Szimmetrikus és nem szimmetrikus hibák

Normális működési feltételek mellett az energiaellátó rendszer egyensúlyban működik, ahol az elektromos paraméterek, mint például a feszültség és az áram, egyenletesen oszlanak el az összes fázison. Azonban, ha bármely ponton megbukik az izoláció a rendszerben, vagy a vezetékek hozzájutnak egymáshoz nem tervezett módon, a rendszer egyensúlya megsérül, ami visszacsatolást vagy hibát eredményez a vonalban. Az energiaellátó rendszerekben fellépő hibák számos tényezőtől függhetnek. Természeti jelenségek, mint például a villámcsapások, a nagy sebességű szél, és a földrengések fizikailag károsíthatják az elektromos infrastruktúrát, és okozhatják az izoláció romlását. Ezen felül külső események is, mint például a fák esése a tápellátóvonalka felé, a madarak által okozott elektrikai visszacsatolás a vezetékek között, vagy az idő múlásával bekövetkező izolációs anyagok romlása is indítja el a hibákat.

A továbbítóvonalkákban fellépő hibák általában két fő típusba sorolhatók:

Szimmetrikus hibák

A szimmetrikus hibák többfázisú elektromos rendszer minden fázisának egyidejű visszacsatolását jelentik, gyakran a földeléshez való kapcsolódással együtt. Ezek a hibák azért különlegesek, mert szimmetrikus természetűek; még a hiba után is a rendszer fenntartja szimmetriáját. Például, háromfázisú beállításban, a fázisok közötti elektromos viszonyok konzisztensek maradnak, a vezetékek hatékonyan 120°-kal eltoltak. Bár relatíve ritkán fordulnak elő, a szimmetrikus hibák a legnehézségesebb típusú elektromos hibák az energiaellátó rendszerekben, mivel nagyon magas hibafeszültséget generálnak. Ezek nagy méretű áramai jelentős kárt okozhatnak a berendezéseknek, és zavarhatják a tápegés szolgáltatását, ha nincsenek megfelelően kezelve. A súlyosságuk miatt és a kihívások, amelyeket jelentenek, a mérnökök speciálisan kiegyensúlyozott rövidzárlap számításokat végeznek, hogy pontosan meghatározzák ezek nagy áramok mértékét. Ez az információ kulcsfontosságú a védelmi eszközök, mint például a vezetékfenntörők, tervezéséhez, amelyek biztonságosan megszakítják az áramot egy szimmetrikus hiba esetén, és megőrizik az energiaellátó rendszer integritását.

Nemszimmetrikus hibák

A nemszimmetrikus hibák azt jellemzik, hogy csak egy vagy két fázist érintenek egy energiaellátó rendszerben, ami egy háromfázisú vonalak közötti egyensúlytalanságot eredményez. Ezek a hibák általában úgy jelennek meg, hogy kapcsolat alakul ki egy vonal és a föld (vonal - föld) vagy két vonal (vonal - vonal) között. Egy nemszimmetrikus sorbeli hiba akkor lép fel, amikor anomális kapcsolat alakul ki a fázisok között vagy egy fázis és a föld között, míg egy nemszimmetrikus párhuzamos hiba egy vonalimpedanciák közötti egyensúlytalansággal van jellemezhető.

Egy háromfázisú elektromos rendszerben, a párhuzamos hibák tovább oszthatók a következőkre:

• Egy vonal - föld hiba (LG): Ez a hiba akkor lép fel, amikor egy vezeték kapcsolatba kerül a földdel vagy a semleges vezetékkel.

• Vonal - vonal hiba (LL): Itt két vezeték rövidzárlapot képez, ami megszakítja a normál áramáramat.

• Két vonal - föld hiba (LLG): Ebben az esetben két vezeték egyszerre kapcsolatba kerül a földdel vagy a semleges vezetékkel.

• Háromfázisú rövidzárlap hiba (LLL): Mindhárom fázis rövidzárlapot képez egymással.

• Háromfázisú - föld hiba (LLLG): Mindhárom fázis rövidzárlapot képez a földdel.

Fontos megjegyezni, hogy az LG, LL és LLG hibák nemszimmetrikusak, míg az LLL és LLLG hibák a szimmetrikus hibák kategóriájába tartoznak. Mivel a szimmetrikus hibák nagy áramokat generálnak, a mérnökök kiegyensúlyozott rövidzárlap számításokat végeznek, hogy pontosan meghatározzák ezek nagy méretű áramait, ami létfontosságú a hatékony védelmi intézkedések tervezéséhez.

A hibák hatása a továbbítóvonalkákra

A hibák többféleképpen is káros hatást gyakorolhatnak az energiaellátó rendszerekre. Amikor hiba történik, gyakran jelentős növekedést okoz a feszültségekben és az áramokban a rendszer adott pontjain. Ezek emelkedett elektromos értékei károsíthatják a berendezések izolációját, ami csökkenti az élettartamukat, és potenciálisan drága javításokhoz vagy cserékhöz vezethet. Továbbá, a hibák aláaszathatják az energiaellátó rendszer stabilitását, ami hatékonyabb működés hiányát vagy rossz működést okozhat a háromfázisú berendezésekben. A károk terjedésének megelőzése, valamint a rendszer folyamatos működésének biztosítása érdekében létfontosságú, hogy a hiba detektálása után a hibás szakaszt minél hamarabb elkülönítsék. A hibás terület lekapcsolásával a rendszer többi részének normál működése fenntartható, ami minimalizálja a tápegés befolyásolását, és csökkenti a további hibák kockázatát.