Simetrične & nesimetrične napake

Pod normalnimi delovnimi pogoji funkcioniira električni sistem v ravnotežju, z električnimi parametri, kot sta napetost in tok, enakomerno razporejeni po vseh fazah. Vendar, ko pride do odpovedi izolacije na katerem koli mestu v sistemu ali ko se žive vodi nezamenljivo dotikajo, je ravnotežje sistema moteno, kar vodi v kratkoposredni tok ali kršitev v črti. Kršitve v električnih sistemih lahko sprožijo mnogo dejavnikov. Naravni pojavi, kot so udari bleska, močni visokohitrostni vetrovi in potresi, lahko fizično poškodujejo električno infrastrukturo in povzročijo odpoved izolacije. Poleg tega lahko tudi zunanji dogodki, kot so padanje dreves na električne črte, ptice, ki ustvarjajo električne preklopljenosti s priključevanjem vodičev, ali degradacija materialov izolacije skozi čas, tudi sprožijo kršitve.

Kršitve, ki se pojavijo v črtah za prenos, so običajno razdeljene na dva splošna tipa:

Simetrične kršitve

Simetrične kršitve vključujejo hkratno preklop vseh faz v večfaznem električnem sistemu, pogosto tudi z priključkom na zemljo. Kar karakterizira te kršitve, je njihova uravnoteženost; celo po nastanku kršitve sistem ohranja svojo simetrijo. V trifaznem postavitvu, na primer, ostanejo električni odnosi med fazami konzistentni, z linijami učinkovito premaknjenimi za enak kot 120°. Kljub temu, da so relativno redke, so simetrične kršitve najhujše vrste električnih kršitev v električnih sistemih, ker generirajo zelo visoke preklopne tokove. Ti veliki tokovi lahko povzročijo značilne škode opremi in motnje v oskrbi z energijo, če niso pravilno upravljeni. Zaradi njihove resnosti in izzivov, ki jih postavljajo, inženirji izvajajo izračune simetričnih preklopov, specifično zasnovane za točno določanje velikosti teh velikih tokov. Ta informacija je ključna za zasnovo zaščitnih naprav, kot so preklopniki, ki lahko varno prekineta tok preklopa med simetrično kršitvijo in varujejo integriteto električnega sistema.

Nesimetrične kršitve

Nesimetrične kršitve so karakterizirane s tem, da vključujejo le eno ali dve fazi v električnem sistemu, kar vodi v neravnotežje med trifaznimi črtami. Te kršitve se običajno manifestirajo kot povezave buš pa med črto in zemljo (črta-do-zemlje) ali med dvema črtama (črta-do-črte). Nesimetrična zaporedna kršitev nastane, ko je nepravilna povezava med fazami ali med fazo in zemljo, medtem ko je nesimetrična vzporedna kršitev identificirana z neravnotežjem v upornosti črt.

V trifaznem električnem sistemu se vzporedne kršitve lahko nadalje razvrščajo kot sledi:

• Enojna črta-do-zemlja (LG): Ta kršitev nastane, ko se en vodič dotakne zemlje ali neutralnega vodiča.

• Črta-do-črta (LL): Tukaj sta dva vodiča preklopljena, kar moti normalni pretok.

• Dvojna črta-do-zemlja (LLG): V tem scenariju se dva vodiča hkrati dotakne zemlje ali neutralnega vodiča.

• Trifazni preklop (LLL): Vsi trije fazi so preklopljeni med seboj.

• Trifazni preklop-do-zemlje (LLLG): Vsi trije fazi so preklopljeni na zemljo.

Pomembno je opozoriti, da so LG, LL in LLG nesimetrične kršitve, medtem ko LLL in LLLG spadajo pod kategorijo simetričnih kršitev. Zaradi velikih tokov, ki jih generirajo simetrične kršitve, inženirji izvajajo izračune simetričnih preklopov, da točno določijo te velike tokove, kar je ključno za zasnovo učinkovitih zaščitnih ukrepov.

Vpliv kršitev na črte za prenos

Kršitve lahko negativno vplivajo na električne sisteme na več načinov. Ko nastane kršitev, pogosto povzroči značilen naraštaj napetosti in tokov na določenih mestih v sistemu. Ti povišani električni vrednosti lahko poškodujejo izolacijo opreme, s tem zmanjšajo njeno življenjsko dobo in potencialno vodijo do dragih popravil ali zamenjave. Poleg tega lahko kršitve podkopajo stabilnost električnega sistema, kar vodi v neustrezen delovanje trifazne opreme ali celo v nepravilno delovanje. Za preprečevanje širjenja škode in zagotavljanje neprekinjenega delovanja celotnega sistema je ključno, da se hitro izole nezanesljiva odsek, takoj ko se zazna kršitev. S prekinanjem območja, ki je priznano, se lahko ohranja normalno delovanje preostalega dela električnega sistema, zmanjša vpliv na oskrbo z energijo in zmanjša tveganje za dodatne propade.