Symmetriske & asymmetriske fejl
Under normal driftsforhold fungerer et strømsystem i en balanceret tilstand, med elektriske parametre som spænding og strøm fordelt jævnt på alle faser. Når isoleringen dog mislykkes et sted i systemet eller liveledninger kommer i uønsket kontakt, forstyrres systemets balance, hvilket fører til kortslutning eller fejl i linjen. Fejl i strømsystemer kan blive udløst af mange forskellige faktorer. Naturfænomener som lynnedslag, kraftfulde højhastigheds vind og jordskælv kan fysisk skade elektrisk infrastruktur og forårsage isoleringsnedbrydning. Desuden kan eksterne hændelser som træer, der falder på ledninger, fugle, der skaber elektriske kortslutninger ved at forbinde ledere, eller nedbrydning af isoleringsmaterialer over tid også udløse fejl.
Fejl, der opstår i transmissionslinjer, deles typisk ind i to bredde kategorier:
Symmetriske fejl
Symmetriske fejl indebærer samtidig kortslutning af alle faser i et flerfasers elektrisk system, ofte med en forbindelse til jorden også. Hvad karakteriserer disse fejl er deres balancede natur; selv efter at fejlen opstår, bevares systemets symmetri. I et tre-fasers opsætning, for eksempel, forbliver de elektriske forhold mellem faserne konsekvent, med linjerne effektivt forskydes med en lige vinkel på 120°. Trods at de er relativt sjældne, er symmetriske fejl den mest alvorlige type af elektriske fejl i strømsystemer, da de genererer ekstremt høje fejlstrømme. Disse store strømme kan forårsage betydelig skade på udstyr og forstyrre strømforsyningen, hvis de ikke håndteres korrekt. På grund af deres alvorlighed og de udfordringer, de stiller, udfører ingeniører balancede kortslutningsberegninger specielt designet til præcist at bestemme størrelsen af disse store strømme. Dette information er afgørende for at designe beskyttelsesenheder, som kredsløbsbrydere, der kan sikkert afbryde strømmens flow under en symmetrisk fejl og sikre integriteten af strømsystemet.
Asymmetriske fejl
Asymmetriske fejl karakteriseres ved, at de kun involverer en eller to faser i et strømsystem, hvilket fører til en ubalance mellem de tre-fase linjer. Disse fejl viser sig typisk som forbindelser enten mellem en linje og jorden (linje-til-jord) eller mellem to linjer (linje-til-linje). En asymmetrisk seriefejl opstår, når der er en abnorm forbindelse mellem faser eller mellem en fase og jorden, mens en asymmetrisk shuntfejl identificeres ved en ubalance i linjeimpedancen.
I et tre-fasers elektrisk system kan shuntfejl yderligere inddeles som følger:
Enkelt linje-til-jord fejl (LG): Denne fejl opstår, når en af lederne kommer i kontakt med jorden eller neutrallederen.
Linje-til-linje fejl (LL): Her kortslutter to leder, hvilket forstyrrer den normale strømflow.
Dobbelt linje-til-jord fejl (LLG): I dette scenarie kommer to ledere i kontakt med jorden eller neutrallederen samtidigt.
Tre-fase kortslutningsfejl (LLL): Alle tre faser kortslutter til hinanden.
Tre-fase-til-jord fejl (LLLG): Alle tre faser kortslutter til jorden.
Det er vigtigt at bemærke, at LG, LL og LLG fejl er asymmetriske, mens LLL og LLLG fejl falder ind under kategorien symmetriske fejl. Givet de store strømme, der genereres under symmetriske fejl, udfører ingeniører balancede kortslutningsberegninger for at præcist bestemme disse store strømme, hvilket er afgørende for at designe effektive beskyttelsesforanstaltninger.
Effekten af fejl på transmissionslinjer
Fejl kan have en skadelig indvirkning på strømsystemer på flere måder. Når en fejl opstår, forårsager det ofte en betydelig stigning i spændinger og strømme i specifikke punkter i systemet. Disse øgede elektriske værdier kan skade udstyrets isolation, hvilket reducerer dets levetid og potentielt fører til dyre reparationer eller udskiftninger. Desuden kan fejl underminere strømsystemets stabilitet, hvilket får tre-fases udstyr til at fungere ineffektivt eller endda fejl. For at forhindre spredning af skader og sikre uafbrudt drift af det samlede system er det afgørende hurtigt at isolere den defekte sektion, så snart en fejl opdages. Ved at afkoble den berørte zone kan den normale drift af resten af strømsystemet opretholdes, hvilket minimaliserer indvirkningen på strømforsyningen og reducerer risikoen for yderligere fejl.
