Mikä on vikaussiirtojännite ja mikä aiheuttaa sen alijännitteisissä järjestelmissä

Virheen siirtovirta

Matalajännitteisissä jakelujärjestelmissä on olemassa henkilökohtainen sähköisku, jossa tapahtumapaikka ja järjestelmän virhepaikka eivät ole samassa paikassa. Tämä tapahtuu, koska kun maavirhe tapahtuu muualla, se aiheuttama virhevirta johtuu muun laitteen metallisen kotelon kautta PE- tai PEN-johtimen kautta. Kun laitteen metallisen kotelon virhevirta on suurempi kuin ihmiskehon turvallinen jännite, sähköisku tapahtuu, kun ihminen tulee yhteyteen laitteen metallisen kotelon kanssa. Tämä virhevirta siirtyy muualta, joten sitä kutsutaan siirtovirhevirtaksi.

Siirtovirhevirta aiheuttaa sen, että maavirhepaikka ja tapahtumapaikka eivät ole samassa paikassa, pääasiassa kahdella syystä:

• Keski-jännitteisen järjestelmän maavirhe aiheuttaa siirtovirhevirtan matalajännitteiseen järjestelmään;

• TN-järjestelmän laitteen kotelon vika ja siihen liittyvä sähkön virtaus aiheuttaa kaikkien muiden sähkölaitteiden koteloiden saavan siirtovirhevirtan;

1. Siirtovirhevirta matalajännitteisestä järjestelmästä matalajännitteiseen järjestelmään

TN-järjestelmässä kaikki sähkölaitteet ovat yhdistetty toisiinsa. Jos yksi laite epäonnistuu ja sen kotelossa alkaa sähkövirran virtaa, se aiheuttaa myös muita laitteita kohti maahan nähden potentiaalieroja, mikä luo siirtovirhevirtan.

Matalajännitteisen maanjäristyksen järjestelmän tyyppi on TN-järjestelmä. Kun yksivaiheinen maavirhe tapahtuu matalajännitteisessä yksivaiheisessa ulospainuvassa johtimessa, maavirhevirta kulkee maavirhepaikan kautta, maan kautta ja jakeluvoiman maanjäristyksen vastusta kautta takaisin voimaan muodostaen silmukan. Koska maavirhepaikan vastus on suuri, maavirhevirta on pieni eikä riitä sen kytkentälevyn toimintaan. Maavirhevirta kulkee jakeluvoiman maanjäristyksen vastustuksesta, ja tämä aiheuttaa maanjäristyksen vastustukseen virhevirtaan. Tämä virhevirta johtuu metallisten koteloiden kautta PE-johtimen kautta, mikä luo siirtovirhevirtan ja aiheuttaa sähköiskun tapahtumaan;

2. Siirtovirhevirta keski-jännitteisestä järjestelmästä matalajännitteiseen järjestelmään

10/0,4 kV jakeluvoimalle tulisi olla kaksi itsenäistä maanjäristyksen laitetta: suojamaanjäristys voimalle ja työmaanjäristys matalajännitteiselle järjestelmälle. Kuitenkin maanjäristyksen yksinkertaistamiseksi ja rakennushintojen leikkaamiseksi useimmat keski-jännitteiset jakeluvoimat käyttävät samaa maanjäristyksen elektrodaa sekä suojamaanjäristyksen että matalajännitteisen järjestelmän työmaanjäristyksen kanssa. Tämä tarkoittaa, että jos jakeluvoiman keski-jännitteinen osa saa tankkipurkuun virheen, siirtovirhevirta aiheutuu matalajännitteiseen järjestelmään ja jopa kaikkiin laitteiden koteloihin.

Tämä virhe johtuu periaatteessa yksivaiheiseen maavirheeseen keski-jännitteisessä järjestelmässä.

Kun jakeluvoiman purkussa tapahtuu maavirhe, syntyy maavirhevirta. Jos matalajännitteinen järjestelmä käyttää TN-maantekniikkaa, PE-johtimen toistuva maanjäristys aiheuttaa maavirhevirtauksen jakoontumisen. Osa palaa maahan jakeluvoiman matalajännitteisen järjestelmän työmaanjäristyksen vastustuksen kautta, kun taas toinen osa palaa maahan toistuvan maanjäristyksen vastustuksen kautta PE-johtimen kautta ennen paluuta keski-jännitteiseen voimaan. Maavirhevirta kulkee matalajännitteisen järjestelmän työmaanjäristyksen vastustuksen kautta, mikä luo tämän vastustuksen yli jänniteputoamisen. Tämä aiheuttaa potentiaalieron matalajännitteisen järjestelmän voiman neutraalipisteeseen ja maahan. Tämä potentiaaliero levittyy matalajännitteisiin jakelujohtiin, mikä luo siirretyn ylijännitteen. TN-maantekniikassa tämä siirretty ylijännite voi jopa levitä kaikkiin matalajännitteisiin laitteiden koteloihin PE-johtimen kautta.

Maavirhevirtauksen suuruus riippuu pääasiassa keski-jännitteisen järjestelmän maantekniikasta ja jakautuneesta kapasitiivisesta virrasta. Siirtovirhevirtan amplitudissa on läheinen yhteys sekä keski- että matalajännitteisen järjestelmän maantekniikkaan, keski-jännitteisen järjestelmän maantekniikan olevan ratkaiseva.

Virheen siirtovirtaamplitudin luokitus: Pienjännitteinen maantekniikka > Ei maanjäristystä > Arkytyskäyrämaantekniikka;
Keski-jännitteinen järjestelmä, jonka neutraalipiste on maanjäristetty pienjännitteisellä vastuksella, ja matalajännitteinen järjestelmä, joka käyttää TN-maantekniikkaa, ovat alttiimpia sähköiskuille, mikä aiheuttaa merkittävän uhkan käyttäjien henkilöturvallisuudelle.

Yhteenveto

• Siirtovirhevirta aiheuttaa maavirhepaikan ja tapahtumapaikan erottumisen kahdella pääasiallisella tavalla: 1) Keski-jännitteisen järjestelmän maavirhe aiheuttaa siirtovirhevirtan matalajännitteiseen järjestelmään; 2) Viallinen, sähköllä varustettu laitteen kotelo TN-järjestelmässä aiheuttaa siirtovirhevirtan kaikkiin muiden sähkölaitteiden koteloihin;

• Näillä kahdella siirtovirhevirtatyypillä maavirhepaikka ja sähköiskutapahtumapaikka eivät yhty. Maanjäristyspaikka on vaikea havaita, ja siirtovirhevirtatapahtuman syyn analysointi on vaikeaa. Laitteiden metallisten koteloiden sähköllä varustaminen siirtovirhevirtan avulla lisää sähköiskun riskiä ihmisille tietyssä määrin.