Sähköverkon vikatyypit

Sähköverkon vikat: Määritelmä ja luokittelu

Sähköverkon vika määritellään poikkeamaksi tai puutteeksi, joka aiheuttaa sähkövirran poikkeavan tarkoitettusta kulkuurista. Kun vika ilmenee, se luo epänormaaleja toimintatiloja, pääasiassa heikentämällä johtojen välisen eristysvoiman. Tämä eristyksen heikentyminen voi johtaa vakavaan vahinkoon sähköverkon komponentteihin, häiritä normaalia sähköntarjontaa ja aiheuttaa turvallisuusriskiä.

Sähköverkon vikat jaetaan pääasiassa kahteen tärkeään ryhmään:

• Avoin piiri - vika: Tämäntyyppinen vika ilmenee, kun sähköpiirissä on katkaisu tai keskeytys, mikä estää virran normaalin kulun. Se voi johtua vaurioituneista johtoista, löyhästä yhdistyksestä tai sähkökomponenttien epäonnistumisesta.

• Lyhyyskierre - vika: Lyhyyskierre - viassa on tarkoituksesta poikkeava matalaresistenssin polku kahden tai useamman johtajan välillä, mikä aiheuttaa suuren virran kulun. Tämä voi johtua erityksen romahduksesta, johtojen fyysisestä kosketuksesta tai laitteiden epätoiminnasta.

Näiden sähköverkon vikoiden erilaiset alaluokat ja ilmaisut on havainnollistettu alla olevassa kuvassa.

Sähköverkon vikojen syyt ja luokittelu

Sähköverkon vikat voivat syntyä monenlaisista luonnollisista häiriöistä. Tapaukset, kuten ukkoskuljet, nopeat tuulet ja maanjäristykset, voivat kaikki aiheuttaa vikoja. Ukko, sen intensiiviset sähköiset purkaukset, voi vahingoittaa eristystä ja häiritä normaalia virran kulua. Nopeat tuulet voivat tiputtaa sähkölinjoja tai aiheuttaa johtajien liikkumisen ja kosketuksen muihin esineisiin, kun taas maanjäristykset voivat siirtää infrastruktuuria, mikä johtaa rikkoutuneisiin johtajiin ja vaurioituneisiin sähkökomponentteihin.

Vikat voivat myös johtua erilaisista onnettomuuksista. Esimerkiksi, jos puu putostuu sähkölinjoille, ajoneuvo osuu tukirakenteeseen tai lentokone törmää sähköinfrastruktuuriin, ne voivat kaikki johtaa sähköverkon häiriintymiseen. Nämä onnettomuudet voivat suoraan vahingoittaa johtajia, eristyksiä tai muita sähköverkon tärkeitä osia, mikä aiheuttaa vikoiden syntymisen.

1. Avoin piiri - vika

Avoin piiri - vika ilmenee pääasiassa, kun yksi tai kaksi johtajaa epäonnistuu. Koska tämäntyyppinen vika tapahtuu sarjassa sähkölinjan kanssa, sitä kutsutaan myös sarjavikaksi. Avointen piirien vikat vaikuttavat merkittävästi sähköverkon luotettavuuteen, usein johtamalla sähköntarjonnan häiriintymiseen ja mahdolliseen vahingon yhdistettyyn varusteeseen.

Avoin piiri - vikat voidaan edelleen luokitella seuraavasti:

• Avausjohtaja - vika: Tämä tapahtuu, kun yksi sähköpiirin johtaja katkeaa tai irtoaa, mikä häiritsee virran kulun kyseisen polun kautta.

• Kaksi avointa johtajaa - vika: Tässä skenaariossa järjestelmän kaksi johtajaa epäonnistuu, mikä aiheuttaa vakavamman häiriön sähkövirran kululle. Tämäntyyppinen vika voi johtaa epätasapainoiseen tilaan ja saattaa aiheuttaa lisästressiä jäljellä oleville järjestelmän komponenteille.

• Kolme avointa johtajaa - vika: Harvinainen ja vakavin muoto avoimesta piirivistä vikasta, jossa kaikki kolme johtajaa kolmifaijasjärjestelmässä epäonnistuvat. Tämä johtaa täydelliseen sähköntarjonnan menetykseen ja voi aiheuttaa laajamittaisia seurauksia sähköverkolle ja yhdistettyihin kuormille.

Erilaiset avoimen piirin vikoiden kokoonpanot on havainnollistettu alla olevassa kuvassa, joka tarjoaa visuaalisen esityksen siitä, miten nämä vikat ilmaisuivat sähköverkossa.

2. Lyhyyskierre - vika

Lyhyyskierre - vika ilmenee, kun eri faijasjohtajat sähkölinjassa, sähkömuuntimessa tai muussa piiritekijässä tulevat yhteyteen. Tämä ei-toivottu yhteys aiheuttaa huomattavan määrän virtaa kulumaan yhden tai kahden faijan kautta sähköjärjestelmässä. Lyhyyskierre - vikat voidaan edelleen luokitella kahteen pääryhmään: symmetrisiin ja epäsuhdannevikoihin.

Symmetrinen vika

Symmetriset vikat ovat niitä, jotka sisältävät kaikki kolme faijaa sähköjärjestelmässä. Huomattavasti, nämä vikat säilyttävät tasapainotilan jopa vikan jälkeen. Symmetriset vikat ilmenevät pääasiassa generaattorien päädynneillä. Tällaisten vikoiden alkaminen voidaan syyllistää erilaisiin tekijöihin, kuten sähkökaaren vastus johtajien välillä vikan aikana tai alhaisen maaperän vastus maaperässä.

Symmetriset vikat on jaoteltu kahteen selkeään tyyppeihin: faija-faija-faija - vika ja kolmifaijin faija-maahan - vika.

a. Faija – Faija – Faija - vika

Faija-faija-faija (F-F-F) - vikat luonnehditaan tasapainoisuutensa perusteella. Jopa vikan jälkeenkin sähköjärjestelmä säilyttää symmetrisyytensä. Vaikka F-F-F - vikat ovat suhteellisen harvinaisia, ne ovat kuitenkin yksi vakavimmista lyhyyskierresvikojen tyypeistä. Ne tuottavat suurimmat vikavirrat järjestelmässä, jotka ovat olennaisia sähkökatkaisijoiden suunnitteluarvojen määrittämisessä. Sähkökatkaisijoiden kyky keskeyttää näitä erittäin suuria virran arvoja turvallisesti ja tehokkaasti on suoraan sidoksissa F-F-F - vikoiden ominaisuuksiin, mikä tekee niistä avainasian sähköverkon suunnittelussa ja suojaamisessa.

b. F–F–F–M (Kolmifaijin faija-maahan - vika)

Kolmifaijin faija-maahan (F–F–F–M) - vika kattaa koko sähköjärjestelmän kolme faijaa. Tässä vikaskenaariossa luodaan yhteys kaikkien kolmen faijan ja järjestelmän maan välille. Vaikka tämäntyyppinen vika on vähemmän yleinen kuin jotkut muut vikatyypit, F–F–F–M - vika on merkittävä sähköverkon analysoinnissa. Tilastollisesti tällaisen vikan todennäköisyys on noin 2-3 prosenttia. Tämä suhteellisen pieni todennäköisyys huomioiden, kun F–F–F–M - vika ilmenee, se voi tuottaa huomattavia vikavirtoja ja aiheuttaa laajamittaista häiriintymistä sähköverkossa, mikä edellyttää vahvaa suojausta ja huolellista harkintaa järjestelmän suunnittelussa ja toiminnassa.

Epäsuhdannevika

Epäsuhdannevika määritellään sähköverkon tilaksi, joka tuottaa epäsuhdannevirtauksia, jossa kolmen faijan virtojen suuruudet ja vaiheet eroavat merkittävästi toisistaan. Tämäntyyppinen vika sisältää yleensä yhden tai kaksi faijaa, kuten faija-maahan (F-M), faija-faija (F-F) tai kaksoisfaija-maahan (F-F-M) - vikat. Näiden vikojen seurauksena sähköjärjestelmä tulee epätasapainoon, mikä voi johtaa monenlaisiin toimintahaasteisiin ja potentiaaliseen vahingon sähkövarusteisiin.

Epäsuhdannevikat voidaan pääasiassa luokitella kolmeen selkeään tyyppeihin:

• Yksifaija-maahan (F – M) - vika

• Faija-faija (F – F) - vika

• Kaksoisfaija-maahan (F – F – M) - vika

Kaikista sähköverkon vikatyypeistä epäsuhdannevikat ovat yleisimmin esiintyviä.

1. Yksifaija-maahan (F – M) - vika

Yksifaija-maahan - vika ilmenee, kun yksi johtajista tulee yhteyteen maan tai neutraalijohtajan kanssa. Tämäntyyppinen vika on erittäin yleinen, kattaa valtavan 70-80 prosentin kaikista sähköverkon vikoista. Sen korkea esiintymistiheyys tekee siitä keskeisen huolen sähköverkon operaattoreille ja insinööreille, jotka joutuvat toteuttamaan tehokkaita suojaustoimenpiteitä sen potentiaalisten vaikutusten vähentämiseksi järjestelmän vakaudelle ja luotettavuudelle.

3. Kaksoisfaija-maahan (F - F - M) - vika

Kaksoisfaija-maahan - vikassa kaksi johtajaa tulevat yhteyteen samanaikaisesti sekä toistensa että maan kanssa. Tämä vikaskenaario luo monimutkan sähköpolun, joka häiritsee sähköverkon normaalin toiminnan. Vaikka kaksoisfaija-maahan - vikat ovat vähemmän yleisiä kuin yksifaija-maahan - vikat, ne edelleen aiheuttavat merkittäviä riskejä järjestelmän vakaudelle ja laitteiden eheydelle. Tilastollisesti kaksoisfaija-maahan - vikan todennäköisyys on noin 10 prosenttia kaikista sähköverkon vikoista. Tämä suhteellisen pieni mutta ei-negatiivinen todennäköisyys korostaa tarvetta sisällyttää kattavat suoja- ja lievitystoimenpiteet sähköverkkoihin suojelemiseksi näiden vikojen aiheuttamalta vahingolta ja toiminnalliselta häiriintymiseltä.