Что такое межфазное короткое замыкание

  • Где они и почему
  • Последствия коротких замыканий и способы их избежать
  • Междуфазные КЗ в высоковольтных линиях: средства защиты от них

Где возникают и почему

Короткие замыкания могут возникать во всех элементах электроустановки:

  • В ресиверах при повреждении изоляционных прокладок и деталей корпуса, а также при попадании воды.
  • В электродвигателе. Это может произойти как пробой изоляции обмотки двигателя на каркас (на массу). Иногда говорят, что «двигатель сгорел» на самом деле, так же как он не может гореть, обычно большое количество протекающих по нему токов приводит к сгоранию обмотки из-за межвиткового короткого замыкания. Уменьшается сопротивление обмотки, начинает расти ток и обмотка нагревается. Это нарушает изоляцию. Тогда точка зажигания может достигнуть обмоток соседних фаз, образуется межфазное короткое замыкание, и если часть проводов с поврежденной изоляцией касается земли, это замыкание на землю.
  • Обмотки трансформатора. Это похоже на электродвигатели.
  • В распределительных щитах, частях разъединителей, выключателей, пускателей, контакторов и т. Д.
  • На высоковольтных линиях.

Существует множество причин межфазных коротких замыканий, начиная от загрязнения, проникновения металлических деталей, инструментов и электропроводящей пыли. Отсюда следует, что посторонние предметы в шкафу управления приводят к межфазному короткому замыканию или к корпусу. Если он заземлен, он заземлен, если не заземлен, корпус будет иметь опасный потенциал. Если человек коснется корпуса, существует опасность поражения электрическим током.

Сила тока межфазного замыкания зависит от его типа и условий, давайте посмотрим на них:

  • Металл возникает, когда две электропроводящие части с разными фазами соединяются металлическим предметом, это могут быть части разрушенных металлических конструкций, металлический инструмент, отсутствующий в кабельной сборке, и так далее. В этом случае дуга не образуется, металлические элементы начинают привариваться к рельсам, ток течет очень сильно, ограничиваясь сопротивлением кабелей, обмоток трансформатора и той части, которая их соединяет.
  • Электрическая дуга возникает даже при наличии воздушного зазора между токоведущими частями. Это может произойти даже при неаккуратном измерении напряжения высоковольтным индикатором или при коротком замыкании в межфазном пространстве. Его ток ниже, чем у металла.
  • В кабельных линиях происходит окисление, например, с загрязненными изоляторами. Протекающий ток нагревает область повреждения, и есть две возможности: либо неисправность нагревается сама по себе, либо происходит, как описано выше.
  • Когда выходят из строя полупроводниковые компоненты, такие как диодный мост. Сила тока очень большая, как у металлической.

Для ограничения межфазных токов КЗ используются реакторы — электрические устройства для ограничения импульсных токов КЗ. По сути, это катушка или дроссель, ограничивающий ток повреждения из-за своего реактивного сопротивления. Характеристики линии также имеют влияние: чем больше длина линии и чем меньше ее поперечное сечение, тем ниже ток междуфазного замыкания.

Последствия КЗ и способы их предотвращения

Короткие замыкания характеризуются протеканием больших токов. С другой стороны, большой ток опасен для кабелей и соединений. Для этого характерно лавинообразное развитие эффектов разлома. Кабели горят от соединений, сами соединения нагреваются и быстро выходят из строя. Нагревание может привести к возгоранию кабелей и возникновению пожара.

Плавкие вставки, предохранители и автоматические выключатели используются в цепях 220/380, чтобы предотвратить влияние межфазного короткого замыкания. Предохранители перегорят, когда ток через них превысит номинальный, что приведет к разрыву цепи. После замены предохранителя он продолжает гореть, если межфазная неисправность не устранена.

Автоматические выключатели используются для улучшения условий работы и эксплуатации за счет устранения необходимости замены предохранителей. Они реагируют как на небольшое увеличение тока (тепловой расцепитель), так и на резкое увеличение (срабатываниеэлектромагнитный). В случае обрыва фазы между фазами или между фазой и землей сработает автоматический выключатель. В таких случаях говорят, что сработал автоматический выключатель. Чтобы возобновить подачу питания, сбросьте рычаг автомата или сбросьте кнопку (в автоматах).

На видео показана опасность обрыва фазы (в манекен попали, это была демонстрация):

Междуфазные замыкание высоковольтной линии: способы защиты

В цепях с напряжением выше 1000 В автоматические разъединители не применяются, так как при размыкании КРУ под нагрузкой возникает сильная электрическая дуга, для этого используются, например, выключатели с масляной, вакуумной или газовой изоляцией.

Релейные цепи используются для защиты высоковольтных сетей. Они не такие сложные, как может показаться, но очень логичны. Сердечник высоковольтного кабеля или шины проходит через трансформатор тока, который измеряет ток через магнитное поле вокруг проводника. В зависимости от величины протекающего тока на выходах трансформаторов тока появляется вторичный ток небольшой величины (обычно до 5 А), который прямо пропорционален току в измеряемой цепи. При межфазном КЗ ток значительно увеличивается, а затем срабатывает релейная часть схемы, давая импульс, отключающий привод автоматического выключателя, а точнее обмотку электромагнита, размыкающего автоматический выключатель.

В заключение хотелось бы отметить, что короткое замыкание — явление крайне опасное, могут возникнуть возгорания электрические дуги, а также раскаленные разъемы, поэтому не стоит пренебрегать устройствами защиты (предохранителями и автоматами). В лучшем случае кабели просто перегорят, если сработает защита, в худшем — это может привести к возгоранию и поражению электрическим током людей поблизости. Надеюсь, теперь вы знаете, что такое межфазное короткое замыкание, каковы его причины и последствия.

Полезные материалы: