ความผิดปกติแบบสมมาตรและไม่สมมาตร

ภายใต้เงื่อนไขการดำเนินงานปกติระบบไฟฟ้าจะทำงานในภาวะสมดุลโดยมีพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าเช่นแรงดันและกระแสไฟฟ้ากระจายอย่างเท่าเทียมกันทั่วทุกเฟส แต่เมื่อฉนวนป้องกันล้มเหลวที่จุดใดจุดหนึ่งภายในระบบหรือสายไฟสดเกิดการสัมผัสที่ไม่ได้วางแผนไว้ความสมดุลของระบบจะถูกทำลายทำให้เกิดการลัดวงจรหรือข้อผิดพลาดในสายไฟ สาเหตุของการเกิดข้อผิดพลาดในระบบไฟฟ้าสามารถเกิดจากหลายปัจจัย เช่น การกระทบกระแทกจากธรรมชาติเช่นฟ้าผ่าลมแรงและแผ่นดินไหวสามารถทำลายโครงสร้างไฟฟ้าและทำให้ฉนวนเสียหาย นอกจากนี้เหตุการณ์ภายนอกเช่นต้นไม้ล้มทับสายไฟนกที่สร้างการลัดวงจรโดยเชื่อมต่อระหว่างสายนำหรือการเสื่อมสภาพของวัสดุฉนวนตามกาลเวลาสามารถเป็นต้นเหตุของการเกิดข้อผิดพลาดได้

ข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นในสายส่งไฟฟ้ามักถูกแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก:

ข้อผิดพลาดแบบสมมาตร

ข้อผิดพลาดแบบสมมาตรเกี่ยวข้องกับการลัดวงจรพร้อมกันของทุกเฟสภายในระบบไฟฟ้าหลายเฟสโดยมักมีการเชื่อมต่อกับพื้นดินด้วย ลักษณะสำคัญของข้อผิดพลาดเหล่านี้คือความสมมาตรแม้หลังจากการเกิดข้อผิดพลาดระบบยังคงรักษาสมมาตรเอาไว้ ในระบบสามเฟสตัวอย่างเช่นความสัมพันธ์ทางไฟฟ้าระหว่างเฟสยังคงเป็นไปอย่างสอดคล้องกันด้วยมุมที่เปลี่ยนแปลงเท่ากัน 120° แม้จะพบได้น้อยแต่ข้อผิดพลาดแบบสมมาตรเป็นข้อผิดพลาดทางไฟฟ้าที่ร้ายแรงที่สุดในระบบไฟฟ้าเนื่องจากสร้างกระแสไฟฟ้าข้อผิดพลาดที่มีขนาดใหญ่มาก กระแสขนาดใหญ่เหล่านี้สามารถทำให้อุปกรณ์เสียหายและทำให้การจ่ายไฟฟ้าหยุดชะงักหากไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม เนื่องจากความร้ายแรงและความท้าทายที่เกิดขึ้นวิศวกรทำการคำนวณการลัดวงจรแบบสมมาตรเพื่อกำหนดขนาดของกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เหล่านี้อย่างถูกต้อง ข้อมูลนี้เป็นสิ่งจำเป็นในการออกแบบอุปกรณ์ป้องกันเช่นสวิตช์วงจรที่สามารถหยุดกระแสไฟฟ้าได้อย่างปลอดภัยในระหว่างข้อผิดพลาดแบบสมมาตรและรักษาความสมบูรณ์ของระบบไฟฟ้า

ข้อผิดพลาดแบบไม่สมมาตร

ข้อผิดพลาดแบบไม่สมมาตรมีลักษณะโดยการเกี่ยวข้องกับเพียงเฟสเดียวหรือสองเฟสภายในระบบไฟฟ้าทำให้เกิดความไม่สมดุลระหว่างสายไฟสามเฟส ข้อผิดพลาดเหล่านี้มักปรากฏเป็นการเชื่อมต่อระหว่างสายและพื้นดิน (line - to - ground) หรือระหว่างสองสาย (line - to - line) ข้อผิดพลาดแบบไม่สมมาตรแบบอนุกรมเกิดขึ้นเมื่อมีการเชื่อมต่อที่ผิดปกติระหว่างเฟสหรือระหว่างเฟสกับพื้นดิน ในขณะที่ข้อผิดพลาดแบบไม่สมมาตรแบบขนานระบุโดยความไม่สมดุลของอิมพีแดนซ์ของสาย

ในระบบไฟฟ้าสามเฟสข้อผิดพลาดแบบขนานสามารถแบ่งออกเป็นดังนี้:

• ข้อผิดพลาดแบบสายเดียวต่อพื้น (LG): ข้อผิดพลาดนี้เกิดขึ้นเมื่อสายนำหนึ่งสายสัมผัสกับพื้นหรือสายกลาง

• ข้อผิดพลาดแบบสายต่อสาย (LL): ที่นี่สายนำสองสายเกิดการลัดวงจรทำให้การไหลของกระแสไฟฟ้าปกติถูกขัดขวาง

• ข้อผิดพลาดแบบสองสายต่อพื้น (LLG): ในสถานการณ์นี้สายนำสองสายสัมผัสกับพื้นหรือสายกลางพร้อมกัน

• ข้อผิดพลาดแบบสามเฟสลัดวงจร (LLL): ทั้งสามเฟสเกิดการลัดวงจรกันเอง

• ข้อผิดพลาดแบบสามเฟสต่อพื้น (LLLG): ทั้งสามเฟสเกิดการลัดวงจรกับพื้น

ควรทราบว่าข้อผิดพลาดแบบ LG, LL และ LLG เป็นข้อผิดพลาดแบบไม่สมมาตร ในขณะที่ข้อผิดพลาดแบบ LLL และ LLLG อยู่ในหมวดหมู่ของข้อผิดพลาดแบบสมมาตร เนื่องจากกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นในระหว่างข้อผิดพลาดแบบสมมาตรวิศวกรทำการคำนวณการลัดวงจรแบบสมมาตรเพื่อกำหนดขนาดของกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เหล่านี้อย่างถูกต้อง ซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นในการออกแบบมาตรการป้องกันที่มีประสิทธิภาพ

ผลกระทบของข้อผิดพลาดต่อสายส่งไฟฟ้า

ข้อผิดพลาดสามารถมีผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าในหลาย ๆ ทาง เมื่อมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นมักจะทำให้แรงดันและกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอย่างมากที่จุดเฉพาะเจาะจงภายในระบบ ค่าไฟฟ้าที่สูงขึ้นเหล่านี้สามารถทำลายฉนวนของอุปกรณ์ลดอายุการใช้งานและอาจนำไปสู่การซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่ที่มีค่าใช้จ่ายสูง นอกจากนี้ข้อผิดพลาดยังสามารถทำให้ระบบไฟฟ้าไม่เสถียรทำให้อุปกรณ์สามเฟสทำงานได้ไม่มีประสิทธิภาพหรืออาจเกิดความผิดพลาดได้ เพื่อป้องกันการแพร่กระจายของความเสียหายและการดำเนินการของระบบโดยรวมอย่างต่อเนื่องเป็นสิ่งจำเป็นที่ต้องแยกส่วนที่มีข้อผิดพลาดทันทีที่ตรวจพบ โดยการตัดส่วนที่ได้รับผลกระทบออกจากส่วนที่เหลือของระบบไฟฟ้าสามารถรักษาการดำเนินการปกติของส่วนที่เหลือของระบบไฟฟ้าได้ ลดผลกระทบต่อการจ่ายไฟฟ้าและลดความเสี่ยงของการเกิดข้อผิดพลาดเพิ่มเติม