W systemie niezazemionym jaka jest ścieżka powrotna dla pojemnościowej sprzężenia między linią o wysokim napięciu a ziemią aby utrzymać przepływ?
W niesymetrycznym (lub izolowanym) systemie zasilania istotnie występuje pojemnościowe sprzężenie między linią wysokiego napięcia a ziemią, tworząc ścieżkę przepływu prądu pojemnościowego. To zjawisko ma miejsce, ponieważ pole elektryczne między przewodami wysokiego napięcia a ich otoczeniem, w tym ziemią, powoduje nierównomierne rozłożenie ładunku, co prowadzi do tego, co nazywane jest „pojemnością ziemską”.
Ścieżka zwrotna przez sprzężenie pojemnościowe
Pojemność ziemna: Każda linia wysokiego napięcia ma pewną ilość pojemności ziemnej względem ziemi. Te pojemności występują między przewodem a ziemią oraz między różnymi przewodami. Nawet bez bezpośrednich połączeń elektrycznych, powstają prądy pojemnościowe z powodu obecności pola elektrycznego.
Przepływ prądu pojemnościowego: W niesymetrycznym systemie, jeśli wystąpi awaria jednej fazy na ziemię, prąd nie przepływa bezpośrednio z powrotem do źródła przez ziemię, jak to miałoby miejsce w systemie zasymetryczonym. Zamiast tego, wraca do źródła poprzez wzajemną indukcyjność i pojemność między liniami, pojemność cewek transformatorów oraz inne elementy o parametrach rozłożonych, tworząc zamkniętą obwód. Ten proces opiera się głównie na pojemnościach między trójfazowymi przewodami oraz między przewodami a ziemią, zapewniając pełny obieg prądu.
Zachowanie systemu: W niesymetrycznym systemie, gdy wystąpi awaria jednej fazy na ziemię, prąd awarii jest zwykle bardzo mały ze względu na brak skutecznej ścieżki uziemienia o niskim impedancie. Prąd jest głównie prądem przesunięcia spowodowanym wymienionymi pojemnościami. To sprawia, że takie awarie są początkowo mniej zauważalne, ale mogą prowadzić do dalszego degradacji izolacji w czasie i potencjalnie do bardziej poważnych awarii, jeśli pozostaną nierozwiązane.
Zabezpieczenia: Aby wykryć takie awarie, często instalowane są specjalistyczne urządzenia monitorujące, takie jak wskaźniki awarii na ziemie lub bardzo wrażliwe urządzenia ochronne, które umożliwiają identyfikację i lokalizację awarii. Ponadto, niektóre konstrukcje mogą wykorzystywać punkt neutralny uziemiony poprzez cewkę tłumienia łuku, aby ograniczyć prąd awarii podczas awarii jednej fazy na ziemię.
Podsumowując, w niesymetrycznym systemie, ścieżka zwrotna, która umożliwia sprzężenie pojemnościowe między linią wysokiego napięcia a ziemią, aby utrzymać przepływ prądu, jest głównie osiągana poprzez pojemności między przewodami oraz między przewodami a ziemią. Choć taka konstrukcja może zmniejszyć niektóre rodzaje prądów zwarciowych, wymaga ona również ostrożnego monitorowania potencjalnych awarii na ziemie, aby zapewnić szybką interwencję.
