1.2 Причини виникнення коротких замикань та їх наслідки

Основними причинами виникнення КЗ є:

 пошкодження ізоляції електричного обладнання внаслідок її старіння (зносу), недостатньо старанного догляду (відсутність профілактичних випробувань), а також внаслідок комутаційних і атмосферних перенапруг;

 механічні пошкодження ізоляції (наприклад, пошкодження ізоляції кабелю при земляних роботах), падіння опор, обриви проводів при ожеледі, сильному вітрі, перекриття ізоляційних проміжків тваринами тощо;

 неуважність і, як наслідок, помилки обслуговуючого персоналу при операціях з роз'єднувачами, вимикачами та іншими апаратами.

Так як КЗ супроводжуються різким збільшенням струмів в окремих вітках схеми в порівнянні зі струмами в нормальному режимі, то вони можуть спричинити серйозні пошкодження генераторів, трансформаторів та інших елементів мережі.

Струми КЗ характеризуються:

 термічною дією (перегрівання частин, що обтікаються струмом, та ізоляції);

 електродинамічною дією (виникають механічні зусилля між окремими частинами електрообладнання, обмотками електричних машин, трансформаторів, реакторів), пропорційні квадратові струму. Якщо, наприклад, струм КЗ перевищує номінальний струм у 10 разів, виникають механічні зусилля в 100 разів більші, ніж у нормальному режимі.

 при КЗ відбувається зниження напруги в мережі (рисунок 1.1), що негативно відбивається на роботі споживачів. Так, зниження напруги на (3040)% протягом однієї і більше секунд може призвести до втрати стійкості роботи електродвигунів (момент обертання асинхронного двигуна пропорційний квадратові підведеної до нього напруги). Порушуються також технологічні процеси на підприємствах та збільшуються збитки від неякісної енергії.

Рисунок 1.1  Напруги в різних точках мережі в нормальному режимі та при КЗ

При протіканні струму КЗ збільшується втрата напруги в усіх елементах кола до місця замикання. Як видно з діаграми напруг на рисунку 1.1, реактор Р на одній з ліній підтримує залишкову напругу U_зл на шинах електростанцій, забезпечуючи роботу непошкоджених ліній при ;

 струми КЗ - це майже чисто індуктивні струми (r_рез<<х_рез), що розмагнічують генератори електростанцій, внаслідок чого напруга на затискачах останніх ще більше знижується (розмагнічувальна дія реакції статора);

 КЗ призводять до появи коливань потужності паралельно працюючих генераторів і виходу їх із синхронізму, при цьому порушується стійкість системи. У результаті система може поділитися на ряд несинхронно працюючих станцій. Внаслідок перерозподілу навантажень частину споживачів доведеться вимкнути.

 несиметричні КЗ (особливо однофазні) впливають на роботу ліній зв'язку, радіо, викликають хибну роботу автоматики та сигналізації залізничного транспорту.

Крім того, струми КЗ наводять у сусідніх лініях електрорушійні сили, величини яких можуть бути небезпечні для обслуговуючого персоналу та апаратури цих ліній.

У сучасних потужних енергосистемах струми КЗ досягають десятків і сотень тисяч ампер. Ці КЗ потрібно попереджувати, для чого слід, в першу чергу, неухильно виконувати всі правила технічної експлуатації електричних установок та правила техніки безпеки.