Was ist ein Bogenleiter? Was sind die Ursachen, Folgen und Lösungen?

Definition des Bogenanschlusses

Bogenanschluss ist ein Art von Erdungsfehlerscheinung im Stromnetz. Es bezieht sich hauptsächlich auf die Existenz eines Erdstroms in Form eines Bogens, wenn ein Einphasen-Erdefehler in einem System auftritt, bei dem der Neutralpunkt nicht geerdet ist oder das System über einen Bogenunterdrückungsspule geerdet wird.

Ursachen des Bogenanschlusses

Isolierschäden

• Alterung der Ausrüstung: Während des langfristigen Betriebs der Stromversorgungsausrüstung kann das Isoliermaterial aufgrund elektrischer, thermischer und mechanischer Belastungen allmählich altern und seine Isolierleistung verringern. Zum Beispiel kann die Isolierungsschicht eines Kabels rissig werden oder beschädigt sein, was zu einem Erdfehler führt. Wenn der Erdstrom groß ist, kann ein Bogenanschluss entstehen.

• Überspannungsschock: Im Stromnetz können verschiedene Überspannungen auftreten, wie Blitzüberspannungen und Betriebsüberspannungen. Diese Überspannungen können die Isolation des Geräts beschädigen und Erdfehler verursachen. Zum Beispiel kann während eines Gewitters eine Freileitung vom Blitz getroffen werden, wodurch es zu einer Entladung am Isolator kommt und ein Einphasen-Erdefehler entsteht.

Externe Schäden

• Baustellenbeschädigung: Bei Aktivitäten wie Straßenbau und Gebäudebau können unterirdische Kabel oder Freileitungen versehentlich beschädigt werden, was zu Erdfehlern führt. Zum Beispiel kann bei Grabarbeiten ein Bagger unbeabsichtigt unterirdische Kabel beschädigen, was zu einer Beschädigung der Kabelisolation und einem Bogenanschluss führt.

• Kontakt mit Bäumen: In Gebieten, durch die Freileitungen führen, können Bäume, die zu hoch wachsen, die Leitungen berühren und Erdfehler verursachen. Besonders bei starkem Wind können sich Bäume stärker bewegen und dadurch Erdfehler verursachen. Zum Beispiel können bei starkem Wind abgebrochene Äste auf Freileitungen fallen und einen Erdfehler erzeugen.

Die Folgen des Bogenanschlusses

Gefährdung der Gerätesicherheit

• Schädigung der Geräteisolation: Der Bogenanschluss erzeugt hohe Temperaturen und hohe Energiebogen, die die Isolation des Geräts schwer beschädigen können. Zum Beispiel kann der Bogen die Isolierungsschicht des Kabels, die Wickelisolation des Transformators usw. abtragen, die Isolierleistung der Ausrüstung verringern und sogar zur Verkohlung der Ausrüstung führen.

• Auslösen von Überspannungen: Ein Bogenanschluss kann intermittierende Bogen-Überspannungen auslösen, die in der Regel sehr hoch sind und weitere Schäden an der Isolation der Ausrüstung verursachen können. Zum Beispiel kann in einem neutral unverankerten System ein Einphasen-Bogenanschluss die Spannung der nicht defekten Phase auf bis zu mehrere Mal die Leitungsspannung erhöhen, was eine ernsthafte Bedrohung für die Isolation der Ausrüstung darstellt.

Beeinträchtigung der Versorgungsreliabilität

• Ausschaltunterbrechung: Ein schwerer Bogenanschluss kann dazu führen, dass Schutzgeräte anspringen, wodurch der Schalter ausfällt und die Stromversorgung unterbrochen wird. Dies bringt Unannehmlichkeiten für die Nutzer und beeinträchtigt den normalen Fortgang der Produktion und des Lebens. Zum Beispiel kann in der Produktionsprozess eines Werks ein plötzlicher Bogenanschluss zu einer Unterbrechung der Stromversorgung führen, was die Produktion stoppen und wirtschaftliche Verluste verursachen kann.

• Erweiterung des Fehlerbereichs: Wenn der Bogenanschlussfehler nicht rechtzeitig beseitigt wird, kann er sich zu einem Phasenkurzschlussfehler entwickeln, den Fehlerbereich erweitern und die Reparatur schwieriger und länger machen. Zum Beispiel kann ein elektrischer Bogen umliegende Ausrüstungen und Leiter abtragen, einen Phasenkurzschluss auslösen und den Fehlerbereich erweitern.

Lösungen für den Bogenanschluss

Gerätemaintenance und -management

• Regelmäßige Inspektionen: Regelmäßige Inspektionen und Wartungen der Stromversorgungsausrüstung, um Defekte der Geräteisolation zeitgerecht zu erkennen und zu behandeln. Zum Beispiel regelmäßige Kabelisolationswiderstandstests, partielle Entladungsprüfungen, Ölchromatographieanalyse des Transformators, Wickel-Gleichstromwiderstandstests usw., um potenzielle Ausrüstungsfehler frühzeitig zu entdecken.

• Stärkung der Inspektionen: Verstärkung der Inspektionen von Stromleitungen und Ausrüstungen, um externe Schäden und andere Gefahren rechtzeitig zu erkennen und zu beseitigen. Zum Beispiel die Anzahl der Inspektionen von Freileitungen erhöhen, Bäume und Trümmer in der Nähe der Leitung zeitgerecht entfernen, um Berührungen von Bäumen mit der Leitung zu verhindern; Markieren und Schützen von unterirdischen Kabeln in Baugruben, um Bauschäden zu vermeiden.

Einsatz von Bogenunterdrückungsgeräten

• Bogenunterdrückungsspule: In Systemen, bei denen der Neutralpunkt nicht geerdet ist oder über eine Bogenunterdrückungsspule geerdet wird, können die Parameter der Bogenunterdrückungsspule sinnvoll angepasst werden, sodass sie den Erdkapazitätsstrom wirksam kompensieren und die Entstehung von Bögen reduzieren kann. Bei einem Einphasen-Erdefehler kann der induktive Strom, der von der Bogenunterdrückungsspule erzeugt wird, den Erdkapazitätsstrom ausgleichen, sodass der Erdstrom auf ein niedrigeres Niveau reduziert wird und somit der Schaden durch Bogenanschluss verringert wird.

• Leitungsfehlerauswahlgerät: Die Installation eines Leitungsfehlerauswahlgeräts ermöglicht eine schnelle und genaue Detektion der fehlerhaften Leitung und deren zeitnahes Entfernen, um die Ausbreitung des Fehlers zu verhindern. Zum Beispiel kann ein Leitungsfehlerauswahlgerät, das auf dem Prinzip des Nullfolgestroms und der Nullfolgeleistung basiert, bei einem Bogenanschlussfehler schnell die fehlerhafte Leitung bestimmen und eine Grundlage für die Fehlerbehandlung liefern.

Verbesserung der Isolationsstufe der Ausrüstung

• Wahl hochwertiger Isoliermaterialien: Im Herstellungs- und Installationsprozess von Stromversorgungsausrüstungen werden hochwertige Isoliermaterialien gewählt, um die Isolierleistung der Ausrüstung zu verbessern. Zum Beispiel kann die Verwendung von Isoliermaterialien, die hitzebeständig und alterungsresistent sind, die Lebensdauer der Ausrüstung verlängern und das Risiko von Isolierschäden reduzieren.

• Stärkung der Isolierung: Verstärkung der Isolierung der Ausrüstung, um ihre Isolierstärke zu verbessern. Zum Beispiel kann die wasserdichte und feuchtesichere Behandlung von Kabelanschlüssen und die Isolierungsumhüllung von Transformatorwicklungen die Isolierleistung der Ausrüstung verbessern und die Häufigkeit von Erdfehlern reduzieren.