Elektrotīkla kļūdu veidi

Elektrotīkla kļūdas: Definīcija un klasifikācija

Elektrotīkla kļūda tiek definēta kā anomalija vai defekts, kas izraisa elektriskā strāvas novirzi no tās iecerētā plūsmas gaitas. Kad notiek kļūda, tā rada nepārēkāmus darbības apstākļus, galvenokārt samazinot izolācijas spēju starp vadītājiem. Šī izolācijas pasliktināšanās var radīt smagu kaitējumu elektrotīkla komponentiem, pārtraukt normālo enerģijas piegādi un radīt drošības riskus.

Elektrotīkla kļūdas galvenokārt ir sadalītas divos galvenajos veidos:

• Atvērts ceļa defekts: Šis veids no defektu notiek, kad ir salauzums vai neierobežojamība elektroceļā, kas liek traucēt normālai strāvas plūsmai. Tas var būt rezultāts bojātiem vadītājiem, svārstīgiem savienojumiem vai elektrotehnisku komponentu neveiksmīgumam.

• Īsceļa defekts: Ūsceļa defektā notiek nesaskaņota zema pretestības gājiena izveidošana starp diviem vai vairākiem vadītājiem, kas izraisa lielu strāvas plūsmu. Tas var būt dēļ izolācijas sabrukuma, fiziska kontaktā starp vadītājiem vai aprīkojuma neveiksmīguma.

Dažādie subtipi un manifestācijas šiem elektrotīkla defektiem ir parādīti zemāk sniegtajā attēlā.

Elektrotīkla defektu cēloņi un klasifikācija

Elektrotīkla defekti var rasties dēļ daudzām dabiskām perturbācijām. Tādas notikumi kā mirdzēju uzplūdes, augstas ātruma vēji un zemestrīces var visi aktivizēt defektus. Mirdzējas ar to intenzīvām elektriskām izplūdēm var bojāt izolāciju un traucēt normālai strāvas plūsmai. Augstās ātruma vēji var nokritināt elektrolīnijas vai izraisīt, ka vadītāji svārstās un nonāk kontaktā ar citiem objektiem, kamēr zemestrīces var pārvietot infrastruktūru, izraisojot salauztus vadītājus un bojātos elektrotehniskos komponentus.

Defekti var arī būt rezultāts dažādu negadījumu dēļ. Piemēram, koku krustojums ar elektrolīnijām, transportlīdzeklis, kas sastopas ar atbalsta struktūru, vai lidmašīna, kas satricina elektroenerģijas infrastruktūru, visi var izraisīt pārraižas elektrotīklā. Šie negadījumu notikumi var tieši bojāt vadītājus, izolātorys vai citas elektrības tīkla svarīgas daļas, izraisojot defektus.

1. Atvērts ceļa defekts

Atvērts ceļa defekts galvenokārt notiek, kad viens vai divi vadītāji neveiksmīgi darbojas. Tā kā šis veids no defektu notiek sērijā ar elektroceļu, tāpēc tam sauc arī par sērijas defektu. Atvērti ceļa defekti ievērojami ietekmē elektrotīkla uzticamību, bieži izraisojot pārtraukumus enerģijas piegādē un potenciālu kaitējumu pieslēgtajiem ierīčiem.

Atvērti ceļa defekti var tikt vēlāk sadalīti šādos veidos:

• Atvērts vadītājs defekts: Tas notiek, kad viens vadītājs elektroceļā salaužas vai atsakās, traucējot strāvas plūsmu pa šo konkrēto ceļu.

• Divi atvērti vadītāji defekts: Šajā situācijā sistēmas divi vadītāji neveiksmīgi darbojas, izraisojot vēl smagāku traucējumu elektriskajai plūsmai. Šis veids no defektu var izraisīt nevienmērīgus apstākļus un var izraisīt papildu stresu atlikušajiem sistēmas komponentiem.

• Trīs atvērti vadītāji defekts: Dzīvnieku retākais un smagākais atvērto ceļu defekts, kurā visi trīs vadītāji trīs fāzes sistēmā neveiksmīgi darbojas. Tas izraisa pilnu enerģijas transmīcijas zaudējumu un var radīt tālu sekas elektrības tīklam un pieslēgtajiem slodzeņiem.

Dažādās atvērto ceļu defektu konfigurācijas ir parādītas zemāk minētajā figūrā, sniedzot vizuālu attēlojumu, kā šie defekti izpaustas elektrotīklā.

2. Ūsceļa defekts

Ūsceļa defekts notiek, kad dažādu fāžu vadītāji kontaktē ar sevi elektrolīnijā, elektrotransformatorā vai citos shēmas elementos. Šis nesaskaņots savienojums izraisa lielu strāvas plūsmu caur vienu vai divām fāzēm elektrosistēmā. Ūsceļa defekti var tikt vēlāk sadalīti divos galvenajos kategorijās: simetriskie un asimetriskie defekti.

Simetriskais defekts

Simetriskie defekti ir tie, kas ietver visas trīs fāzes elektrosistēmā. Neparasti, šie defekti saglabā līdzsvaru pat pēc defekta notikuma. Simetriskie defekti galvenokārt notiek ģeneratoru terminālos. Šādu defektu izraisīšanu var atributēt dažādiem faktoriem, piemēram, elektriskās arkas, kas veidojas starp vadītājiem defekta laikā, pretestībai vai zemām gruntsprekkām pretestības sistēmā.

Simetriskie defekti ir apakškategorizēti divās atsevišķās kategorijās: līnija - līnija - līnija defekts un trīs fāžu līnija - pretzemes defekts.

a. Līnija – Līnija – Līnija Defekts

Līnija - līnija - līnija (L - L - L) defekti ir raksturoti ar to līdzsvaroto dabu. Pat pēc defekta notikuma, elektrosistēma saglabā savu simetriju. Lai arī relatīvi reti, L - L - L defekti ir no smagākajiem ūsceļa defektiem. Tie izraisa lielāko defekta strāvas plūsmu sistēmā, kas spēlē svarīgu lomu noteikot šķēršanas automātu reitinga prasības. Šķēršanas automātu spēja droši un efektīvi pārtraukt šīs ļoti lielas intensitātes strāvas plūsmas tiek tieši informēta par L - L - L defektiem, padarot tos par galveno apsvērumu elektrotīkla dizainā un aizsardzībā.

b. L–L–L–G (Trīs fāžu līnija - pretzemes defekts)

Trīs fāžu līnija - pretzemes (L–L–L–G) defekts ietver visas trīs fāzes elektrosistēmu. Šajā defekta situācijā tiek izveidots savienojums starp visām trim fāzēm un sistēmas pretzemi. Lai arī mazāk izplatīts salīdzinājumā ar dažiem citiem defekta veidiem, L–L–L–G defekts ir svarīgs elektrotīkla analīzē. Statistiski šāda defekta notikuma iespējamība ir aptuveni 2 līdz 3 procenti. Šī relatīvi zemā iespējamība, kad notiek L–L–L–G defekts, tas var izraisīt lielas defekta strāvas plūsmas un izraisīt plašas pārmaiņas elektrotīklā, nepieciešama robusta aizsardzības pasākumi un rūpīga apsvēršana sistēmas dizainā un operācijā.

Asimetriskais defekts

Asimetriskais defekts tiek definēts kā elektrotīkla stāvoklis, kas izraisa asimetriskas strāvas, kur magnitudi un fāzes trīs fāžu strāvās atšķiras no viena otram. Šis veids no defektu parasti ietver vienu vai divas fāzes, piemēram, līnija - pretzeme (L - G), līnija - līnija (L - L) vai divas līnijas - pretzeme (L - L - G) defekti. Kā rezultātā elektrosistēma kļūst nelīdzsvarota, kas var izraisīt dažādas operatīvās problēmas un potenciālu kaitējumu ierīcēm.

Asimetriskie defekti var tikt galvenokārt sadalīti trīs atsevišķās kategorijās:

• Viena līnija - pretzeme (L – G) defekts

• Līnija - līnija defekts (L – L)

• Divas līnijas - pretzeme (L – L – G) defekts

No visiem elektrotīkla defektiem, asimetriskie defekti ir visbiežāk sastopami.

1. Viena līnija - pretzeme (L – G) defekts

Viena līnija - pretzemes defekts notiek, kad viens no vadītājiem nonāk kontaktā ar pretzemi vai sasniedz neitrālo vadītāju. Šis defekta veids ir ļoti izplatīts, veidojot aptuveni 70 - 80 procentus no visiem defektiem, kas notiek elektrotīklā. Tā augstā parādīšanās biežums padara to par galveno jautājumu elektrotīkla operatoriem un inženieriem, kuriem jāievieš efektīvi aizsardzības pasākumi, lai mazinātu tā potenciālo ietekmi uz sistēmas stabilitāti un uzticamību.

3. Divas līnijas - pretzeme (L - L - G) defekts

Divu līniju - pretzemes defektā divi vadītāji vienlaikus nonāk kontaktā ar sevi un pretzemi. Šis defekta scenārijs izveido sarežģītu elektrosistēmu, kas traucē normālai elektrotīkla darbībai. Lai arī mazāk izplatīts nekā viena līnija - pretzemes defekti, divas līnijas - pretzemes defekti joprojām rada nozīmīgus riskus sistēmas stabilitātei un ierīču integritātei. Statistiski šāda defekta notikuma iespējamība ir aptuveni 10 procenti no visiem elektrotīkla defektiem. Šī relatīvi zemā, bet neznojama iespējamība uzsver nepieciešamību iekļaut visaptverošus aizsardzības un mazināšanas stratēģijas elektrotīklā, lai aizsargātu pret šādu defektu potenciālo kaitējumu un operatīvo traucējumu.