Общие сведения о коротких замыканиях. Виды коротких замыканий.

Методика расчета токов к.з. в установках постоянного тока.

Общие сведения о коротких замыканиях. Виды коротких замыканий.

Из всего многообразия электромагнитных переходных процессов в электрической сети наиболее распространенными являются процессы, обусловленные:

а) коротким замыканием в сети, а также повторным включением и отключением короткозамкнутой цепи; б) включением и отключением двигателей и других приемников электрической энергии; в) несинхронным включением синхронных машин.

К о р о т к и м з а м ы к а н и е м называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы замыкание между фазами, а в системах с заземленными нейтралями – также замыкание одной или несколько фаз на землю.

В системах с незаземленными нейтралями или с нейтралями, заземленными через специальные компенсирующие устройства, замыкание одной из фаз на землю называют простым замыканием. При этом виде повреждения прохождение тока обусловлено только емкостью фаз относительно земли.

При возникновении короткого замыкания (к.з.) в сети сопротивление короткозамкнутой цепи уменьшается, что приводит к увеличению токов в отдельных ветвях сети по сравнению с их значениями в нормальном режиме.

Обычно в месте к.з. образуется некоторое переходное сопротивление, состоящее из сопротивления возникшей электрической дуги и сопротивлений прочих элементов пути тока. В ряде случаев переходные сопротивления могут быть столь малы, что практически ими можно пренебречь. Такие к.з. называют металлическими.

Очевидно, что при прочих равных условиях ток при металлическом к.з. больше, чем при наличии переходного сопротивления.

В трехфазных системах с заземленной нейтралью различают следующие основные виды к.з. в одной точке: трехфазное; двухфазное; однофазное и двухфазное на землю, то есть замыкание между двумя фазами с одновременным замыканием той же точки на землю.

Трехфазное к.з. является симметричным, так как при нем все фазы остаются в одинаковых условиях. Напротив, все остальные виды к.з. являются несимметричными, поскольку при каждом из них фазы находятся уже в неодинаковых условиях.

Аварийная статистика по электрическим системам России показывает, что при глухозаземленной нейтрали относительная вероятность различных видов к.з. (в процентах) характеризуется данными:

Трехфазное; ; 5%;

Двухфазное; ; 10%;

Однофазное; ; 65%;

Двухфазное на землю; ; 20%.

Несимметричные к.з., а также несимметричные нагрузки по существу представляют различные виды поперечной несимметрии. Нарушение симметрии какого-либо промежуточного элемента трехфазной цепи (например, обрыв одной фазы линии электропередачи) называют продольной несимметрией.

Основной причиной возникновения рассматриваемых в дальнейшем электромагнитных переходных процессов являются преимущественно короткие замыкания. Последние, в свою очередь, являются результатом нарушения изоляции электрического оборудования.

В зависимости от места возникновения и продолжительности повреждения его последствия могут иметь местный характер или, напротив, могут отражаться на всей сети.

Ток к.з. даже в тех случаях, когда он мал по сравнению с номинальным током генератора, обычно во много раз превышает номинальный ток самой аварийной ветви. Поэтому и при кратковременном прохождении тока к.з. он может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов и проводников выше допустимого значения.

Кроме теплового действия, токи к.з. вызывают между проводниками фаз большие механические усилия. При недостаточной прочности проводников и их креплений они могут быть разрушены при к.з.

При замыканиях на землю возникают неуравновешенные системы токов, которые способны создавать магнитные потоки, достаточные для наведения в соседних линиях связи величины э.д.с., опасные для обслуживающего персонала.

Наконец, при задержке отключения к.з. сверх допустимой продолжительности может произойти нарушение устойчивой работы электрической системы.