Что такое дуговой пробой? Каковы причины последствия и методы устранения

Определение дугового заземления

Дуговое заземление — это вид аварийного явления в электрической системе. Оно относится к наличию тока заземления в форме дуги при однофазном коротком замыкании на землю в системе с незаземленной нейтралью или системе, заземленной через дугогасительную катушку.

Причины дугового заземления

Повреждение изоляции

• Старение оборудования: В процессе длительной эксплуатации электрического оборудования под воздействием электрических, тепловых и механических нагрузок изоляционный материал постепенно стареет, снижая свои изоляционные свойства. Например, изоляционный слой кабеля может растрескаться или повредиться, что приведет к аварии заземления. При большом токе заземления может образоваться дуговое заземление.

• Перенапряжение: В электрической системе могут возникать различные перенапряжения, такие как грозовые перенапряжения и оперативные перенапряжения. Эти перенапряжения могут повредить изоляцию устройства и вызвать аварии заземления. Например, во время грозы воздушная линия может быть поражена молнией, что приводит к пробою изолятора и созданию однофазного заземления.

Внешние повреждения

• Повреждение при строительстве: При проведении дорожных работ и строительства подземные кабели или воздушные линии могут случайно повредиться, что приведет к авариям заземления. Например, при рытье экскаватор может случайно повредить подземные кабели, что приведет к повреждению изоляции кабелей и дуговому заземлению.

• Контакт с деревьями: В некоторых районах, где проходят воздушные линии, если деревья вырастают слишком высокими, они могут коснуться линии, вызывая аварию заземления. Особенно в условиях сильного ветра вероятность аварии заземления увеличивается. Например, в сильный ветер ветки деревьев могут обломиться и упасть на воздушные линии, создавая аварию заземления.

Последствия дугового заземления

Угроза безопасности оборудования

• Повреждение изоляции устройства: Дуговое заземление создает высокую температуру и энергию дуги, которые могут серьезно повредить изоляцию устройства. Например, дуга может разрушить изоляционный слой кабеля, изоляцию обмотки трансформатора и т. д., снижая изоляционные характеристики оборудования и даже вызывая его возгорание.

• Вызывание перенапряжения: Дуговое заземление может вызвать периодическое дуговое перенапряжение, которое обычно имеет высокую амплитуду и может вызвать дальнейшее повреждение изоляции оборудования. Например, в системе с незаземленной нейтралью однофазное дуговое заземление может увеличить напряжение на неаварийной фазе до нескольких раз линейного напряжения, что представляет серьезную угрозу для изоляции оборудования.

Влияние на надежность электроснабжения

• Отключение питания: Серьезная дуговая авария заземления может вызвать срабатывание защитного устройства, что приведет к отключению выключателя и прерыванию электроснабжения. Это создаст неудобства для пользователей и повлияет на нормальное течение производства и жизни. Например, в процессе производства на заводе, если внезапное дуговое заземление вызывает отключение питания, это может привести к остановке производства и экономическим потерям.

• Расширение зоны аварии: Если дуговое заземление не будет устранено вовремя, оно может развиться в межфазное короткое замыкание, расширив зону аварии и увеличив сложность и время ремонта. Например, электрическая дуга может разрушить окружающее оборудование и провода, вызывая межфазное короткое замыкание и расширяя зону аварии.

Решение проблемы дугового заземления

Обслуживание и управление оборудованием

• Регулярный осмотр: Регулярный осмотр и обслуживание электрического оборудования, своевременное обнаружение и устранение дефектов изоляции. Например, регулярное тестирование сопротивления изоляции кабеля, обнаружение частичных разрядов, анализ хроматографии масла трансформатора, тестирование постоянного сопротивления обмотки и т. д., чтобы своевременно выявить потенциальные неисправности оборудования.

• Усиление контроля: Усиление контроля за линиями электропередачи и оборудованием, своевременное обнаружение и устранение внешних повреждений. Например, увеличение количества инспекций воздушных линий, своевременная очистка деревьев и мусора вблизи линий, предотвращение контакта деревьев с линиями; маркировка и защита подземных кабелей в зонах строительства, чтобы предотвратить повреждения при строительстве.

Использование дугогасительного устройства

• Дугогасительная катушка: В системе с незаземленной нейтралью или заземленной через дугогасительную катушку параметры дугогасительной катушки можно рационально настроить, чтобы она эффективно компенсировала емкостный ток заземления и снизила образование дуги. При однофазном коротком замыкании на землю индуктивный ток, создаваемый дугогасительной катушкой, может компенсировать емкостный ток заземления, снижая ток заземления до более низкого уровня, что уменьшает вред от дугового заземления.

• Устройство выбора линии с заземлением: Установка устройства выбора линии с заземлением позволяет быстро и точно обнаруживать линию с заземлением и своевременно удалять аварийную линию, предотвращая расширение аварии. Например, устройство выбора линии с заземлением, основанное на принципах нулевой последовательности тока и направления нулевой последовательности мощности, может быстро определить аварийную линию при дуговом заземлении и предоставить основу для устранения аварии.

Улучшение уровня изоляции оборудования

• Выбор качественных изоляционных материалов: В процессе изготовления и установки электрического оборудования выбираются качественные изоляционные материалы, чтобы улучшить изоляционные характеристики оборудования. Например, использование изоляционных материалов, устойчивых к высоким температурам и старению, может продлить срок службы оборудования и снизить риск повреждения изоляции.

• Усиление изоляции: Усиление изоляции оборудования для повышения его изоляционной прочности. Например, гидроизоляция и влагозащита соединений кабелей, а также изоляционная обмотка обмоток трансформаторов могут улучшить изоляционные характеристики оборудования и снизить вероятность аварий заземления.