6. Короткое замыкание (причины, последствия, виды)

Наиболее тяжелые нарушения нормальной работы систем электроснабжения вызываются короткими замыканиями. Коротким замыканием называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или землей, или четвертым проводом, при котором токи в ветвях электроустановки возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

Основной причиной возникновения КЗ является нарушение изоляции электрооборудования, которое вызывается следующими факторами: перенапряжениями; прямыми ударами молнии; старением изоляции; механическими повреждениями изоляции; набросами посторонних тел; ошибками обслуживающего персонала; неудовлетворительным уходом за оборудованием.

При возникновении КЗ в системе электроснабжения ее общее сопротивление уменьшается (степень уменьшения зависит от расположения точки КЗ в системе), что приводит к увеличению токов по сравнению с токами нормального режима, а также к снижению напряжения отдельных точек системы, которое особенно велико вблизи места КЗ.

Опасные последствия КЗ проявляются лишь в ближайших к месту аварии частях системы.

Ток КЗ обычно во много раз превышает номинальный ток ветви, где произошло КЗ. Поэтому и при кратковременном протекании КЗ может вызвать перегрев токоведущих элементов и проводников выше допустимого.

Токи КЗ вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начале КЗ, когда ток достигает максимального значения. При недостаточной прочности проводников и их креплений могут иметь место механические разрушения.

Внезапное глубокое снижение напряжения при КЗ отражается на работе потребителей. В первую очередь это касается двигателей, так как даже при кратковременном понижении напряжения на 30—40 % они могут остановиться. Восстановление нормального производственного процесса требует длительного времени и может вызвать брак продукции.

При малой удаленности и достаточной длительности КЗ возможно выпадение из синхронизма параллельно работающих генераторов станций, т.е. нарушается нормальная работа всей системы, что является самым опасным последствием КЗ.

В системах электроснабжения в зависимости от режима нейтралей электрических сетей могут иметь место различные виды КЗ.

1. чаще всего возникает однофазное К.З. на землю.

2. двухфазное

3. трёхфазное

4. двухфазное на землю

5. двойное замыкание на землю.

Трехфазное КЗ является симметричным, так как при нем все фазы находятся в одинаковых условиях. Все остальные виды несимметричны, и поэтому системы токов и напряжений при этих видах КЗ искажены.

Подавляющее большинство КЗ связано с замыканием на землю, в то время как трехфазные КЗ очень редки. Однако с ними следует считаться, потому что часто они являются решающими при рассмотрении возможностей работы системы в условиях КЗ.

Иногда при развитии аварии вид КЗ изменяется. Например, в кабельных сетях почти все виды КЗ переходят в трехфазные, так как дуга, возникающая при этом, быстро разрушает изоляцию между жилами кабеля.