Che cos'è un cortocircuito fase-fase - concetto e ragioni

Durante il funzionamento dei circuiti elettrici ad alta tensione, si verifica spesso un fenomeno definito dai documenti normativi come cortocircuito interfase. Tale deviazione dal normale funzionamento dei sistemi di alimentazione è associata a guasti nelle linee di alimentazione, le cui conseguenze sono imprevedibili. La natura particolarmente pericolosa del possibile danno ci costringe ad affrontare una serie di domande su cosa sia questo fenomeno, a quali disturbi porta e come evitarli.

Il concetto e le ragioni delle chiusure

Il cortocircuito interfase dell'elettricità nei circuiti multifase è un collegamento involontario tra conduttori isolati con un rivestimento protettivo danneggiato.

In alcuni casi, si manifesta come guasto a terra monofase o nel corpo di apparecchiature elettriche in funzione.

Questo stato della rete elettrica è una violazione del normale funzionamento del sistema ed è interpretato come un'emergenza. In questo caso, nei punti di chiusura di due conduttori o nei punti del loro contatto con la terra, il valore della corrente aumenta notevolmente. Il suo valore massimo a volte raggiunge diverse migliaia di Ampere. I flussi incontrollati di elettricità possono portare a conseguenze devastanti.

Le cause delle emergenze nelle reti elettriche ad alta tensione sono:

• Danni all'isolamento protettivo di ciascuno dei conduttori di fase a causa di violazioni delle regole per il funzionamento delle linee in cavo.
• Rottura accidentale di uno dei nuclei del cavo dell'aria e suo cortocircuito su un altro filo o massa.
• Cortocircuitare un filo con isolamento danneggiato al corpo di un impianto elettrico esistente.

Ciascuno dei casi di cortocircuito è il risultato di una grave violazione delle regole per il funzionamento delle apparecchiature elettriche e, in conformità con i requisiti dei documenti normativi, necessita di un'indagine approfondita.

Tipi di chiusure di emergenza

In base al tipo di alimentazione, tutti i cortocircuiti sono suddivisi in danni che si sono verificati in circuiti monofase o trifase e, in base al loro numero, in cortocircuiti singoli e doppi. Il caso più semplice sono le linee monofase, in cui è possibile solo un guasto monofase verso il neutro o verso terra. Un cortocircuito trifase si distingue per una grande varietà di possibilità, poiché il numero di fili in un cavo aumenta a 3. In questo caso, sono possibili le seguenti opzioni di danno:

• Cortocircuito tra due fili dell'alta tensione.
• Cortocircuito di un filo verso il neutro o verso terra (cortocircuiti monofase).
• Contatto di due conduttori contemporaneamente con la superficie del terreno.

In ciascuno di questi casi, compresi i guasti a terra bifase, il guasto considerato si manifesta in modo particolare, caratterizzato da correnti diffuse e distribuzioni di potenziali di emergenza. Oltre a questi fattori, il processo attuale è descritto da un indicatore come la tensione tattile. Il parametro specificato è la tensione applicata al corpo umano tra due punti di contatto sul filo nudo.

Lo stesso tipo di effetti pericolosi include una differenza di potenziale che appare tra le parti del corpo a contatto con un filo scoperto in cortocircuito a terra. Con i cortocircuiti monofase, di particolare interesse è la questione di quale valore raggiunge la tensione di contatto quando la fase è chiusa.Secondo le disposizioni del PUE, questo indicatore dipende dalla distanza tra le zone di contatto e aumenta con il suo aumento.

In alcuni casi, quando la resistenza alla propagazione della corrente a terra è troppo elevata, la tensione di contatto raggiunge un valore pericoloso per l'uomo.

Conseguenze del cortocircuito

Le manifestazioni pericolose di un cortocircuito interfase di un circuito trifase (oltre a uno monofase) includono le conseguenze associate al flusso di correnti nella linea di valori estremamente elevati. Causano naturalmente le seguenti situazioni di emergenza:

• Incendio dovuto a fusione e forte riscaldamento dell'isolamento dei conduttori di fase.
• Guasto dell'apparecchiatura di alimentazione collegata alla linea danneggiata.
• Scossa elettrica di una persona che si trova accidentalmente in un circuito di emergenza.

Quando ci si sposta in quest'area, è importante tenere conto della cosiddetta "tensione a gradino", che si forma a causa della diffusione della corrente di dispersione nel terreno tra le gambe di una persona. Questo indicatore viene misurato tra i suoi piedi quando si muove attorno a un cavo caduto a terra. Può anche raggiungere un valore pericoloso, soprattutto in caso di incidenti nelle linee aeree ad alta tensione di 6,3-10 kW. Pertanto, il PUE è prescritto per muoversi in queste zone con un caratteristico passo d'oca: il piede è vicino al piede.

La condizione principale per una protezione affidabile contro i guasti monofase e bifase nelle linee elettriche a 220/380 Volt è un isolamento di alta qualità in grado di resistere a tensioni di prova fino a 1000 Volt. Il valore della sua resistenza, secondo il PUE, deve essere almeno 0,5 Mohm per ciascuna delle fasi. Per prevenire incendi e guasti alle apparecchiature, nei circuiti di potenza sono installati speciali dispositivi di protezione, che forniscono la disconnessione istantanea della linea in caso di cortocircuito. Tali dispositivi includono:

• Fusibili lineari automatici.
• Interruttori di corrente e relè di alta tensione.
• Dispositivi di protezione attuali e altri.

Con il loro aiuto, è possibile prevenire le conseguenze distruttive delle chiusure di fase, che a volte si verificano per ragioni al di fuori del controllo di una persona.

Grazie all'adozione tempestiva di misure appropriate, è possibile preservare l'integrità delle risorse materiali, nonché proteggere il personale dalle scosse elettriche.

Chiusura della linea ad alta tensione concatenata: metodi di protezione

Non è consentito utilizzare sezionatori automatici nei circuiti di alimentazione con una tensione di esercizio superiore a 1000 Volt, poiché quando i loro contatti di potenza vengono aperti, si forma un arco ad alta potenza. In questo caso, vengono utilizzati interruttori dell'olio, del vuoto o del gas per commutare le linee.

I circuiti relè vengono utilizzati anche per proteggere le reti ad alta tensione. Differiscono nel design semplice e convertono i dispositivi che funzionano secondo la legge di induzione di Faraday - guida del campo e / m. L'attrezzatura del relè, che fornisce protezione delle linee ad alta tensione dalla sovratensione, si basa su un trasformatore di corrente. Con il suo aiuto, è possibile controllare la quantità di corrente nella linea di emergenza e, quando raggiunge il valore limite, generare un segnale che va all'avvolgimento di un potente elettromagnete. Questo dispositivo di protezione, dopo essere stato attivato, disconnette l'intero circuito di alimentazione dall'alimentazione.

Indipendentemente dalla disponibilità di apparecchiature di commutazione, il principale metodo di protezione contro i cortocircuiti fase-fase e trifase è l'uso di prodotti via cavo con isolamento di alta qualità. Se questa condizione è soddisfatta, qualsiasi linea ad alta tensione è in grado di sopportare correnti di cortocircuito molte volte superiori alla velocità consentita.

Misure preventive

Il modo più efficace e affidabile per prevenire i cortocircuiti è un approccio professionale alla risoluzione dei seguenti problemi tecnici e organizzativi:

• Scelta di un cavo di alimentazione idoneo in grado di resistere a sovracorrenti elevate.
• Rigorosa osservanza delle regole per l'installazione e il funzionamento delle reti elettriche, nonché delle macchine e dei dispositivi ad esse collegati.
• Disponibilità di atti di accettazione del sistema di alimentazione al momento della sua messa in servizio.
• L'uso di moderni tipi di dispositivi di protezione, che garantiscono l'arresto istantaneo della linea in caso di emergenza.

Particolare attenzione viene posta alle misure preventive attuate nel rigoroso rispetto di quanto richiesto dalle normative vigenti. Secondo le disposizioni in materia di manutenzione delle reti elettriche, la prevenzione viene effettuata secondo un piano prestabilito approvato dal responsabile di un determinato dipartimento. Quando lo si implementa, è necessario distinguere tra i seguenti tipi di manutenzione preventiva:

• Ispezioni visive.
• Manutenzione ordinaria e preventiva.
• Prove di prova delle apparecchiature elettriche durante la sua accettazione e durante il funzionamento.

Il cortocircuito dei cavi elettrici a terra è un fenomeno molto pericoloso che può provocare un incendio e il successivo incendio. Inoltre, è irto della possibilità di colpire le persone che servono gli impianti con l'alta tensione. Tutto ciò alla fine ci costringe ad adottare misure di protezione speciali per garantire il normale funzionamento delle reti in assenza di modalità critiche.