Що таке дуговий заземлення? Які причини, наслідки та способи усунення?

Визначення дугового заземлення

Дугове заземлення - це вид аварійного явища в електроенергетичній системі. Воно вказує на наявність заземлюючого струму у формі дуги при одновимірному заземленні в системі, де нейтральна точка не заземлена або система заземлена через дугозагасний диван.

Причини дугового заземлення

Пошкодження ізоляції

• Старіння обладнання: Під час довготривалої роботи електрообладнання, через вплив електричних, термічних, механічних та інших напружень, ізоляційний матеріал поступово старіє, що зменшує його ізоляційну спроможність. Наприклад, ізоляційний шар кабелю може тріщатися або пошкоджуватися, що призводить до заземлювальної аварії. Коли заземлювальний струм великий, може утворитися дугове заземлення.

• Перенапруга: У електроенергетичній системі можуть виникати різні перенапруги, такі як грозова перенапруга та операційна перенапруга. Ці перенапруги можуть пошкодити ізоляцію пристрою, що призводить до заземлювальних аварій. Наприклад, під час грози, надземна лінія може бути ударена блискавкою, що призводить до пробою ізолятора, створюючи одновимірну заземлювальну аварію.

Зовнішнє пошкодження

• Пошкодження під час будівництва: Під час проведення робіт, таких як будівництво доріг та будівель, підземні кабелі або надземні лінії можуть бути несподівано пошкоджені, що призводить до заземлювальних аварій. Наприклад, під час викопування, екскаватор може непомітно пошкодити підземні кабелі, що призводить до пошкодження ізоляції кабелю та утворення дугового заземлення.

• Дотик дерев: У деяких місцях, де проходять надземні лінії, якщо дерева ростуть занадто високо, вони можуть торкатися лінії, що призводить до заземлювальних аварій. Особливо в складних погодних умовах, таких як сильний вітер, коливання дерев може більше схильне до заземлювальних аварій. Наприклад, при сильному вітрі, гілки дерев можуть відламатися і потрапити на надземні лінії, створюючи заземлювальну аварію.

Наслідки дугового заземлення

Порушення безпеки обладнання

• Пошкодження ізоляції пристрою: Дугове заземлення генерує високу температуру та високу енергію, що може серйозно пошкодити ізоляцію пристрою. Наприклад, дуга може пошкодити ізоляційний шар кабелю, ізоляцію витків трансформатора тощо, що знижує ізоляційну спроможність обладнання, а навіть може призвести до пожежі.

• Спроба перенапруги: Дугове заземлення може спровокувати переміжну дугову перенапругу, яка, зазвичай, має високу амплітуду, що може призвести до подальшого пошкодження ізоляції обладнання. Наприклад, в системі, де нейтральна точка не заземлена, одновимірне дугове заземлення може збільшити напругу фази без аварії до кількох разів від лінійної напруги, що становить серйозну загрозу для ізоляції обладнання.

Забезпечення надійності електропостачання порушено

• Відключення електропостачання: Серйозна дугова заземлювальна аварія може призвести до роботи захисного пристрою, що призводить до відключення автомату, що перериває електропостачання. Це приносить незручності користувачам та впливає на нормальний хід виробництва та життя. Наприклад, під час виробничого процесу на заводі, якщо раптове дугове заземлення призведе до відключення електропостачання, це може призвести до переривання виробництва та економічних втрат.

• Розширення діапазону аварії: Якщо дугове заземлення не може бути своєчасно усунуте, воно може розвинутися до міжфазної короткухі, розширюючи діапазон аварії та збільшуючи складність та тривалість ремонту. Наприклад, електродуга може пошкодити оточуюче обладнання та провідники, спричиняючи міжфазну короткуху та розширяючи діапазон аварії.

Рішення дугового заземлення

Обслуговування та управління обладнанням

• Регулярна перевірка: Регулярна перевірка та обслуговування електрообладнання, своєчасне виявлення та усунення дефектів ізоляції. Наприклад, регулярне випробування ізоляційного опору кабелів, виявлення часткових розрядів, аналіз газів в маслі трансформатора, випробування опору обмоток постійного струму, щоб своєчасно виявити потенційні аварії обладнання.

• Посилення перевірок: Посилення перевірок електроліній та обладнання, своєчасне виявлення та усунення потенційних загроз, таких як зовнішнє пошкодження. Наприклад, збільшення кількості перевірок надземних ліній, своєчасне очищення дерев та сміття поблизу ліній, запобігання дотику дерев до ліній; маркування та захист підземних кабелів в зоні будівництва, щоб запобігти пошкодженню під час будівництва.

Використання дугозагасного пристрою

• Дугозагасний диван: В системі, де нейтральна точка не заземлена або заземлена через дугозагасний диван, параметри дугозагасного дивана можна розумно налаштувати, щоб він ефективно компенсував заземлювальний ємнісний струм та зменшив утворення дуги. При одновимірному заземленні, індуктивний струм, що генерується дугозагасним диваном, може компенсувати заземлювальний ємнісний струм, що зменшує заземлювальний струм до нижчого рівня, таким чином зменшуючи шкоду від дугового заземлення.

• Прискладення вибору лінії заземлення: Встановлення прискладення вибору лінії заземлення може швидко та точно виявити лінію заземлення та вчасно вилучити аварійну лінію, щоб запобігти розширенню аварії. Наприклад, прискладення вибору лінії заземлення на основі принципу нуль-послідовного струму та напрямку нуль-послідовної потужності може швидко визначити аварійну лінію при дуговому заземленні, надаючи основу для ліквідації аварії.

Покращення рівня ізоляції обладнання

• Вибір якісних ізоляційних матеріалів: Під час виготовлення та встановлення електрообладнання використовуються якісні ізоляційні матеріали, щоб покращити ізоляційні характеристики обладнання. Наприклад, використання ізоляційних матеріалів, що стійкі до високих температур та старіння, може продовжити строк служби обладнання та зменшити ризик пошкодження ізоляції.

• Посилення ізоляції: Посилення ізоляції обладнання, щоб покращити його ізоляційну міцність. Наприклад, водонепроникна та протижогова обробка з'єднань кабелів, обгортання обмоток трансформатора, щоб покращити ізоляційні характеристики обладнання та зменшити виникнення заземлювальних аварій.