خطای زمینی در مقابل خطای خاکی: درک تفاوت‌ها و روش‌های حفاظت

چه چیزی به عنوان خطا در زمین و خطا در زمین محسوب می‌شود؟

خطا در زمین:

خطا در زمین زمانی رخ می‌دهد که اتصال غیرمورد نظر (خطا) بین یک رسانه زنده و نقطه زمین یا نوتروال ایجاد شود. در چنین خطایی، جریان مستقیماً به زمین می‌رود. این می‌تواند به صورت‌های مختلفی مانند خطای تک خط-زمین (L-G)، خطای دو خط-زمین (LL-G) یا خطای سه خط-زمین (LLL-G) رخ دهد.

خطاهای زمینی به خصوص شدید هستند زیرا می‌توانند باعث جریان خطا با مقدار زیاد شوند. اگر این جریان بالا در زمان مشخص شده به سرعت حذف نشود، می‌تواند آسیب قابل توجهی به تجهیزات سیستم توان از جمله ترانسفورماتورها، کابل‌ها و تجهیزات کلیدزنی وارد کند. بنابراین، تشخیص و جدا کردن سریع خطاهای زمینی برای محافظت و ایمنی سیستم ضروری است.

نکته:

نقطه زمین باید به درستی به منبع متصل و موثرترین طور زمین شود. علاوه بر این، هنگامی که یک رسانه زنده با زمین در تماس می‌آید (به عنوان مثال، به زمین می‌افتد)، یک مسیر غیرمورد نظر به زمین ایجاد می‌شود. این شرایط معمولاً به عنوان خطای زمینی شناخته می‌شود - نوعی از خطای باز یا نشتی که در آن جریان از رسانه به زمین می‌رود.

علل خطاهای زمینی:

• خرابی عایق: کاهش یا از دست دادن ویژگی‌های دی الکتریکی در عایق به دلیل سن کردن، گرم شدن بیش از حد یا آلودگی.

• آسیب فیزیکی به کابل‌های زیرزمینی: آسیب مکانیکی در حین حفاری یا ساخت یا ورود آب به چاه‌های کابل، منجر به پارگی عایق.

• بار زیاد کابل: جریان بیش از حد که موجب گرم شدن می‌شود و ممکن است رسانه را ذوب یا قطع کند و اجازه می‌دهد تا با زمین تماس پیدا کند.

• تشنج‌های طبیعی:

• افت درختان روی خطوط توان.

• جمع شدن یا جریان آب بر روی عایق‌ها، منجر به فلاش‌اور.

• حیوانات یا پرندگان که همزمان یک رسانه زنده و یک سازه زمین شده را لمس می‌کنند و مسیر رسانا ایجاد می‌کنند.

محافظت در برابر خطاهای زمینی:

برای محافظت از سیستم توان، رله‌های محافظ به کار گرفته می‌شوند تا شرایط غیرطبیعی را تشخیص داده و عملیات قطع مداربرق مرتبط را آغاز کنند.

ترانسفورماتورهای اندازه‌گیری مانند ترانسفورماتورهای جریان (CTs) و ترانسفورماتورهای ولتاژ (PTs) برای اندازه‌گیری جریان و ولتاژ سیستم به ترتیب استفاده می‌شوند. این سیگنال‌ها به رله‌های محافظ ارسال می‌شوند که مقادیر اندازه‌گیری شده را با حدود پیش‌تعیین شده مقایسه می‌کنند.

اگر جریان یا ولتاژ حد پیش‌تعیین شده را تجاوز کند، رله فعال می‌شود و سیگنال قطع را به مداربرق ارسال می‌کند تا بخش خراب را جدا کرده و خطای را پاک کند.

رله‌های معمولی که برای محافظت در برابر خطای زمینی استفاده می‌شوند شامل:

• رله‌های مبتنی بر جریان:

• رله جریان زیاد

• رله جریان زیاد فوری

• رله خطای زمینی

• رله‌های مبتنی بر ولتاژ:

• رله ولتاژ زیاد

• رله فلوکس زیاد

خطای زمینی:

خطای زمینی نوعی خطای باز است که زمانی رخ می‌دهد که یک کابل یا رسانه حامل جریان شکسته شده و با زمین یا با یک ماده رسانا که با زمین در تماس است، در تماس قرار گیرد. در چنین وضعیتی، تحت شرایط جریان توان شعاعی، سمت بار سیستم از منبع جدا می‌شود.