対称障害と非対称障害
通常の運転条件下では、電力システムはバランス状態で機能し、電圧や電流などの電気パラメータがすべての相に均等に分布しています。しかし、システム内のどこかで絶縁が失敗したり、生線が意図しない接触をしたりすると、システムのバランスが崩れ、短絡またはライン障害が発生します。電力システムの障害は、さまざまな要因によって引き起こされる可能性があります。落雷、強風、地震などの自然現象は、電気インフラを物理的に損傷させ、絶縁破壊を引き起こすことがあります。また、木が電線に倒れてくる、鳥が導体間を橋渡しして短絡を引き起こす、または絶縁材料の劣化といった外部イベントも障害を引き起こす可能性があります。
送電線で発生する障害は、主に以下の2つの広いカテゴリに分類されます：
対称障害
対称障害は、多相電力システム内のすべての相が同時にショートサーキットするもので、多くの場合接地にも接続されます。これらの障害の特徴は、障害が発生した後でもシステムが対称性を維持することです。例えば、三相設定では、各相間の電気関係は一貫しており、ラインは効果的に120°の等しい角度で移動します。対称障害は比較的稀ですが、電力システムにおける最も深刻な電気障害であり、非常に高い障害電流を生成します。これらの大規模な電流は、適切に管理されない場合、設備に重大な損傷を与え、電力供給を中断させる可能性があります。その深刻さと課題に対処するために、エンジニアはこれらの大きな電流の大きさを正確に決定するために特別に設計された平衡ショートサーキット計算を行います。この情報は、対称障害時に電流の流れを安全に遮断し、電力システムの整合性を保護するための回路ブレーカーなどの保護装置の設計に不可欠です。
非対称障害
非対称障害は、電力システム内の1つまたは2つの相のみに関与するものであり、3相ライン間のバランスを崩します。これらの障害は通常、ラインと地面（ライン-ト-グランド）または2つのライン間（ライン-ト-ライン）の接続として現れます。非対称直列障害は、相間または相と地面間での異常接続がある場合に発生し、非対称並列障害はラインインピーダンスの不均衡によって特定されます。
三相電力システムでは、並列障害はさらに以下のように分類されます：
単相-ト-グランド障害（LG）：これは、1つの導体が地面または中性導体に接触したときに発生します。
ライン-ト-ライン障害（LL）：ここでは、2つの導体がショートサーキットし、正常な電流の流れが乱されます。
二相-ト-グランド障害（LLG）：このシナリオでは、2つの導体が同時に地面または中性導体に接触します。
三相ショートサーキット障害（LLL）：すべての3相が互いにショートサーキットします。
三相-ト-グランド障害（LLLG）：すべての3相が地面にショートサーキットします。
LG、LL、およびLLG障害は非対称障害であり、LLLおよびLLLG障害は対称障害に分類されます。対称障害中に生成される大きな電流を考えると、エンジニアはこれらの高マグニチュードの電流を正確に決定するために平衡ショートサーキット計算を行い、効果的な保護措置の設計に必要不可欠です。
障害が送電線に及ぼす影響
障害は複数の方法で電力システムに悪影響を及ぼします。障害が発生すると、システム内の特定の点で電圧や電流が大幅に増加することがよくあります。これらの高い電気値は、設備の絶縁を損傷し、その寿命を短縮し、高価な修理や交換につながる可能性があります。さらに、障害は電力システムの安定性を損なう可能性があり、三相設備が非効率に動作したり、故障したりする可能性があります。障害が検出された時点で迅速に故障セクションを隔離することで、損傷の拡大を防ぎ、全体システムの継続的な動作を確保することが重要です。影響部分を切り離すことで、電力システムの他の部分の正常な動作を維持し、電力供給への影響を最小限に抑え、さらなる故障のリスクを減らすことができます。
