Cosa è la Tensione di Trasferimento del Guasto e Quali Sono le Sue Cause nei Sistemi a Bassa Tensione

Tensione di trasferimento di guasto

Nei sistemi di distribuzione a bassa tensione, esiste un tipo di incidente elettrico personale in cui il punto di occorrenza dell'incidente e il punto di guasto del sistema non si trovano nello stesso luogo. Questo tipo di incidente si verifica perché, dopo che un guasto a terra si verifica altrove, la tensione di guasto generata viene condotta alle custodie metalliche di altre apparecchiature attraverso il cavo PE o PEN. Quando la tensione di guasto sulla custodia metallica dell'apparecchiatura è superiore alla tensione di sicurezza per il corpo umano, si verifica un incidente elettrico quando il corpo umano entra in contatto con la custodia metallica dell'apparecchiatura. Questa tensione di guasto viene trasferita da altri luoghi, quindi viene chiamata tensione di guasto di trasferimento.

Ci sono principalmente due motivi per cui la tensione di guasto di trasferimento causa il punto di guasto a terra e il punto di incidente in posizioni diverse:

• Un guasto a terra nel sistema a media tensione causa una tensione di guasto di trasferimento nel sistema a bassa tensione;

• La custodia di un dispositivo nel sistema TN fallisce e diventa attiva, causando che le custodie di tutte le altre apparecchiature elettriche abbiano la tensione di guasto di trasferimento;

1. Tensione di guasto di trasferimento dal sistema a bassa tensione al sistema a bassa tensione

Nel sistema TN, le custodie di tutte le apparecchiature elettriche sono collegate insieme. In questo caso, se un dispositivo fallisce e la sua custodia diventa attiva, causerà anche una differenza di potenziale rispetto a terra su altri dispositivi, generando una tensione di guasto di trasferimento.

Il tipo di sistema di messa a terra a bassa tensione è il sistema TN. Quando si verifica un guasto a terra monofase in un circuito di uscita monofase a bassa tensione, la corrente di guasto a terra passa attraverso il punto di guasto, la terra e la resistenza di messa a terra del trasformatore di distribuzione e ritorna al trasformatore formando un circuito. A causa della grande resistenza al punto di guasto, la corrente di guasto è piccola e insufficiente per far operare l'interruttore del circuito. La corrente di guasto passa attraverso la resistenza di messa a terra del trasformatore di distribuzione, e su questa resistenza di messa a terra si genera una tensione di guasto. Questa tensione di guasto verrà condotta alle custodie metalliche delle apparecchiature lungo il cavo PE, generando così una tensione di guasto di trasferimento e causando il punto di incidente elettrico;

2. Trasferimento della tensione di guasto dal sistema a media tensione al sistema a bassa tensione

Un trasformatore di distribuzione 10/0.4 kV dovrebbe avere due dispositivi di messa a terra indipendenti: la messa a terra protettiva per il trasformatore e la messa a terra di lavoro per il sistema a bassa tensione. Tuttavia, per semplificare la messa a terra e ridurre i costi di costruzione, la messa a terra protettiva di molti trasformatori di distribuzione a media tensione condivide un singolo elettrodo di messa a terra con la messa a terra di lavoro del sistema a bassa tensione. Ciò significa che, se si verifica un guasto alla carcassa nel tronco a media tensione del trasformatore di distribuzione, una tensione di guasto di trasferimento sarà indotta nelle linee del sistema a bassa tensione e persino sulle custodie di tutte le apparecchiature.

Questo guasto deriva essenzialmente da un guasto a terra monofase nel sistema a media tensione.

Quando si verifica un guasto alla carcassa del trasformatore di distribuzione, si genera una corrente di guasto a terra. Se il sistema a bassa tensione utilizza il metodo di messa a terra TN, la messa a terra ripetuta del cavo PE causa la divisione della corrente di guasto. Una parte fluisce verso la terra attraverso la resistenza di messa a terra di lavoro del sistema a bassa tensione del trasformatore, mentre un'altra parte ritorna alla terra attraverso la resistenza di messa a terra ripetuta lungo il cavo PE prima di tornare alla sorgente di energia a media tensione. La corrente di guasto passa attraverso la resistenza di messa a terra di lavoro del sistema a bassa tensione, creando una caduta di tensione su questa resistenza. Ciò causa una differenza di potenziale tra il punto neutro della sorgente di alimentazione del sistema a bassa tensione e la terra. Questa differenza di potenziale si propaga alle linee di distribuzione a bassa tensione, causando una sovratensione trasferita. In un sistema di messa a terra TN, questa sovratensione trasferita può diffondersi persino alle custodie di tutte le apparecchiature a bassa tensione attraverso il cavo PE.

L'entità della corrente di guasto dipende principalmente dal metodo di messa a terra del sistema a media tensione e dalla corrente di capacità distribuita. L'ampiezza della tensione di guasto di trasferimento è strettamente legata ai metodi di messa a terra sia del sistema a media tensione che del sistema a bassa tensione, con il metodo di messa a terra del sistema a media tensione che è decisivo.

Classifica ampiezza della tensione di guasto di trasferimento: Sistema a resistenza piccola > Sistema non messo a terra > Sistema di messa a terra con bobina di estinzione d'arco;
Un sistema a media tensione con punto neutro messo a terra tramite una resistenza piccola e un sistema a bassa tensione che utilizza il metodo di messa a terra TN sono più soggetti a incidenti elettrici, rappresentando una minaccia significativa per la sicurezza personale degli utenti.

Conclusione

• La tensione di guasto di trasferimento causa il punto di guasto a terra e il punto di incidente disgiunti in due scenari principali: 1) Un guasto a terra nel sistema a media tensione induce una tensione di guasto di trasferimento nel sistema a bassa tensione; 2) Una custodia di dispositivo difettosa e attiva nel sistema TN causa una tensione di guasto di trasferimento sulle custodie di tutte le altre apparecchiature elettriche;

• Per questi due tipi di tensione di guasto di trasferimento, il punto di guasto a terra e il punto di incidente elettrico non coincidono. Il punto di messa a terra è difficile da rilevare, e la causa radice dell'incidente di tensione di guasto di trasferimento è difficile da analizzare. Con le custodie metalliche delle apparecchiature caricate dalla tensione di guasto di trasferimento, il rischio di shock elettrico per le persone aumenta in misura notevole.