Simetrični i asimetrični kvarovi

Pod uvjetima normalnog rada, električni sustav funkcionira u ravnoteži, s električnim parametrima poput napona i struje ravnomjerno raspoređenim na svim fazama. Međutim, kada dođe do propusta izolacije bilo gdje unutar sustava ili do neočekivanog kontaktiranja živih vodova, ravnoteža sustava se prekida, što dovodi do kratkog spoja ili greške u liniji. Greške u električnim sustavima mogu biti pokrenute mnogo različitih faktora. Prirodni pojave poput udara munje, moćnih visokobrzih vetrova i potresa mogu fizički oštetiti električnu infrastrukturu i uzrokovati propust izolacije. Također, vanjski događaji poput pada stabala na vodove, ptice koje stvaraju električne kratak spoj spajanjem vodova ili degradacija materijala izolacije tijekom vremena također mogu pokrenuti greške.

Greške koje se javljaju na prijenosnim linijama obično su klasificirane u dvije šire kategorije:

Simetrične greške

Simetrične greške uključuju istodobni kratki spoj svih faza unutar više-faznog električnog sustava, često s vezom na zemlju. Karakteristika ovih grešaka je njihova ravnoteža; čak i nakon što se greška dogodi, sustav održava svoju simetriju. U trofaznom postavljanju, na primjer, električni odnosi između faza ostaju konzistentni, s vodovima efektivno pomaknutim za jednak kut od 120°. Iako su relativno rijetke, simetrične greške su najteže vrste električnih grešaka u električnim sustavima, jer generiraju ekstremno velike struje greške. Ove struje velikih magnituda mogu uzrokovati značajnu štetu opremi i prekinuti snabdevanje strujom ako nisu pravilno upravljane. Zbog njihove težine i izazova koje predstavljaju, inženjeri provode izračune simetričnog kratkog spoja specifično dizajnirane da točno odrede magnitudu ovih velikih struja. Ova informacija je ključna za dizajn zaštitnih uređaja, poput prekidača struje, koji mogu sigurno prekinuti protok struje tijekom simetrične greške i osigurati integritet električnog sustava.

Asimetrične greške

Asimetrične greške karakteriziraju se svojom uključenosti samo jedne ili dvije faze unutar električnog sustava, što dovodi do neravnoteže među tri-faznim vodovima. Ove greške obično se manifestiraju kao veze ili između voda i zemlje (voda-do-zemlje) ili između dva voda (voda-do-voda). Asimetrična serija grešaka nastupa kada postoji nepravilan spoj između faza ili između faze i zemlje, dok se asimetrična paralelna greška prepoznaje po neravnoteži impedanci voda.

U trofaznom električnom sustavu, paralelne greške mogu se dalje klasificirati na sljedeće:

• Jednosmjerne greške voda-do-zemlje (LG): Ova greška nastupa kada jedan od vodova stvara kontakt s zemljom ili neutralnim vodom.

• Greška voda-do-voda (LL): Ovdje su dva voda kratko spojena, prekidajući normalan protok struje.

• Dvosmjerne greške voda-do-zemlje (LLG): U ovom scenariju, dva voda stvaraju kontakt s zemljom ili neutralnim vodom istodobno.

• Trofazni kratki spoj (LLL): Sve tri faze su kratko spojene međusobno.

• Trofazni kratki spoj na zemlju (LLLG): Sve tri faze su kratko spojene na zemlju.

Važno je napomenuti da su LG, LL i LLG greške asimetrične, dok LLL i LLLG greške pripadaju kategoriji simetričnih grešaka. S obzirom na značajne struje generirane tijekom simetričnih grešaka, inženjeri provode izračune simetričnog kratkog spoja kako bi točno odredili ove struje velikog magnituda, što je ključno za dizajn učinkovitih zaštitnih mjera.

Efekti grešaka na prijenosne linije

Greške mogu imati štetan utjecaj na električne sustave na više načina. Kada se dogodi greška, često uzrokuje značajan porast napona i struja na određenim točkama unutar sustava. Ovi povišeni električni vrijednosti mogu oštetiti izolaciju opreme, time smanjujući njen vijek trajanja i potencijalno dovodeći do skupih popravaka ili zamjena. Također, greške mogu podkopati stabilnost električnog sustava, uzrokujući neefikasno ili čak nepravilno funkcioniranje trofazne opreme. Da bi se sprečio širenje štete i osigurala neprekidna operacija cijelog sustava, ključno je da se odmah izdvoji defektan dio kada se otkrije greška. Odspajanjem oštećenog područja, normalna operacija preostalih dijelova električnog sustava može se održati, smanjujući utjecaj na snabdevanje strujom i smanjujući rizik od daljnjih propusta.