Причины замыканий
1. Перенапряжение.
2. Старение изоляции.
3. Механические повреждения.
4. Несоблюдение условий эксплуатации.
5. Прямые удары молнии.
Чтобы исключить вредные последствия коротких замыканий, проектирование распределительных щитов предусматривает установку защиты от токов короткого замыкания.
Однако, зачастую ошибочные действия персонала также являются причиной повреждения электрической части оборудования.
Преднамеренные короткие замыкания. Если электропроект предусматривает упрощенные схемы для соединения понижающих подстанций, применяются специальные короткозамыкатели, цель которых – создание преднамеренных коротких замыканий для отключения повреждений. Таким образом, наряду с обычными случайными замыканиями, причины замыканий могут быть преднамеренные.
Последствия коротких замыканий
При возникновении случайного замыкания в системе электроснабжения происходит сильное понижение сопротивления, которое, в свою очередь, влечет увеличение токов, протекающих в линии. Подобное увеличение вызывает резкое понижение напряжения на различных участках цепи. Особенно резкое снижение наблюдается вблизи от места замыкания. Последствия напрямую зависят от продолжительности короткого замыкания: то есть, возникнут ли повреждения локально или же распространятся на всю цепь. Если место замыкания находится на значительном удалении от генераторов, величина тока короткого замыкания обычно не воспринимается ими, и напоминает по симптоматике просто незначительное повышение нагрузки. Напряжение сильно падает только в непосредственной близости к месту замыкания. В других точках цепи такое падение напряжения практически незаметно.
Как следствие, в данных условиях какие-либо деструктивные последствия возможны только в местах, близкорасположенных к месту короткого замыкания. Несмотря на то, что ток короткого замыкания зачастую ниже по своей силе, чем ток, вырабатываемый генераторами, зачастую он все же превышает номинальную силу тока, проходящей по данной конкретной ветви электроснабжения, где произошло замыкание. Поэтому, даже при кратковременном замыкании может наблюдаться чрезмерный нагрев токопроводящих элементов.
При коротком замыкании между элементами, по которым протекает электроток, возникает сильное механическое воздействие. Ярче выражено такое воздействие на начальной стадии, когда сила тока наиболее высока. Если проводники не обладают достаточной прочностью, это может привести к их деструктуризации, т.е. разрушению. Электропроект должен учитывать устойчивость используемого электрооборудования к механическому воздействию.
Не секрет, что внезапное и сильное понижение напряжения сильно сказывается на работе устройств, потребляющих электроэнергию. Одними из самых чувствительных потребителей энергии являются двигатели предприятий. Даже незначительное и кратковременное снижение напряжения способно вызвать «опрокидывание» двигателя (т.е. его остановку). После этого, как правило, требуется время на запуск двигателя и восстановление технологического процесса. Брак, убытки или недополученная прибыль, порча оборудования и продукции – всё это следствия коротких замыканий.
Если замыкание возникает в непосредственной близости к генератору и имеет длительный характер, может возникнуть асинхронизация подстанций, работающих параллельно. Выпадение из синхронизма является очень опасным последствием, поскольку нарушает работу всей системы.
Если возникает замыкание на землю, системы токов могут образовывать магнитные потоки. Зачастую силы этих потоков достаточно для наведения в соседних цепях значительных электродвижущих сил, представляющих опасность для обслуживающего персонала и подключенного оборудования. Поэтому проектирование трансформаторных подстанций должно выполняться квалифицированными специалистами-проектировщиками.
В целом, можно выделить следующие последствия коротких замыканий:
1. Термические или, в некоторых случаях, механические повреждения электрооборудования.
2. Возгорание.
3. Сильное снижение напряжения цепи, которое приводит к уменьшению генерируемой мощности электродвигателей, т.е. их торможение и снижение производительности, а в некоторых случаях – и их остановку.
4. Рассинхронизация станций, генераторов или других частей электросистемы.
5. Электромагнитное влияние на системы связи и другие виды коммуникаций.