Jednofázové zemní poruchy

Jednofázové zemní poruchy (OSZ)  - jedná se o takové poškození na elektrickém vedení , při kterém se jedna z fází třífázového systému sepne k zemi nebo k prvku elektricky spojenému se zemí. SPE jsou velmi častým typem poruchy, jednofázové zemní poruchy tvoří 70-90 % elektrických poruch. [1] .

Sám o sobě se přenos elektřiny provádí pomocí speciálních třífázových vysokonapěťových elektrických obvodů. Jedním z rysů přenosu elektřiny je přítomnost nulového vodiče v obvodu, který je společným bodem napájecích zdrojů třífázového elektrického systému, nazývaného také neutrální. Procesy probíhající v síti v případě takového zkratu do značné míry závisí na režimu provozu neutrálu této sítě.

V sítích s izolovaným neutrálem je jednofázový zemní poruchový proud uzavřen přes kapacity nepoškozených fází. Jeho hodnota je malá a je dána celkovou kapacitou nepoškozených fází. To vám umožní provozovat síť bez okamžitého vypnutí poškození tohoto typu. V tomto případě však izolace zařízení stárne mnohem rychleji, a to může vést k nebezpečnějšímu jevu - zkratu, který vyžaduje okamžité odpojení poškozené části sítě.

V sítích s uzemněným neutrálem je jednofázová zemní porucha zkratem . Poruchový proud je v tomto případě uzavřen přes uzemněné neutrály primárního zařízení a má významnou hodnotu. Takové poškození vyžaduje okamžitou deaktivaci poškozené oblasti. Vzhledem k této vlastnosti je výběr optimálního typu neutrálu složitým technickým a ekonomickým úkolem. V Rusku je tento problém vyřešen tak, že distribuční sítě s úrovní 6-35 kV jsou provozovány v neutrálním režimu zdrojů energie izolovaných od země a sítě vyšší napěťové úrovně jsou provozovány v režimu, kdy neutrál je přímo spojen se zemí - režim s mrtvým uzemněním. Odpisy nebo poškození izolace zařízení jsou hlavní příčinou SPD. Izolace může být porušena z různých důvodů. To se může stát jak v důsledku vnějšího mechanického poškození, tak v důsledku stárnutí.

Důsledky OZZ

1. Nebezpečí života

Jediným způsobem, jak může v síti s izolovaným neutrálem protékat jednofázový zemní poruchový proud, je kapacitní vazba mezi fázovými vodiči vedení a zemí. V závislosti na větvení sítě se může kapacitní proud pohybovat od 0,1 do 500 ampér. Což je dost na to, aby představovalo nebezpečí pro zvířata a lidi, kteří jsou v blízkosti místa obvodu, z tohoto důvodu je nutné tyto poruchy identifikovat a vypnout, stejně jako se to dělá v sítích s pevně uzemněným neutrálem.

2. Riziko dvojitého zkratu

Ve většině případů vzniká oblouk k zemi, který může být přerušovaný. V tomto případě během obloukového zkratu dochází k přepětí mezi prvky připojenými k fázím sítě a zemí, překračující jmenovité fázové napětí 2-4krát. Zařízení v síti s izolovaným neutrálem je určeno pro dlouhodobý provoz s maximálně pouze síťovým napětím. Izolace během procesu zavírání nemusí odolat takovým přepětím a na kterémkoli jiném místě sítě může dojít k průrazu izolace a pak se zkrat vyvine do dvojitého zkratu na zem.

3. Předčasné opotřebení zařízení

V procesu vývoje a eliminace SGF v napěťových transformátorech dochází k působení ferorezonance, která s vysokou pravděpodobností vede k jejich předčasnému selhání.

Vzhledem ke všem výše uvedeným faktorům musí být tyto poruchy identifikovány ochranným relé a chybné vedení musí být selektivně odpojeno.

Ochrana proti OZZ

Faktory ovlivňující činnost ochran

1. Typ uzávěru (kovové spojení, uzavření přes přechodový odpor, uzavření přes oblouk);
2. Stabilita obvodu (stabilní a nestabilní: přerušovaný obvod a obvod přes přerušovaný oblouk);
3. Přítomnost nerovnováhy v síti;
4. Přechodové procesy jsou podobné jako v případě SPE (zapnutí vedení, vyzvednutí z jiných elektrických vedení během SPE na nich atd.).

Typy ochrany proti OZZ

Typy ochrany proti OZZ se dělí do dvou velkých tříd – jedná se o individuální a centralizovanou ochranu.