prevence provádí podle předem vypracovaného plánu schváleného vedoucím konkrétního oddělení. Při jeho implementaci je nutné rozlišovat mezi následujícími typy preventivní údržby:

• Vizuální kontroly.
• Rutinní a preventivní údržba.
• Zkušební zkoušky elektrického zařízení během jeho přejímky a během provozu.

Zkrat elektrických vodičů na zem je velmi nebezpečný jev, který může vést k požáru a následnému požáru. Kromě toho je plná možnosti zasáhnout lidi obsluhující zařízení vysokým napětím. To vše nás nakonec nutí přijmout zvláštní ochranná opatření k zajištění normálního provozu sítí při absenci kritických režimů.