Порушення заземлення проти земельного замикання: розуміння відмінностей та методів захисту

Що таке заземнення та земельна аварія?

Заземлення:

Заземлення відбувається, коли створюється непередбачуване з'єднання (аварія) між живим провідником і землею або нейтральною точкою. У такій аварії струм прямолінійно потрапляє до землі. Це може трапитися у різних формах, таких як однофазне заземлення (L-G), двофазне заземлення (LL-G) або трифазне заземлення (LLL-G).

Заземлення особливо серйозне, оскільки може призвести до великого значення аварійного струму. Якщо його не усунути швидко в певний час, цей великий струм може завдати значних пошкоджень обладнанню електроенергетичної системи, включаючи трансформатори, кабелі та комутаційну апаратуру. Тому швидке виявлення та ізоляція заземлень є критичними для захисту системи та безпеки.

Примітка:

Точка заземлення повинна бути правильно підключена до джерела та ефективно заземлена. Крім того, коли живий провідник входить в контакт з землею (наприклад, падає на землю), створюється непередбачуваний шлях до землі. Ця умова зазвичай називається земельною аварією — типом відкритого контура або аварії через протікання, коли струм тече з провідника в землю.

Причини заземлень:

• Порушення ізоляції: Вироблення або втрата диелектричних властивостей ізоляції через старіння, перегрівання або забруднення.

• Фізичні пошкодження підземних кабелів: Механічні пошкодження під час розкопок або будівництва, або проникнення води в траншеї кабелю, що призводить до руйнування ізоляції.

• Перевантаження кабелю: Надмірний струм, що призводить до перегріву, що може розплавити або перерізати провідник, дозволяючи йому контактувати з землею.

• Природні заворушення:

• Падіння дерев на лінії електропередач.

• Накопичення або потік води над ізоляторами, що призводить до пробою.

• Тварини або птахи одночасно торкаються живого провідника та заземленої конструкції, створюючи провідний шлях.

Захист від заземлень:

Для захисту електроенергетичної системи використовуються захисні реле, щоб виявити аномальні умови та запустити відключення відповідного автоматичного вимикача.

Трансформатори приладів, такі як трансформатори струму (CTs) та трансформатори напруги (PTs), використовуються для вимірювання струму та напруги системи відповідно. Ці сигнали подаються на захисні реле, які порівнюють виміряні значення з попередньо встановленими порогами.

Якщо струм або напруга перевищують встановлений ліміт, реле активується, відправляючи сигнал відключення до автоматичного вимикача, щоб ізольувати аварійний ділянку та усунути аварію.

Поширені реле, використовувані для захисту від заземлень, включають:

• Реле, базовані на струмі:

• Реле перегрузки струму

• Реле миттєвої перегрузки струму

• Реле заземлення

• Реле, базовані на напругі:

• Реле перевищення напруги

• Реле перевищення магнітного потоку

Земельна аварія:

Земельна аварія — це тип відкритого контура, що відбувається, коли кабель або провідник, що несе струм, розривається і входить в контакт з землею або з провідним матеріалом, який знаходиться в контакті з землею. В такому сценарії, при радіальному потоці енергії, кінцева частина системи від'єднується від джерела.