Wat is een fase-naar-fase kortsluiting - concept en redenen?

Tijdens de werking van elektrische hoogspanningscircuits is er vaak een fenomeen dat in regelgevende documenten wordt gedefinieerd als een kortsluiting tussen fasen. Een dergelijke afwijking van de normale werking van voedingssystemen gaat gepaard met fouten in de voedingsleidingen, waarvan de gevolgen onvoorspelbaar zijn. De bijzonder gevaarlijke aard van de mogelijke schade dwingt ons een aantal vragen te beantwoorden over wat dit fenomeen is, tot welke problemen het leidt en hoe we ze kunnen vermijden.

Het concept en de redenen voor sluitingen

Interphase kortsluiting van elektriciteit in meerfasige circuits is een onbedoelde verbinding tussen geïsoleerde geleiders met een beschadigde beschermende coating.

In sommige gevallen manifesteert het zich als een enkelfasige aardfout of het lichaam van werkende elektrische apparatuur.

Deze toestand van het elektrische netwerk is een schending van de normale werking van het systeem en wordt geïnterpreteerd als een noodgeval. In dit geval neemt de stroom aanzienlijk toe op de punten van sluiting van twee geleiders of op de punten van hun contact met de grond. De maximale waarde bereikt soms enkele duizenden ampères. Ongecontroleerde elektriciteitsstromen kunnen verwoestende gevolgen hebben.

De oorzaken van calamiteiten in hoogspanningsnetwerken zijn:

• Schade aan de beschermende isolatie van elk van de fasegeleiders als gevolg van schendingen van de regels voor de werking van kabellijnen.
• Per ongeluk breken van een van de kernen van de luchtkabel en de kortsluiting naar een andere draad of aarde.
• Kortsluiting van een draad met beschadigde isolatie naar het lichaam van een bestaande elektrische installatie.

Elk van de gevallen van kortsluiting is het resultaat van een grove overtreding van de regels voor de werking van elektrische apparatuur en vereist, in overeenstemming met de vereisten van regelgevende documenten, een grondig onderzoek.

Soorten noodsluitingen

Afhankelijk van het type voeding zijn alle kortsluitingen onderverdeeld in schade die is opgetreden in enkelfasige of driefasige circuits, en volgens hun aantal - in enkele en dubbele kortsluitingen. Het eenvoudigste geval zijn enkelfasige lijnen, waarbij slechts een enkelfasige fout naar neutraal of aarde mogelijk is. Een driefasige kortsluiting onderscheidt zich door een grote verscheidenheid aan mogelijkheden, aangezien het aantal draden in een kabel toeneemt tot 3. In dit geval zijn de volgende schade-opties mogelijk:

• Twee hoogspanningsdraden met elkaar kortsluiten.
• Kortsluiting van één draad naar nulleider of aarde (eenfasige kortsluiting).
• Contact van twee geleiders tegelijk met het aardoppervlak.

In elk van deze gevallen, inclusief tweefasige aardfouten, manifesteert de beschouwde fout zich op een speciale manier, gekenmerkt door spreidende stromen en distributies van noodpotentialen. Naast deze factoren wordt het huidige proces beschreven door een indicator als aanraakspanning. De gespecificeerde parameter is de spanning die op het menselijk lichaam wordt toegepast tussen twee contactpunten op de blote draad.

Hetzelfde type gevaarlijke effecten omvat een potentiaalverschil dat optreedt tussen delen van het lichaam die in contact komen met een blootliggende draad die is kortgesloten met aarde. Bij enkelfasige kortsluitingen is van bijzonder belang de vraag welke waarde de aanraakspanning bereikt wanneer de fase gesloten is.Volgens de bepalingen van de PUE hangt deze indicator af van de afstand tussen de contactzones en neemt toe met zijn toename.

In sommige gevallen, wanneer de weerstand tegen stroomuitbreiding naar de grond te hoog is, bereikt de contactspanning een waarde die gevaarlijk is voor mensen.

Gevolgen van kortsluiting

De gevaarlijke manifestaties van een interfase-kortsluiting van een driefasig circuit (evenals een enkelfasig circuit) omvatten de gevolgen die samenhangen met de stroom van stromen in de lijn van extreem hoge waarden. Ze veroorzaken natuurlijk de volgende noodsituaties:

• Branduitbraak door smelten en sterke verhitting van de isolatie van de fasegeleiders.
• Storing van de elektrische apparatuur aangesloten op de beschadigde lijn.
• Elektrische schok voor een persoon die zich per ongeluk in een noodcircuit bevindt.

Bij het verplaatsen in dit gebied is het belangrijk om rekening te houden met de zogenaamde "stapspanning", die wordt gevormd door de verspreiding van de lekstroom in de grond tussen de benen van een persoon. Deze indicator wordt gemeten tussen zijn voeten bij het bewegen in de buurt van een kabel die op de grond is gevallen. Het kan ook een gevaarlijke waarde bereiken, vooral bij ongevallen in hoogspanningsbovenleidingen van 6,3-10 kW. Daarom wordt PUE voorgeschreven om in deze zones te bewegen met een karakteristieke ganzenpas: de voet staat dicht bij de voet.

De belangrijkste voorwaarde voor een betrouwbare bescherming tegen eenfasige en tweefasige fouten in 220/380 Volt-stroomleidingen is een hoogwaardige isolatie die bestand is tegen testspanningen tot 1000 Volt. De waarde van zijn weerstand, volgens de PUE, moet voor elk van de fasen minimaal 0,5 Mohm zijn. Om brand en uitval van apparatuur te voorkomen, zijn speciale beveiligingsinrichtingen in de stroomcircuits geïnstalleerd, die zorgen voor onmiddellijke ontkoppeling van de lijn wanneer er een kortsluiting optreedt. Dergelijke apparaten zijn onder meer:

• Lineaire automatische zekeringen.
• Stroomonderbrekers en hoogspanningsrelais.
• Huidige beveiligingsapparaten en andere.

Met hun hulp is het mogelijk om de destructieve gevolgen van fase-afsluitingen te voorkomen, die soms optreden om redenen buiten de controle van een persoon.

Dankzij de tijdige vaststelling van passende maatregelen is het mogelijk om de integriteit van materiële hulpbronnen te behouden en het personeel te beschermen tegen elektrische schokken.

Fase-naar-fase hoogspanningsafsluiting: beveiligingsmethoden

Het is niet toegestaan ​​om automatische scheiders te gebruiken in voedingscircuits met een bedrijfsspanning van meer dan 1000 volt, omdat wanneer hun vermogenscontacten worden geopend, een hoogvermogenboog wordt gevormd. In dit geval worden olie-, vacuüm- of gasschakelaars gebruikt om de leidingen te schakelen.

Relaiscircuits worden ook gebruikt om hoogspanningsnetwerken te beschermen. Ze verschillen in een eenvoudig ontwerp en zijn converterende apparaten die werken volgens de inductiewet van Faraday - geleiding van het e / m-veld. De relaisapparatuur, die hoogspanningslijnen tegen overspanning beschermt, is gebaseerd op een stroomtransformator. Met zijn hulp is het mogelijk om de hoeveelheid stroom in de noodleiding te regelen en, wanneer deze de grenswaarde bereikt, een signaal te genereren dat naar de wikkeling van een krachtige elektromagneet gaat. Dit beveiligingsapparaat scheidt, na te zijn geactiveerd, het volledige voedingscircuit van de voeding.

Ongeacht de beschikbaarheid van schakelapparatuur, is de belangrijkste methode voor bescherming tegen fase-naar-fase en driefasige kortsluitingen het gebruik van kabelproducten met hoogwaardige isolatie. Als aan deze voorwaarde wordt voldaan, is elke hoogspanningslijn bestand tegen kortsluitstromen die vele malen hoger zijn dan de toegestane snelheid.

Preventieve maatregelen

De meest effectieve en betrouwbare manier om kortsluiting te voorkomen is een professionele aanpak voor het oplossen van de volgende technische en organisatorische problemen:

• Een geschikte voedingskabel selecteren die bestand is tegen hoge overstromen.
• Strikte naleving van de regels voor de installatie en werking van elektrische netwerken, evenals de machines en apparaten die erop zijn aangesloten.
• Beschikbaarheid van aanvaardingsakten van het voedingssysteem bij de inbedrijfstelling.
• Het gebruik van moderne soorten beschermingsmiddelen, die in geval van nood een onmiddellijke stopzetting van de lijn garanderen.

Bijzondere aandacht wordt besteed aan preventieve maatregelen die worden uitgevoerd in strikte overeenstemming met de vereisten van de huidige regelgeving. Volgens de bepalingen betreffende het onderhoud van elektrische netwerken gebeurt de preventie volgens een vooraf opgesteld plan dat is goedgekeurd door het hoofd van een bepaalde afdeling. Bij de implementatie ervan is het noodzakelijk om onderscheid te maken tussen de volgende soorten preventief onderhoud:

• Visuele inspecties.
• Routinematig en preventief onderhoud.
• Test tests van elektrische apparatuur tijdens de acceptatie en tijdens het gebruik.

Het kortsluiten van elektrische draden naar de grond is een zeer gevaarlijk fenomeen dat kan leiden tot brand en daaropvolgende brand. Bovendien is het beladen met de mogelijkheid om mensen te raken die de installatie met hoogspanning bedienen. Dit alles dwingt ons uiteindelijk om speciale beschermingsmaatregelen te nemen om de normale werking van netwerken te waarborgen bij afwezigheid van kritieke modi.