Symmetriske og asymmetriske feil

Under normal driftsforhold, fungerer et strømsystem i et balansert tilstand, med elektriske parametere som spenning og strøm jevnt fordelt over alle faser. Når isolasjon mislykkes et sted i systemet eller live ledninger kommer i uvedkommende kontakt, blir systemets balanse forstyrret, noe som fører til en kortslutning eller feil i linjen. Feil i strømsystemer kan utløses av mange faktorer. Naturfenomener som lynnedslag, kraftige høyhastighetsvind og jordskjelv kan fysisk skade elektrisk infrastruktur og forårsake isolasjonsnedbrytning. I tillegg kan eksterne hendelser som trær som faller på strømledninger, fugler som oppretter elektriske kortslutninger ved å brygge mellom ledere, eller nedbrytning av isolasjonsmaterialer over tid også initiere feil.

Feil som oppstår i overføringslinjer, er typisk inndelt i to bred kategorier:

Symmetriske feil

Symmetriske feil involverer samtidig kortslutning av alle fasene i et flerfasersystem, ofte med en kobling til jorden også. Det som karakteriserer disse feilene er deres balanserte natur; selv etter at feilen inntrer, beholder systemet sin symmetri. I et tre-fasesett oppbevarer forholdet mellom fasene sin konsekvens, med linjene effektivt forskyvet med en like vinkel på 120°. Selv om de er relativt sjeldne, er symmetriske feil den mest alvorlige type elektriske feil i strømsystemer, da de genererer ekstremt høye feilstrømmer. Disse store strømmene kan forårsake betydelig skade på utstyr og forstyrre strømforsyningen hvis de ikke håndteres riktig. På grunn av deres alvorlighet og utfordringer de stiller, utfører ingeniører balanserte kortslutningsberegninger spesielt designet for å nøyaktig bestemme størrelsen på disse store strømmene. Denne informasjonen er avgjørende for å designe beskyttende enheter, som sikringer, som kan avbryte strømstrømmen sikkert under en symmetrisk feil og ivareta integriteten til strømsystemet.

Usymmetriske feil

Usymmetriske feil karakteriseres ved at bare en eller to faser i et strømsystem er involvert, noe som fører til ubalans mellom de tre-fase linjene. Disse feilene manifesterer seg typisk som koblinger enten mellom en linje og jorden (linje-til-jord) eller mellom to linjer (linje-til-linje). En usymmetrisk seriefeil oppstår når det er en uvanlig kobling mellom faser eller mellom en fase og jorden, mens en usymmetrisk shuntfeil identifiseres ved en ubalans i linjeimpedansene.

I et tre-fasesystem kan shuntfeil videre klassifiseres som følger:

• Enkel linje-til-jordfeil (LG): Denne feilen oppstår når en av lederne kommer i kontakt med jorden eller den neutrale lederen.

• Linje-til-linje feil (LL): Her er to lederer kortsluttet, noe som forstyrrer den normale strømflyten.

• Dobbelt linje-til-jordfeil (LLG): I denne situasjonen kommer to lederer i kontakt med jorden eller den neutrale lederen samtidig.

• Tre-fase kortslutning (LLL): Alle tre faser er kortsluttet mot hverandre.

• Tre-fase-til-jordfeil (LLLG): Alle tre faser er kortsluttet mot jorden.

Det er viktig å merke seg at LG, LL, og LLG feil er usymmetriske, mens LLL og LLLG feil faller under kategorien symmetriske feil. Gitt de store strømmene som genereres under symmetriske feil, utfører ingeniører balanserte kortslutningsberegninger for å nøyaktig bestemme disse store strømmene, noe som er essensielt for å designe effektive beskyttelsesforanstaltninger.

Effekten av feil på overføringslinjer

Feil kan ha en skadelig innvirkning på strømsystemer på flere måter. Når en feil oppstår, forårsaker den ofte en betydelig økning i spenninger og strømmer ved spesifikke punkter i systemet. Disse økte elektriske verdiene kan skade utstyrets isolasjon, noe som reduserer dets levetid og potensielt fører til kostbare reparasjoner eller erstatter. I tillegg kan feil svekke stabiliteten i strømsystemet, gjøre at tre-faseutstyr fungerer ineffektivt eller endog mislykkes. For å unngå spredning av skader og sikre uavbrutt drift av det totale systemet, er det viktig å isolere den defekte seksjonen umiddelbart når en feil oppdages. Ved å frakoble den berørte delen, kan den normale operasjonen av de resterende delene av strømsystemet opprettholdes, noe som minimerer innvirkningen på strømforsyningen og reduserer risikoen for ytterligere feil.