במהלך הפעלת מעגלים חשמליים במתח גבוה, לרוב קיימת תופעה המוגדרת על ידי מסמכים רגולטוריים כקצר חשמלי בין-פאזי. חריגה כזו מהפעלתם הרגילה של מערכות אספקת החשמל קשורה לתקלות בקווי האספקה, שלא ניתן לחזות את השלכותיהן. האופי המסוכן במיוחד של הנזק האפשרי מאלץ אותנו להתמודד עם מספר שאלות הנוגעות לתופעה זו, לאילו צרות היא מובילה וכיצד להימנע מהן.
הרעיון והסיבות לסגירות
קצר חשמלי בין-פאזי במעגלים מרובי-שלבים הוא חיבור לא מכוון בין מוליכים מבודדים עם ציפוי מגן פגום.
במקרים מסוימים, זה מתבטא כתקלת אדמה חד פאזית או כגוף של הפעלת ציוד חשמלי.
מצב זה של רשת החשמל מהווה הפרה של פעולתה הרגילה של המערכת ומתפרש כחירום. במקרה זה, בנקודות הסגירה של שני מוליכים או בנקודות המגע שלהם עם הקרקע, הזרם עולה משמעותית. ערכו המרבי מגיע לפעמים לכמה אלפי אמפר. זרמי חשמל לא מבוקרים עלולים להוביל לתוצאות הרסניות.
הגורמים למקרי חירום ברשתות חשמל בעלות מתח גבוה הם:
- נזק לבידוד המגן של כל אחד ממוליכי הפאזה עקב הפרות של הכללים להפעלת קווי כבלים.
- שבירה מקרית של אחת מליבות כבל האוויר וקצרו לחוט או לקרקע אחרת.
- קיצור חוט עם בידוד פגום לגוף של מתקן חשמלי קיים.
כל אחד מהמקרים של קצר חשמלי הוא תוצאה של הפרה בוטה של הכללים להפעלת ציוד חשמלי ובהתאם לדרישות המסמכים הרגולטוריים נדרש לחקירה מעמיקה.
סוגי סגירת חירום
- קיצור שני חוטי מתח גבוה זה לזה.
- קצר חשמלי של חוט אחד לניטראלי או לקרקע (קצר חשמלי חד פאזי).
- מגע של שני מוליכים בבת אחת עם משטח הקרקע.
בכל אחד מהמקרים הללו, כולל תקלות אדמה דו-פאזיות, התקלה הנחשבת מתבטאת בצורה מיוחדת, המאופיינת בפיזור זרמים והפצת פוטנציאל חירום. בנוסף לגורמים אלה, התהליך הנוכחי מתואר על ידי אינדיקטור כזה כמו מתח מגע. הפרמטר שצוין הוא המתח המופעל על גוף האדם בין שתי נקודות מגע על החוט החשוף.
אותו סוג של השפעות מסוכנות כולל הבדל פוטנציאלי המופיע בין חלקי הגוף במגע עם חוט חשוף מקוצר לקרקע. במעגלים קצרים חד פאזיים, עניין מיוחד הוא השאלה לאיזה ערך מגיע מתח המגע כשהסוגר נסגר.על פי הוראות ה- PUE, אינדיקטור זה תלוי במרחק בין אזורי המגע ועולה עם עלייתו.
בחלק מהמקרים, כאשר ההתנגדות לזרם המתפשט לקרקע גבוהה מדי, מתח המגע מגיע לערך המסוכן לבני אדם.
השלכות של קצר חשמלי
- התפרצות אש עקב התכה וחימום חזק של בידוד מוליכי הפאזה.
- כשל בציוד החשמל המחובר לקו הפגום.
- התחשמלות לאדם שנמצא בטעות במעגל חירום.
בעת תנועה באזור זה, חשוב לקחת בחשבון את מה שמכונה "מתח צעד", הנוצר עקב התפשטות זרם הדליפה לקרקע בין רגליו של האדם. אינדיקטור זה נמדד בין רגליו כאשר הוא נע ליד כבל שנפל לקרקע. זה יכול גם להגיע לערך מסוכן, במיוחד במקרה של תאונות בקווי תקורה במתח גבוה של 6.3-10 קילוואט. לכן, נקבע PUE לנוע באזורים אלה עם צעד אווז אופייני: כף הרגל קרובה לרגל.
התנאי העיקרי להגנה אמינה מפני תקלות חד פאזיות ודו-פאזיות בקווי חשמל 220/380 וולט הוא בידוד איכותי המסוגל לעמוד במתח בדיקה עד 1000 וולט. ערך ההתנגדות שלו, על פי ה- PUE, חייב להיות לפחות 0.5 מוהם לכל אחד מהשלבים. כדי למנוע שריפות ותקלות בציוד, מותקנים במעגלי החשמל התקני מגן מיוחדים המספקים ניתוק מיידי של הקו בעת מתרחש קצר. מכשירים כאלה כוללים:
- נתיכים אוטומטיים לינאריים.
- מפסקי זרם וממסרי מתח גבוה.
- התקני הגנה שוטפים ואחרים.
בעזרתם ניתן למנוע את ההשלכות ההרסניות של סגירת פאזות, המתרחשות לעיתים מסיבות שאינן בשליטתו של אדם.
הודות לאימוץ בזמן של אמצעים מתאימים, ניתן לשמור על שלמות המשאבים החומריים, כמו גם להגן על כוח האדם מפני התחשמלות.
סגירת קו מתח-שלב גבוהה: שיטות הגנה
מעגלי ממסר משמשים גם להגנה על רשתות מתח גבוה. הם שונים בתכנון פשוט וממירים מכשירים הפועלים על פי חוק האינדוקציה של פאראדיי - הנחיית שדה e / m. ציוד הממסר, המספק הגנה על קווי מתח גבוה מפני מתח יתר, מבוסס על שנאי זרם. בעזרתו ניתן לשלוט בכמות הזרם בקו החירום, וכאשר הוא מגיע לערך הגבול, ליצור אות שעובר לפיתול של אלקטרומגנט חזק. לאחר שמופעל מכשיר מגן זה מנתק את כל מעגל האספקה מאספקת החשמל.
ללא קשר לזמינות של ציוד מיתוג, שיטת ההגנה העיקרית מפני מעגלים שלב-שלב ושלושה שלבים היא השימוש במוצרי כבלים עם בידוד איכותי. אם תנאי זה מתקיים, כל קו מתח גבוה מסוגל לעמוד בזרמי קצר חשמלי הגבוהים פי כמה מהשיעור המותר.
צעדי מנע
הדרך היעילה והאמינה ביותר למניעת קצר חשמלי היא גישה מקצועית לפתרון הנושאים הטכניים והארגוניים הבאים:
- בחירת כבל חשמל מתאים המסוגל לעמוד בזרם יתר גבוה.
- הקפדה על כללי ההתקנה וההפעלה של רשתות חשמל, כמו גם המכונות והמכשירים המחוברים אליהן.
- זמינות פעולות קבלה של מערכת אספקת החשמל עם הזמנתה.
- שימוש בסוגים מודרניים של ציוד מגן, המבטיח כיבוי מיידי של הקו במקרה חירום.
תשומת לב מיוחדת מוקדשת לאמצעי מניעה הנעשים בהתאם לדרישות התקנות הנוכחיות. על פי ההוראות הנוגעות לתחזוקת רשתות חשמל, המניעה מתבצעת על פי תוכנית שהוכנה מראש שאושרה על ידי ראש מחלקה מסוימת. בעת יישומה יש צורך להבחין בין הסוגים הבאים של תחזוקה מונעת:
- בדיקות חזותיות.
- תחזוקה שוטפת ומונעת.
- בדיקת בדיקות של ציוד חשמלי במהלך קבלתו ובמהלך הפעלתו.
קיצור חוטי חשמל לקרקע הוא תופעה מסוכנת מאוד שעלולה להוביל לשריפה ולשריפה הבאה. בנוסף, יש בכך אפשרות לפגוע באנשים המשרתים את המתקן במתח גבוה. בסופו של דבר כל זה מכריח אותנו לנקוט באמצעי הגנה מיוחדים בכדי להבטיח פעולה רגילה של רשתות בהיעדר מצבים קריטיים.
