Однофазные замыкания на землю. компенсация емкостных токов замыкания на землю. дгр

Причины возникновения

Короткое замыкание в электросети возникает при резком возрастании силы тока, который в свою очередь увеличивается при снижении сопротивления проводки. В итоге повышенный ток создает критические значения температуры, результатом чего станет возгорание всех легковоспламеняемых материалов, в том числе и изоляции жил.

Причины, по которым возникает ток КЗ это прежде всего:

• Старение сети. Изолирующий слой со временем изнашивается и образуются разрывы в местах перегиба, где и оголяется контакт.
• Затопление соседями в результате чего влага ухудшает липкую сторону изоленты, которая защищает скрутку.
• Механическое повреждение изоляции жил. К примеру, если вбить гвоздь прямо в место залегания кабеля. Именно поэтому рекомендуется изначально найти провод в стене, а потом уже переходить к строительным работам.
• Негативное действие крыс, которые жертвуют своей жизнью и просто перегрызают кабель. В этом случае избежать опасности можно применяя меры по защите проводки от грызунов.
• Длительная перегрузка сети, что приводит к расплавлению изоляционного слоя.
• Выход из строя электроприбора, который в свою очередь и «коротит» электрическую цепь.

Проще говоря, если две оголенных жилы разных полюсов соприкоснуться (фаза и ноль), возникнет резкое возрастание температуры и дальнейшие неблагоприятные последствия короткого замыкания, о которых мы и поговорим далее.

Особенности работы трехфазной сети

Несмотря на то, что большая часть бытовых электроприборов подключаются к однофазной сети, электропитание многоквартирных жилых зданий осуществляется по трёхфазным воздушным или кабельным линиям с заземлённой нейтралью.

Такие сети разделяются на однофазные во вводном щитке в доме. Питание частных домов осуществляется по аналогичной схеме, но разделение трёхфазных сетей на однофазные производится в месте подключения вводного кабеля к магистральной линии.

Информация! Питание некоторых частных домов, особенно оборудованных электроотоплением и электроплитами осуществляется трёхфазной электросетью.

Трёхфазная система электроснабжения жилых зданий используется для уменьшения тока и сечения кабелей при сохранении передаваемой мощности.

В промышленности такое питание позволяет применять трёхфазные электродвигатели, обладающие лучшими характеристиками по сравнению с однофазными.

Конструкция и работа трёхфазной электросети имеет ряд отличий от однофазной:

• Количество питающих проводов. Для работы этой системе необходимы 4 токоведущих жилы – 3 фазных и 1 нейтральная. В однофазной схеме используются только 2 провода – ноль и фаза.
• Разный ток в нейтральном проводнике. В однофазной сети он равен фазному, а в трёхфазной по нему протекает уравнительный ток. При равномерном распределении нагрузки по фазам этот ток отсутствует.
• Уменьшенное падение напряжения в проводах. В однофазной схеме для расчёта потерь учитывается двойное расстояние до источника питания, в трёхфазной сети ток, протекающий по нейтральному проводу и потери меньше, чем в фазном.

3.5.3. Обрыв линейного провода

Рассмотрим электрическую схему, изображённую на рис.3.24. Пусть

.

Рис.3.24. Электрическая схема трёхфазной системы, соединённой треугольником, с отключенным линейным проводом

При обрыве линейного провода Аa

вектор тока

. Преобразуем схему рис.3.24 в схему рис.3.25.

Рис.3.25. Преобразование трёхфазной электрической схемы, соединённой треугольником, с отключенным линейным проводом в однофазную электрическую схему

Из преобразованной схемы следует:

,

,

. (3.18)

По первому закону Кирхгофа:

;

. (3.19)

Используя формулы (3.18) и (3.19), построим векторную диаграмму:

Рис.3.26. Векторная диаграмма токов преобразованной схемы

Расчет токов короткого замыкания

Для выполнения подобного расчета тока привлекаются квалифицированные специалисты. Они не только разрабатывают теоретическую сторону, но и отвечают за последующую эксплуатацию представленных схем. Здесь слишком много специфических особенностей, поэтому начинающие электрики должны хорошо представлять себе не только саму природу электричества, но и свойства проводников, диэлектриков, особенности изоляции и другие важные вопросы.

Результаты рассчитанные в домашних условиях, должны обязательно проверяться специалистами. Все расчеты, касающиеся короткого замыкания, выполняются с использованием специальных формул.

Трёхфазное короткое замыкание в электрических сетях до 1000В определяется с учетом следующих особенностей:

• Трехфазная система по умолчанию является симметричной.
• Трансформаторное питание считается неизменным, сравнимым с его номиналом.
• Возникновение короткого замыкания считается в момент максимального значения силы тока.
• Значение ЭДС принимается для источников питания, расположенных на большом расстоянии от места КЗ.

Кроме того, определяя параметры короткого замыкания, следует правильно вычислить общее сопротивление проводников, с привязкой к единому значению мощности. Обычные формулы могут привести к ошибкам из-за разных номинальных напряжений на отдельных участках в момент КЗ. Базовая мощность существенно упрощает расчеты и повышает их точность.

Что такое межфазное замыкание?

Это аварийный режим работы электросети, вызванный электроконтактом разноименных фаз. В качестве примера приведем типовые виды замыканий.

Виды коротких замыканий

Обозначения:

1. Трехфазные КЗ.
2. Замыкание двух фазных проводов.
3. КЗ на землю при двухфазном замыкании.
4. Фазное (однофазное) КЗ. Замыкание может происходить с землей или нулевым проводом в системах с изолированной или заземленной нейтралью.

Как видно из рисунка, под определение межфазного замыкание подходит пункт 2. Заметим, что при определенных условиях 1 и 3 также можно рассматривать как частный случай межфазного КЗ.

Причины замыкания в проводке

Короткое замыкание не возникает на ровном месте. Всегда имеются причины и предпосылки. Некоторые из них легко предсказуемы, очевидны и находятся на поверхности. Их возможно выявить за много месяцев до возникновения КЗ. Другие возникают мгновенно. Их нельзя предотвратить заранее.

Основные причины короткого замыкания следующие:

• скачок сетевого напряжения;
• перегрев и расплавление изоляции;
• старение и износ проводов;
• проникновение пыли, грязи и влаги из воздуха;
• грызуны, домашние и дикие животные;
• молнии и атмосферное электричество;
• ошибка человека.

Проводка в старых домах

Поскольку сопротивление проводов электропроводки незначительное, то при КЗ резко увеличивается величина тока, вызывающая резкий нагрев проводников. Если не сработает автомат защиты, то нагрев может достичь критических величин и вызвать возгорание изоляции и легко воспламеняющихся материалов.

• старение изоляции приводит к ее разрушению, особенно в местах пересечений и перегибов. На состояние изоляции оказывает разрушающее воздействие высокая влажность;
• механическое повреждение изоляции между проводами. Очень часто подобное повреждение возникает из-за вбивания обычного гвоздя прямо в скрытую в стене проводку. При проведении различных строительных работ рекомендуется определиться с расположением проводки в стене;
• проводка не рассчитана на реальную потребляемую мощность, поэтому в процессе эксплуатации проводка нагревается, а изоляционный слой плавится;
• в любом электрическом приборе может возникнуть неисправность, которая приведет к КЗ в сети;
• известны случаи возникновения короткого замыкания из-за крыс, перегрызающих кабель.

1. Небрежное обращение пользователей с электрикой в доме: повреждение изоляции, закоротка контактов посторонними предметами и заливание проводов.
2. Проводка не рассчитана на существующую токовую нагрузку по причине неправильного расчета сечения проводов или подключения энергоемкого электрооборудования.
3. Контактные соединения жил выполнены скруткой, неправильно выполнена скрытая проводка, шлейф проводов на стене закреплен с нарушением норм электромонтажа.
4. Превышен срок службы проводов, старая проводка обветшала, изоляция потеряла свои физико-химические свойства и осыпалась.

Вариант 2. Обрыв нулевого проводника

В этом случае в розетке индикатор покажет две фазы. При этом не работают электроприборы, подключенные как к этой розетке, так и к некоторым другим или всем сразу. Наличие второй «фазы» объясняется просто: это та же фаза, но приходит она на место оборванного нуля через сопротивление нагрузки. В качестве него выступают бытовые электроприборы, подключенные к сети питания с оборванным нулем. Достаточно отключить из розеток всех потребителей, и дополнительная «фаза» исчезнет. Затем необходимо вычислить все розетки, оставшиеся без напряжения, подключая к ним вольтметр, двухполюсный указатель напряжения или контрольную нагрузку. Однополюсный индикатор для этого случая не подойдет, ведь фаза есть везде. Не используйте для поисков обрывов лампочку с проводами. Если вы где-нибудь нарветесь на 380 В, она взорвется у вас в руках со всеми вытекающими последствиями. Определив оставшиеся не у дел розетки, нужно прикинуть, как расположена скрытая проводка и вычислить участок возможного повреждения. С наружной проводкой все будет намного проще.

Обрыв нулевого провода

Последствия КЗ

К опасным проявлениям межфазного замыкания трехфазной цепи (как и однофазного) относят последствия, связанные с протеканием в линии токов предельно больших значений. Они закономерно становятся причиной следующих аварийных ситуаций:

• Возникновение пожара из-за расплавления и сильного нагрева изоляции фазных проводников.
• Выход из строя подключенного к поврежденной линии силового оборудования.
• Электрический удар током человека, случайно оказавшегося на участке аварийного замыкания.

При перемещении в этой зоне важно учитывать так называемое «напряжение шага», образующееся из-за растекания тока утечки в почву между ногами человека. Этот показатель отсчитывается между его ступнями при перемещении около упавшего на землю кабеля

Он также может достигать опасного значения, особенно при авариях в высоковольтных воздушных линиях 6,3-10 кВт. Поэтому ПУЭ предписывают передвигаться в этих зонах характерным гусиным шажком: ступня вплотную приставляется к ступне.

Основным условием надежной защиты от однофазных и двухфазных замыканий в силовых линиях 220/380 Вольт является качественная изоляция, способная выдерживать тестовые напряжения до 1000 Вольт. Величина ее сопротивления, согласно ПУЭ, должна составлять не менее 0,5 Мом для каждой из фаз. Для предотвращения пожаров и поломок оборудования в цепях питания устанавливаются специальные защитные устройства, обеспечивающие мгновенное отключение линии при появлении КЗ. К таким приборам относят:

• Предохранители линейные автоматические.
• Токовые пробойники и высоковольтные реле.
• Автоматы токовой защиты и другие.

С их помощью удается предотвратить разрушительные последствия фазных замыканий, которые порой происходят по независящим от человека причинам.

Как найти причину короткого замыкания

Если произошло короткое замыкание, и вы визуально не видите его причину, например ничего, нигде не почернело и не сверкнуло, начинаем искать его причину.

• Отключите все бытовые приборы из розеток и свет (выключатели «выкл.»);
• Взведите автоматический выключатель в рабочее положение;
• Если автомат не выбило, значит, причина короткого замыкания в неисправном приборе. По очереди включаете бытовые приборы, соблюдая аккуратность, и находите неисправный бытовой прибор;
• Если при попытке взвести автомат в рабочее положение, его сразу выбивает, то причина короткого замыкания в электропроводке.

Замыкание электропроводки

Ищем короткое замыкание электропроводки.

• Отключаете электропитание. Полностью.
• Берете измерительный прибор (например, мегомметр) или прозвонку (лампочку с батарейкой или что нибудь фирменное).

• Сначала ищите группу розеток, где произошло короткое замыкание. Для этого, вставляете щупы измерительного прибора в розетку (без напряжения!!!) и смотрите, где сопротивление будет близко к нулю (сопротивлению изоляции) или лампочка прозвонки горит.
• Нашли группу с коротким замыканием. Продолжаем.
• Разбираем розетки этой группы и разрываем шлейфы розеток группы. После разрыва шлейфа, остается прозвонить каждый участок электропроводки шлейфов и найти где тестер покажет сопротивление близкое к нулю.
• Этот участок цепи нужно поменять.
• Розетки собрать и взвести автомат в рабочее положение.

Эти приемы позволят устранить короткое замыкание в электросети.

Важно! При работе с электричеством соблюдайте технику безопасности электрика и работайте только с отключенным электропитанием. Ehto.ru

Ehto.ru

Похожие посты:

• Алюминиевая проводка: плюсы, минусы, мифы, что ждет впереди, Рубрика Ремонт электрики
• Почему греется проводка: выясняем причины и устраняем проблемы, Рубрика Ремонт электрики
• Перегрузка электросети, Рубрика Ремонт электрики
• Механическое повреждение проводов электропроводки, Рубрика Ремонт электрики
• Неисправность автоматического выключателя в щитке, Рубрика Ремонт электрики
• Почему греются контакты электрических соединений, Рубрика Ремонт электрики
• Модернизация проводки в квартире своими руками, Рубрика Ремонт электрики Электропроводка

Последствия КЗ

К опасным проявлениям межфазного замыкания трехфазной цепи (как и однофазного) относят последствия, связанные с протеканием в линии токов предельно больших значений. Они закономерно становятся причиной следующих аварийных ситуаций:

• Возникновение пожара из-за расплавления и сильного нагрева изоляции фазных проводников.
• Выход из строя подключенного к поврежденной линии силового оборудования.
• Электрический удар током человека, случайно оказавшегося на участке аварийного замыкания.

При перемещении в этой зоне важно учитывать так называемое «напряжение шага», образующееся из-за растекания тока утечки в почву между ногами человека. Этот показатель отсчитывается между его ступнями при перемещении около упавшего на землю кабеля. Он также может достигать опасного значения, особенно при авариях в высоковольтных воздушных линиях 6,3-10 кВт

Поэтому ПУЭ предписывают передвигаться в этих зонах характерным гусиным шажком: ступня вплотную приставляется к ступне.

Основным условием надежной защиты от однофазных и двухфазных замыканий в силовых линиях 220/380 Вольт является качественная изоляция, способная выдерживать тестовые напряжения до 1000 Вольт. Величина ее сопротивления, согласно ПУЭ, должна составлять не менее 0,5 Мом для каждой из фаз. Для предотвращения пожаров и поломок оборудования в цепях питания устанавливаются специальные защитные устройства, обеспечивающие мгновенное отключение линии при появлении КЗ. К таким приборам относят:

• Предохранители линейные автоматические.
• Токовые пробойники и высоковольтные реле.
• Автоматы токовой защиты и другие.

С их помощью удается предотвратить разрушительные последствия фазных замыканий, которые порой происходят по независящим от человека причинам.

Что происходит от короткого замыкания и как их предотвратить

КЗ можно охарактеризовать прохождением достаточно высоких показателей тока. Его высокие показатели небезопасны для всех видов объединений и электропроводов. Такое типично для лавинных накоплений результатов разъединения.

Провод может отгореть от объединений, которые самостоятельно нагреваются, впоследствии чего их распадение происходит быстрее. Как результат может загореться электрическая проводка и случится пожар.

Если в электропредохранителях будет течь ток со значениями выше обозначенных, то они перегорят и разомкнут цепочку. Но в случае если вы не избавились от разрывания, оно может повторяться ещё и ещё.

Если вы хотите увеличить срок эксплуатации и условия действия, то необходимо использовать механические переключатели. Они будут отвечать на любые повышения тока как на сильные, так и на небольшие.

При межфазном разъединении либо между периодом и грунтом механический переключатель расцепится и это называют «выбил автомат». Чтобы опять восстановить подключение напряжения нужно повторно поднять ручку механизма.

Токи межфазного замыкания

Важной электрической характеристикой короткого замыкания является его ток. При проектировании электроустановок его обязательно рассчитывают по определенной методике для нескольких точек

Делается это для того, чтобы правильно выбрать параметры электрооборудования и установки защитных устройств: токи отсечки автоматических выключателей и характеристики срабатывания релейной защиты. На величину тока короткого замыкания (КЗ) оказывают влияние следующие факторы:

1. Расстояние от точки замыкания до источников электроэнергии. Чем ближе замыкание от мощных трансформаторов, генераторов, тем ток замыкания больше;
2. Вид, сечение и протяженность соединительных кабельных и воздушных линий, соединяющих источник питания с точкой КЗ. Количество и характеристики коммутационных аппаратов в этой цепи и их техническое состояние. При расчете все эти данные преобразуют в эквивалентное сопротивление сети. Зная мощность источника электроэнергии, рассчитывают ток КЗ;
3. Вид межфазного замыкания: при металлическом замыкании ток наибольший, его и рассчитывают при проектировании. При дуговом замыкании ток меньше. Но если дуга неустойчива и постоянно то гаснет, то загорается вновь, возникают переходные процессы, приводящие к кратковременному превышению расчетных токов.

При «тлеющем» замыкании ток намного ниже расчетного, что делает невозможным реакцию защитных устройств на его появление. Тлеющее замыкание может внезапно перейти в дуговое или металлическое, сработает защита, но при повторном включении ток снова окажется за порогом чувствительности. Поиск места повреждения электрооборудования в данном случае затруднен и без измерения изоляции или испытаний повышенным напряжением невозможен.

Итак, чем дальше замыкание происходит от источника питания, тем меньше величина его тока. Объясняется это тем, что каждый кабель, распределительный щиток или воздушная линия увеличивают величину эквивалентного сопротивления электрической сети. По закону Ома при увеличении сопротивления нагрузки ток в цепи уменьшается.

Это позволяет реализовать селективное отключение поврежденных участков электрической сети. Автоматический выключатель на вводе в квартиру при номинальном токе 16 А и характеристикой «С» имеет ток срабатывания электромагнитного расцепителя 80 – 160 А. Ток замыкания, превышающий 160 А гарантированно приведет к его отключению. Но тока короткого замыкания в квартире вряд ли хватит для отключения выключателя на трансформаторной подстанции, питающей весь дом, отключающегося при 500А. И его даже не заметит защита кабельной линии, питающей подстанцию.

Междуфазные замыкание высоковольтной линии: способы защиты

В цепях свыше 1000 Вольт не используют автоматических разъединителей, поскольку при размыкании коммутационной аппаратуры под нагрузкой образуется сильная дуга, для этого используют, например, масляные, вакуумные или элегазовые выключатели.

Для защиты высоковольтных сетей используются релейные схемы. Они не так сложны, как может показаться, но очень логичны. Жила высоковольтного кабеля или шина проходит через трансформатор тока, который измеряет значение тока через магнитное поле вокруг проводника. В зависимости от величины протекающего тока на выводах трансформатора тока появляется вторичный ток небольшого значения (как правило, до 5 А), который прямо пропорционален силе тока в измеряемой цепи. При междуфазном замыкании ток сильно возрастает, после чего входит в работу релейная часть схемы, подавая отключающий импульс на привод высоковольтного выключателя, вернее на обмотку электромагнита, который отключает выключатель.

В заключение хотелось бы отметить, что КЗ – это крайне опасное явление, возникшая дуга может стать причиной пожара, как и раскаленные соединители, поэтому не стоит пренебрегать средствами защиты (предохранителями и автоматами). В лучшем случае кабеля просто отгорят, если устройства защиты не сработали, в худшем это приведет к пожару и поражению электрическим током находящихся рядом людей. Надеемся, теперь вы знаете, что такое межфазное замыкание, какие причины его возникновения и последствия.

Полезные материалы:

• Как определить короткое замыкание в сети
• Какие огнетушители используют для тушения электропроводки
• Для чего нужен воздушный автоматический выключатель

https://youtube.com/watch?v=HFhNHFDz2cc

Что такое межфазное замыкание?

Это аварийный режим работы электросети, вызванный электроконтактом разноименных фаз. В качестве примера приведем типовые виды замыканий.

Виды коротких замыканий

Обозначения:

1. Трехфазные КЗ.
2. Замыкание двух фазных проводов.
3. КЗ на землю при двухфазном замыкании.
4. Фазное (однофазное) КЗ. Замыкание может происходить с землей или нулевым проводом в системах с изолированной или заземленной нейтралью.

Как видно из рисунка, под определение межфазного замыкание подходит пункт 2. Заметим, что при определенных условиях 1 и 3 также можно рассматривать как частный случай межфазного КЗ.

Междуфазные замыкание высоковольтной линии: способы защиты

В питающих цепях с рабочим напряжением свыше 1000 Вольт не допускается применять автоматические разъединители, так как при размыкании их силовых контактов образуется дуга большой мощности. В этом случае для коммутации линий используются масляные, вакуумные или газовые выключатели.

Для защиты высоковольтных сетей применяются также релейные схемы. Они отличаются простой исполнения и представляют собой преобразовательные устройства, работающие по закону индукции Фарадея – наведения э/м поля. В основе релейной аппаратуры, обеспечивающей защиту высоковольтных линий от перенапряжений, лежит токовый трансформатор. С его помощью удается контролировать величину тока в аварийной линии и при достижении им предельного значения вырабатывать сигнал, поступающий на обмотку мощного электромагнита. Этот защитный прибор после своего срабатывания отключает всю питающую цепь от источника энергоснабжения.

Защита от ОЗЗ

Факторы, влияющие на работу защит

1. Вид замыкания (металлическая связь, замыкание через переходное сопротивление, замыкание через дугу);
2. Устойчивость замыкания (устойчивые и неустойчивые: прерывистое замыкание и замыкание через перемежающуюся дугу);
3. Наличие небалансов в сети;
4. Переходные процессы схожие с процессами при ОЗЗ (включение линии, наводка от других ЛЭП при ОЗЗ на них и т.д.).

Индивидуальные защиты

Такой вид защиты считается достаточно простым, но при этом часто дает ложное срабатывание.

Подвиды индивидуальных защит

• токовая защита нулевой последовательности;
• токовая направленная защита нулевой последовательности;
• защита по активной мощности нулевой последовательности;
• защита нулевой последовательности на токах высших гармоник;
• защита, реагирующая на наложенный ток.

Среди прочих недостатков индивидуальных защит выделяют вероятность отказа в срабатывании при ОЗЗ через переходные сопротивления, нестабильность состава и уровня высших гармоник в токе НП, снижение чувствительности РЗА, отказ в срабатывании при перемежающихся дуговых ОЗЗ.

Централизованные защиты

Защиты на централизованном принципе лишены недостатков индивидуальных защит, таких как ложные срабатывания, связанные с переходными процессами на неповрежденных линиях. В централизованных защитах в основном применяют сравнение амплитудных или действующих значений токов нулевой последовательности. Для расширения области применения на подстанциях с большим числом присоединений, возможно введение в такие защиты дополнительной информации, которая позволяет произвести отстройку от действия в некоторых сложных режимах, например, получение информации о напряжении нулевой последовательности с другой секции шин подстанции может повысить чувствительность. Представителем таких защит являются защиты типа Геум, которые используют в своей работе несколько алгоритмов: штатный алгоритм, алгоритм суммарного тока, фазный и логические алгоритмы.

Подвиды централизованных защит

• централизованная защита с поочередным опросом каналов;
• централизованная защита с параллельным опросом каналов;
• централизованная защита с параллельным синхронизированным опросом каналов.

Это интересно: Потери электроэнергии в электрических сетях — причины и способы снижения

Междуфазные замыкание высоковольтной линии: способы защиты

В питающих цепях с рабочим напряжением свыше 1000 Вольт не допускается применять автоматические разъединители, так как при размыкании их силовых контактов образуется дуга большой мощности. В этом случае для коммутации линий используются масляные, вакуумные или газовые выключатели.

Для защиты высоковольтных сетей применяются также релейные схемы. Они отличаются простой исполнения и представляют собой преобразовательные устройства, работающие по закону индукции Фарадея — наведения э/м поля. В основе релейной аппаратуры, обеспечивающей защиту высоковольтных линий от перенапряжений, лежит токовый трансформатор. С его помощью удается контролировать величину тока в аварийной линии и при достижении им предельного значения вырабатывать сигнал, поступающий на обмотку мощного электромагнита. Этот защитный прибор после своего срабатывания отключает всю питающую цепь от источника энергоснабжения.

Как защитить ВЛ от однофазных токов к.з.?

Посещение выставки Energy Expo 2021 не прошло бесследно. Как только у меня появляется свободное время, я разбираю информацию (каталоги, диски), которую привез с выставки. Кое с чем делюсь на своем канале youtube.

Меня давно интересовал вопрос, а как защитить ВЛ-0,4кВ или ВЛИ-0,4кВ от однофазных токов короткого замыкания? К сожалению, я ВЛ практически не проектирую. Пару раз сталкивался с этим и тогда я понял, что обычным автоматическим выключателем сделать хорошую защиту очень трудно, поэтому для таких целей используют специальные изделия.

Мне приятно, что изделие, о котором сейчас буду рассказывать – сделано в Республике Беларусь

Если вы проектируете ВЛ, то наверняка вам известно такое изделие, как РЭ-13 или аналоги. Но, сегодня хочу вам рассказать про другое изделие, которое полностью заменяет данные изделия.

Для защиты воздушных ЛЭП от однофазных токов к.з., а также для защиты трансформаторных подстанций можно использовать такое изделие как УНЗ.

Принцип работы: УНЗ фиксирует наличие тока в нулевом проводе ВЛ с помощью трансформатора тока и подает сигнал на независимый расцепитель автоматического выключателя. Аварийный участок ВЛ – отключается.

В зависимости от контролируемого тока имеются 2 исполнения:

— со встроенным датчиком тока (УНЗ-10-80, УНЗ-80-150, УНЗ-130-200);

УНЗ-10-80, УНЗ-80-150, УНЗ-130-200

— с внешним датчиком тока (УНЗ-140-800, УНЗ-Т).

УНЗ-140-800, УНЗ-Т

Преимущества УНЗ:

1 Бесконтактное включение в нулевой провод и бесконтактное управление независимым расцепителем автоматического выключателя.

Нулевой провод проходит через трансформатор тока и не требует его разрыва.

2 УНЗ позволяет производить настройку тока срабатывания с учетом расчетного тока однофазного к.з.

3 Обеспечивается выдержка времени на отключение – 4 с (для УНЗ-Т 2-5 с).

Этим самым снижаются ложные срабатывания, уменьшается количество отключений потребителей, что напрямую влияет на эксплуатационные расходы.

Схема включения УНЗ-10-80, УНЗ-80-150, УНЗ-130-200:

Схема включения УНЗ-10-80, УНЗ-80-150, УНЗ-130-200

Схема включения УНЗ-140-800, УНЗ-Т:

Схема включения УНЗ-140-800, УНЗ-Т

Таблица характеристик УНЗ:

№ п/п	Обозначение устройства нулевой защиты	Диапазон уставки тока срабатывания, А	Дискретность уставки тока срабатывания	Примечание
1	УНЗ-0,4-У3-2003-10-80	10 ÷ 80	10; 20; 24; 27; 30; 33; 38; 42; 46; 50; 55; 60; 65; 70; 75; 80	Встроенный датчик тока, отв. Ø 24
2	УНЗ-0,4-У3-2003-80-150	80 ÷ 150	80; 83; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 115; 120; 125; 130; 135; 140; 145; 150
3	УНЗ-0,4-У3-2003-130-200	130 ÷ 200	130; 133; 135; 140; 145; 150; 155; 160; 165; 170; 175; 180; 185; 190; 195; 200
4	УНЗ-0,4-У3-2003-140-800	140 ÷ 800	140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800	Выносной датчик тока, отв. Ø 40 мм
5	УНЗ-0,4-У3-2003-Т	1,5 ÷ 5 (100 ÷ 2000*)	1,5; 1,8; 2; 2,3; 2,5; 2,8; 3; 3,3; 3,5; 4; 4,5; 5	*Стандартный трансформатор тока ХХХХ/5

Для защиты воздушных ЛЭП от токов к.з. применяйте специальные изделия. Правильный выбор уставок тока срабатывания УНЗ позволит исключить возникновение пожара и выход из строя силового транформатора, а также защитит электроприборы потребителей при высоких (низких) напряжениях, которые возникают при перекосе фаз.

Советую почитать:

Как выбрать коэффициент мощности?

Сравнительная таблица аналогов арматуры СИП

Однофазный АВР на переключателе фаз PF-431

Трехфазный дифференциальный автомат на 20А

Какие могут быть последствия?

Во время замыканий наблюдается резкое увеличение силы тока, что приводит к расплавлению металлов. «Брызги» могут разноситься во все стороны, приводя к воспламенению предметов вокруг и пожарам. Это особенно опасно для домашних условий, так как КЗ может стать причиной потери имущества и жилья. Последствиями на предприятиях является аварийная ситуация, повреждение техники и риск того, что могут пострадать люди.

Замыкание, в зависимости от места его образования, может привести к системой аварии, последствиями которой станет экономический и технический урон. Оборудование, которое находилось под действием усиленной силы тока, выходит из стоя или получает серьезные повреждения.

Еще одним последствием замыкания является ухудшение условий работы персонала и потребителей – резкое понижение давления приводит к остановке производственных мощностей и экономическому ущербу. Наибольший урон наносится тому месту, в котором непосредственно возникло замыкание.

Способы защиты

Наиболее надежным и действенным способом предотвращения КЗ является установка автоматических выключателей. Альтернативой служат плавкие предохранители. Автомат своевременно улавливает возникновение замыкания и отключает питание, благодаря чему возникновение аварийной ситуации является невозможным.

Прочие меры предосторожности:

• регулярная ревизия электропроводных каналов – визуальное определение слабых мест кабеля, где изнашивается изоляция и своевременное устранение проблемы;
• использование электрических реакторов, которые регулируют подачу тока;
• использование специальных электроцепей, которые в случае необходимости отключают секционные выключатели;
• использование понижающих трансформаторов, которые оснащены расщепляемой обмоткой низкого напряжения.

Совет: для домашнего использования рекомендуется устанавливать автоматические выключатели. Они рассчитаны на определенный ток, после превышения величины которого, разрывается цепь. Прочие меры в основном указаны для промышленного использования.

В чем заключается угроза КЗ?

Замыкание в первую очередь представляет угрозу здоровью и жизни человека. Это связано с пожарной опасностью: возгорание изоляции проводов, воспламенение окружающих предметов, способность изоляции распространять горение. Так же изменение силы тока может быть губительным для используемых устройств и приборов, приводя к катастрофическим последствиям

КЗ может стать причиной экономического убытка Поэтому важно использовать меры профилактики возникновения явления и прибегать к установке методов защиты

Ток межфазного КЗ

При любом виде замыкания ток является основной характеристикой аварийного режима работы трехфазной сети

Это необходимо принимать во внимание при разработке электрооборудования, для чего применяется специальная методика, описание которой можно найти на нашем сайте

Расчет тока КЗ помимо электроустройств также необходим для выбора характеристик аппаратов, производящих защитное (аварийное) отключение, например автоматические выключатели или системы релейной защиты.

Перечислим факторы, от которых зависит ток КЗ:

Удаление аварийного участка от источника питания. Чем больше расстояние между ними, тем меньшим будет уровень тока КЗ.
Тип, сечение токоведущих элементов и длина силовых магистралей между аварийным участком и источником электроэнергии

При этом немаловажное влияние оказывают параметры и состояние коммутаторов, расположенных в данной цепи. Перечисленные выше характеристики цепи позволяют рассчитать эквивалентное сопротивление нагрузки, необходимое для определения тока замыкания.

Обратим внимание, что вид электрического соединения при КЗ влияет на величину тока замыкания. Наблюдается следующая зависимость:

• Металлический контакт фазных напряжений образует наибольшую величину тока. Именно поэтому при проектировании электрооборудования производятся расчеты для данного электрического соединения.
• Дуговое КЗ образует меньший ток. Но на практике можно часто наблюдать неустойчивую дугу, то есть, периодически зажигающуюся и затухающую, что приводит к образованию переходных процессов. Они, в свою очередь, могут вызвать превышение расчетных характеристик тока КЗ.
• Тлеющее КЗ образует уровень тока существенно меньше расчетного, что может негативно отразиться срабатывании автоматов защиты. На практике наблюдались случаи, когда данный вид замыкания становился дуговым или образовывал металлический контакт, вызывая срабатывание АВ. Но после включения линии электрическое соединение вновь возвращалось к состоянию тлеющего замыкания, нее распознаваемое АВ. В таких случаях для распознавания аварийного участка необходимо подать на линию повышенное напряжение или провести измерение сопротивления изоляции.

Проверка изоляции с помощью мегаомметра

Виды и причины

В быту короткие замыкания бывают:

• однофазные – когда фазный провод замыкается на ноль. Такие КЗ случаются чаще всего;
• двухфазные – когда одна фаза замыкается на другую;
• трехфазные – когда замыкаются сразу три фазы. Это самый проблемный вид КЗ.

Например, утром в воскресенье ваш сосед за стенкой соединяет фазу и ноль в розетке, включив в нее перфоратор. Это значит, что цепь замыкается, и ток идет через нагрузку, то есть через включенный в розетку прибор. Если же сосед соединит провода фазы и нуля в розетке без подключения нагрузки, то в цепи возникнет КЗ, но вы сможете поспать подольше.

Тем, кто не знает, для лучшего понимания полезно будет почитать, что такое фаза и ноль в электричестве. Короткое замыкание называют коротким, так как ток при таком замыкании цепи как бы идет по короткому пути, минуя нагрузку. Контролируемое или длинное замыкание – это обычное, привычное всем включение приборов в розетку.

Электрическая цепь — это, как правило, два проводника с разноименным потенциалом и подключенным потребителем тока. Каждый конечный потребитель имеет свое внутреннее сопротивление, которое сопротивляется току и ограничивает, тем самым дозируя его количество и плотность в проводнике, заставляя производить работу.