מה היא מתח העברה של תקלה ומה גורם לה במערכות נמוכות מתח?

מתח תקלה מעבר

במערכות הפצה בלחץ נמוך, קיימת סוג של תאונה חשמלית אישייה שבה נקודת התאונה ונקודת התקלה במערכת אינן באותו מקום. התאונה מתרחשת כי לאחר שתקלה בין-קרקעית מתרחשת במקום אחר, המתח הנוצר מהתקלה מתווך למסגרות המתכת של ציוד אחר דרך החוט PE או PEN. כאשר מתח התקלה על מסגרת הציוד גבוה ממתח הבטיחות של הגוף האנושי, תתבצע תאונה חשמלית כאשר הגוף האנושי בא במגע עם מסגרת הציוד. המתח הזה עובר ממקום אחר, לכן הוא מכונה מתח תקלה מעבר.

ישנם שני סיבות עיקריות שהמתח תקלה מעבר גורם לנקודת התקלה הקרקעית ולנקודת התאונה לא להיות באותו מקום:

• תקלה בין-קרקעית במערכת בלחץ בינוני גורמת למתח תקלה מעבר במערכת בלחץ נמוך;

• כישלון המסגרת של מכשיר במערכת TN והופכת אותו לחשמלי, גורם למסגרות כל המכשירים החשמליים האחרים להכיל מתח תקלה מעבר;

1. מתח תקלה מעבר ממערכת בלחץ נמוך למערכת בלחץ נמוך

במערכת TN, המסגרות של כל המכשירים החשמליים מחוברות יחד. אם מכשיר אחד נכשל והמסגרתו הופכת לחשמלית, זה ייצור גם הפרש פוטנציאלים לקרקע על מכשירים אחרים, מה שיגרום למתח תקלה מעבר.

הסוג של מערכת ההארקה בלחץ נמוך היא מערכת TN. כאשר מתרחשת תקלה בין-קרקעית חד-פאזה בסיבוב החוצה חד-פאזה בלחץ נמוך, זרם התקלה עובר דרך נקודת התקלה, האדמה ומגנות ההארקה של המרתף והופך לループ חזרה למרתף. בשל ההתנגדות הגבוהה בנקודת התקלה, זרם התקלה קטן ולא מספיק כדי לגרום לקירור לפעול. זרם התקלה עובר דרך מגנות ההארקה של המרתף ונוצר עליו מתח תקלה. המתח הזה יועבר למסגרות המתכת של הציוד לאורך החוט PE, מה שיוצר מתח תקלה מעבר וגורם לנוקדת התאונה החשמלית להתרחש;

2. העברת מתח תקלה ממערכת בלחץ בינוני למערכת בלחץ נמוך

מרתף הפצה 10/0.4 kV צריך לשאת שני מכשירי הארקה עצמאיים: הארקה מגנית עבור המרתף והרקה פועלת עבור מערכת הלחץ הנמוך. עם זאת, כדי לפשט את ההרקה ולהפחית את עלויות הבנייה, ההרקה המגנית של מרבית המרתפי הפצה בלחץ בינוני חולקת אלקטרודה אחת של הארקה עם ההרקה הפועלת של מערכת הלחץ הנמוך. זה אומר שאם תתרחש תקלה בין-קרקעית חלק הצינור בחלק הלחץ הבינוני של המרתף, מתח תקלה מעבר ייווצר בשורות המערכת בלחץ הנמוך ואפילו במסגרות כל הציוד.

התקלה הזו מקורה באופן עקרוני בתקלה בין-קרקעית חד-פאזה במערכת הלחץ הבינוני.

כאשר מתרחשת תקלה בין-קרקעית חלק הצינור במרתף הפצה, נוצר זרם התקלה. אם המערכת בלחץ נמוך משתמשת בשיטה TN להרקה, ההרקה החוזרת של החוט PE גורמת לזרם התקלה להתפצל. חלק אחד זורם חזרה לקרקע דרך ההתנגדות ההרקה הפועלת של מערכת הלחץ הנמוך של המרתף, בעוד חלק אחר חוזר לקרקע דרך ההתנגדות ההרקה החוזרת לאורך החוט PE לפני שהוא חוזר למקור הכוח בלחץ בינוני. זרם התקלה עובר דרך ההתנגדות ההרקה הפועלת של מערכת הלחץ הנמוך, מה שמוביל לירידה במתח על ההתנגדות הזו. זה גורם להבדל פוטנציאלי בין נקודת האפס של מקור הכוח של מערכת הלחץ הנמוך לקרקע. ההבדל הפוטנציאלי הזה מתפשט לשורות הפצה בלחץ נמוך, מה שגורם לתחום מתח מעבר. במערכת הריקה TN, טווח מתח מעבר יכול אפילו להתפשט למסגרות כל הציוד בלחץ נמוך דרך החוט PE.

גודל זרם התקלה תלוי בעיקר בשיטת ההרקה של מערכת הלחץ הבינוני ובזרם הקיבול המפוזר. המשקל של מתח תקלה מעבר קשור בצורה הדוקה לשיטות ההרקה של שתי המערכות, בלחץ בינוני ובלחץ נמוך, כששיטת ההרקה של המערכת בלחץ בינוני היא המכריעה.

דירוג משקל מתח תקלה מעבר: מערכת הריקה בעלת התנגדות קטנה > מערכת ללא הרקה > מערכת הריקה באמצעות קוי דיכוי;
מערכת בלחץ בינוני עם נקודת אפס מרקחת דרך התנגדות קטנה ומערכת בלחץ נמוך המשתמשת בשיטה TN להרקה יותר פגיעות לתאונות חשמליות, מה שמאיים באופן משמעותי על בטיחות האישית של המשתמשים.

סיכום

• מתח תקלה מעבר גורם לנקודת התקלה הקרקעית ולנקודת התאונה להיות נפרדות בשתי מצבים עיקריים: 1) תקלה בין-קרקעית במערכת בלחץ בינוני מדרבן מתח תקלה מעבר במערכת בלחץ נמוך; 2) מסגרת מכשיר פגומה וחיובית במערכת TN גורמת למתח תקלה מעבר במסגרות כל המכשירים החשמליים האחרים;

• עבור שני סוגי מתח תקלה מעבר אלה, נקודת התקלה הקרקעית ונקודת התאונה החשמלית אינן מתאימות. נקודת ההרקה קשה לגילוי, והסיבה העיקרית לתאונות מתח תקלה מעבר קשה לנתח. עם מסגרות מכשירים מטעינים על ידי מתח תקלה מעבר, הסיכון לתאונות חשמליות לאנשים עולה במידה מסוימת.