Uziemia a uszkodzenie ziemne: Zrozumienie różnic i metod ochrony

Co to jest awaria do ziemii i awaria uziemienia?

Awaria do ziemii:

Awaria do ziemii występuje, gdy powstaje niezamierzone połączenie (awaria) między przewodem żywym a ziemią lub punktem neutralnym. W takiej awarii prąd płynie bezpośrednio do ziemi. Może to mieć różne formy, takie jak jednoliniowa awaria do ziemii (L-G), dwuliniowa awaria do ziemii (LL-G) lub trójliniowa awaria do ziemii (LLL-G).

Awarie do ziemii są szczególnie groźne, ponieważ mogą prowadzić do dużego natężenia prądu awaryjnego. Jeśli nie zostaną usunięte w określonym czasie, ten wysoki prąd może spowodować znaczne uszkodzenia sprzętu systemu elektroenergetycznego, w tym transformatorów, kabli i aparatury przełączającej. Dlatego szybkie wykrywanie i izolowanie awarii do ziemii jest kluczowe dla ochrony systemu i bezpieczeństwa.

Uwaga:

Punkt uziemienia musi być prawidłowo podłączony do źródła i skutecznie uziemiony. Ponadto, gdy przewód żywy wchodzi w kontakt z ziemią (np. spada na ziemię), tworzy to niezamierzony szlak do ziemi. Ta sytuacja jest zwykle nazywana awarią uziemienia – rodzajem otwartego obwodu lub awarii przeciekowej, gdzie prąd płynie z przewodu do ziemi.

Przyczyny awarii do ziemii:

• Awarie izolacji: Zdegradowanie lub utrata właściwości dielektrycznych izolacji w wyniku starzenia, przegrzewania lub zanieczyszczenia.

• Uszkodzenia mechaniczne kabli podziemnych: Uszkodzenia mechaniczne podczas kopania lub budowy, lub wniknięcie wody do rowów kabelowych, prowadzące do zniszczenia izolacji.

• Nadmiar prądu w kablu: Zbyt duże natężenie prądu powodujące przegrzewanie, co może spowodować stopienie lub przepalenie przewodu, umożliwiając jego kontakt z ziemią.

• Zmiany naturalne:

• Padające drzewa na linie energetyczne.

• Nakładanie się wody na izolatory, powodujące przebicie.

• Zwierzęta lub ptaki jednocześnie dotykające przewodu żywego i konstrukcji uziemionej, tworząc ścieżkę przewodzącą.

Ochrona przed awariami do ziemii:

Aby zabezpieczyć system elektroenergetyczny, stosowane są relacje ochronne, które wykrywają nietypowe warunki i inicjują odłączenie odpowiedniego przekaźnika obwodowego.

Transformery pomiarowe, takie jak transformery prądowe (CTs) i transformery napięciowe (PTs), służą do pomiaru prądu i napięcia systemu, odpowiednio. Te sygnały są przesyłane do relacji ochronnych, które porównują zmierzone wartości z preustawionymi progami.

Jeśli prąd lub napięcie przekroczy preustawiony limit, relacja aktywuje się, wysyłając sygnał odłączenia do przekaźnika obwodowego, aby izolować uszkodzoną sekcję i usunąć awarię.

Wspólne relacje używane do ochrony przed awariami do ziemii obejmują:

• Relacje oparte na prądzie:

• Relacja nadprądowa

• Relacja natychmiastowa nadprądowa

• Relacja awarii uziemienia

• Relacje oparte na napięciu:

• Relacja nadnapięciowa

• Relacja nadprzepustowości

Awaria uziemienia:

Awaria uziemienia to rodzaj awarii otwartego obwodu, która występuje, gdy przewód przewodzący prąd pęka i wchodzi w kontakt z ziemią lub z materiałem przewodzącym, który jest w kontakcie z ziemią. W takim scenariuszu, przy radialnym przepływie mocy, końcowy obciążeniowy system staje się odłączony od źródła.