Tijdens de werking van hoogspannings-elektrische circuits is het vaak een fenomeen dat door regelgevingsdocumenten wordt gedefinieerd als een interfaseschakeling. Deze afwijking van de normale werking van voedingssystemen gaat gepaard met storingen in de voedingslijnen, waarvan de gevolgen onvoorspelbaar zijn. De bijzonder gevaarlijke aard van de mogelijke schade maakt het nodig een aantal vragen te beantwoorden over wat dit fenomeen is, tot welke problemen het leidt en hoe deze te vermijden.
Het concept en de oorzaken van sluitingen
Het tussenfasecircuit van elektriciteit in meerfasige circuits is de onbedoelde aansluiting van geïsoleerde geleiders met een beschadigde beschermende coating.
In sommige gevallen manifesteert het zich als een enkelfasige aardfout of het geval van een werkende elektrische apparatuur.
Deze toestand van het elektrische netwerk is een schending van de normale werking van het systeem en wordt behandeld als noodgeval. In dit geval, op de sluitingspunten van de twee geleiders of op de punten van hun contact met de grond, neemt de stroom aanzienlijk toe. De maximale waarde bedraagt soms enkele duizenden ampère. Ongecontroleerde stroomstromen kunnen verwoestende gevolgen hebben.
De oorzaken van noodsituaties in elektrische hoogspanningsnetten zijn:
- Schade aan de beschermende isolatie van elk van de fasegeleiders als gevolg van schendingen van de regels voor de werking van kabellijnen.
- Per ongeluk breken van een van de geleiders van een luchtkabel en de kortsluiting naar een andere draad of aarde.
- De draad met beschadigde isolatie kortsluiten naar de behuizing van de bestaande elektrische installatie.
Elk van de gevallen van kortsluiting is een gevolg van een grove schending van de regels voor het bedienen van elektrische apparatuur en moet, in overeenstemming met de vereisten van regelgevingsdocumenten, grondig worden onderzocht.
Soorten fouten
Door het type voeding zijn alle kortsluitingen verdeeld in schade die is opgetreden in enkelfasige of driefasige circuits en door hun aantal - in enkele en dubbele fouten. Het eenvoudigste geval zijn enkelfasige lijnen waarin slechts eenfasige sluiting naar neutraal of aarde mogelijk is. Een driefasige kortsluiting heeft een groot aantal opties, aangezien het aantal draden in de kabel toeneemt tot 3. De volgende schadeopties zijn mogelijk:
- Kortsluiting van twee hoogspanningsdraden tussen elkaar.
- Kortsluiting van één draad naar neutraal of aarde (enkelfasige kortsluitingen).
- Contact van twee geleiders met het grondoppervlak tegelijk.
In elk van deze gevallen, inclusief tweefasige kortsluiting naar aarde, manifesteert de beschouwde storing zich op een speciale manier, gekenmerkt door het verspreiden van stromen en de verdeling van noodpotentialen. Naast deze factoren wordt het huidige proces beschreven door een indicator zoals aanraakspanning. De opgegeven parameter vertegenwoordigt de spanning die op het menselijk lichaam wordt aangelegd tussen twee contactpunten met de blootliggende draad.
Hetzelfde type gevaarlijke effecten omvat het potentiaalverschil dat verschijnt tussen de delen van het lichaam die in contact komen met de blootliggende draad, die op de grond is gesloten. Met eenfasige kortsluiting is van bijzonder belang de vraag hoe groot de aanraakspanning is wanneer de fase gesloten is. Volgens de bepalingen van de PUE hangt deze indicator af van de afstand tussen de contactzones en neemt toe met de toename.
In sommige gevallen, wanneer de weerstand tegen stroomverspreiding naar de grond te hoog is, bereikt de contactspanning een gevaarlijke waarde voor een persoon.
Gevolgen van KZ
De gevaarlijke manifestaties van sluiting tussen fasen van een driefasig circuit (evenals een enkelfasig) omvatten de gevolgen van de stroom van extreem grote waarden in de huidige lijn. Ze worden natuurlijk de oorzaak van de volgende noodsituaties:
- Het ontstaan van een brand als gevolg van het smelten en sterke verwarming van de isolatie van fasegeleiders.
- Uitval van stroomapparatuur aangesloten op een beschadigde lijn.
- Een elektrische schok voor een persoon die per ongeluk in een noodcircuit terecht is gekomen.
Bij het bewegen in deze zone is het belangrijk rekening te houden met de zogenaamde "stapspanning", die ontstaat door het verspreiden van de lekstroom in de grond tussen de benen van een persoon. Deze indicator wordt tussen zijn voeten geteld wanneer hij rond een op de grond gevallen kabel beweegt. Het kan ook gevaarlijke waarden bereiken, vooral bij ongevallen in hoogspanningsleidingen van 6,3-10 kW. Daarom krijgen PUE's de instructie om in deze zones te bewegen met een karakteristieke ganzenvoetstap: de voet is nauw verbonden met de voet.
De belangrijkste voorwaarde voor betrouwbare bescherming tegen enkelfasige en tweefasige storingen in 220/380 Volt stroomlijnen is hoogwaardige isolatie die bestand is tegen testspanningen tot 1000 Volt. De waarde van zijn weerstand moet volgens de PUE voor elk van de fasen minstens 0,5 megohm bedragen. Om brand en uitval van apparatuur te voorkomen, zijn speciale beschermende apparaten geïnstalleerd in de stroomcircuits, die zorgen voor onmiddellijke uitschakeling van de lijn wanneer er een kortsluiting optreedt. Deze apparaten zijn onder meer:
- Lineaire automatische zekeringen.
- Stroomonderbrekers en hoogspanningsrelais.
- Automatische stroomonderbrekers en anderen.
Met hun hulp is het mogelijk om de destructieve gevolgen van fasesluitingen te voorkomen, die soms optreden om redenen die onafhankelijk zijn van de persoon.
Dankzij de tijdige vaststelling van passende maatregelen is het mogelijk om de integriteit van materiële bronnen te behouden en personeel te beschermen tegen apparatuur tegen elektrische schokken.
Interfaseschakeling van een hoogspanningslijn: beschermingsmethoden
In de voedingscircuits met een bedrijfsspanning van meer dan 1000 volt is het niet toegestaan om automatische scheiders te gebruiken, omdat bij het openen van hun vermogenscontacten een boog met een hoog vermogen wordt gevormd. In dit geval worden olie-, vacuüm- of gasschakelaars gebruikt om de lijnen te schakelen.
Relaiscircuits worden ook gebruikt om hoogspanningsnetwerken te beschermen. Ze verschillen in eenvoudige uitvoering en zijn conversie-apparaten die werken volgens de wet van Faraday-inductie - geleiding van het elektrische veld. De relaisapparatuur, die hoogspanningslijnen beschermt tegen overspanning, is gebaseerd op een stroomtransformator. Met zijn hulp is het mogelijk om de hoeveelheid stroom in de noodlijn te regelen en, wanneer deze de grenswaarde bereikt, een signaal te genereren dat de wikkeling van een krachtige elektromagneet binnengaat. Deze beveiligingsinrichting ontkoppelt na zijn werking het gehele voedingscircuit van de voedingsbron.
Ongeacht de beschikbaarheid van schakelapparatuur, is de belangrijkste manier om te beschermen tegen interfase- en driefasige fouten het gebruik van kabelproducten met hoogwaardige isolatie. Onder deze omstandigheden is elke hoogspanningslijn bestand tegen kortsluitstromen die vele malen hoger zijn dan de toegestane norm.
Voorzorgsmaatregelen
De meest effectieve en betrouwbare manier om kortsluiting te voorkomen, is een professionele aanpak voor het oplossen van de volgende technische en organisatorische problemen:
- Een geschikte voedingskabel kiezen die bestand is tegen grote overstromen.
- Strikte naleving van de regels voor installatie en werking van elektrische netwerken, evenals machines en apparaten die erop zijn aangesloten.
- De aanwezigheid van acceptatiecertificaten van het voedingssysteem bij het in bedrijf stellen.
- Het gebruik van moderne soorten beschermingsmiddelen die onmiddellijke uitschakeling van de lijn garanderen in geval van nood.
Er wordt bijzondere aandacht besteed aan preventieve maatregelen die worden uitgevoerd in strikte overeenstemming met de eisen van de huidige normen. Volgens de bepalingen met betrekking tot het onderhoud van elektrische netwerken wordt preventie uitgevoerd volgens een vooraf opgesteld plan goedgekeurd door het hoofd van een specifieke eenheid. Tijdens de implementatie is het noodzakelijk om de volgende soorten preventief onderhoud te onderscheiden:
- Visuele inspecties.
- Routinematig en preventief onderhoud.
- Testen van elektrische apparatuur tijdens acceptatie en tijdens bedrijf.
Het kortsluiten van elektrische draden naar de grond is een zeer gevaarlijk fenomeen, dat kan leiden tot brand en vervolgens brand. Bovendien is het beladen met het verslaan van mensen die de installatie bedienen met hoogspanning. Dit alles dwingt uiteindelijk tot het nemen van speciale beschermingsmaatregelen die ervoor zorgen dat netwerken normaal functioneren zonder kritische modi.
