Poškození kabelového a nadzemního elektrického vedení je jednou z nejčastějších příčin nouzových situací v elektrických instalacích. Velmi často dochází při havárii na elektrickém vedení k závažnějším škodám – havárii na zařízení rozvodny. Zvažme hlavní příčiny poškození kabelového a nadzemního elektrického vedení.
Reléová ochranná zařízení jsou určena k ochraně zařízení, včetně elektrického vedení, před poškozením v důsledku nouzových situací: zkrat, přetížení, zemní spojení. Pokud z toho či onoho důvodu ochranné zařízení nefunguje, pak při absenci redundantní ochrany je poškozeno vybavení rozváděče nebo odchozí kabel (nadzemní vedení). To znamená, že můžeme identifikovat první příčinu poškození elektrického vedení – selhání reléových ochranných zařízení.
Mezi výše uvedený důvod může patřit i nesprávná činnost ochranného zařízení, například v důsledku softwarové poruchy ochranné svorky mikroprocesoru, poruchy některého z relé elektromechanické ochrany nebo v důsledku nesprávné volby nastavení odezvy ochrany.
Dalším důvodem je porušení celistvosti izolace: izolátory nadzemního elektrického vedení, kabely. Hlavním důvodem je přirozené stárnutí izolace.
K poškození elektrického vedení ztrátou celistvosti izolace dochází především u zařízení, jejichž životnost vypršela. Dalším důvodem porušení celistvosti izolace je mechanické poškození nebo delší provoz linky v režimu přetížení.
Zde je několik příkladů poškození elektrického vedení z výše uvedených důvodů.
Kabelové vedení se může poškodit, pokud je náhodně zachyceno traktorem při výkopu. Kabel, který nemá ochranný plášť, mohou poškodit hlodavci. Na nadzemních elektrických vedeních docházelo v důsledku nadměrného znečištění řetězců zavěšených izolátorů k fázovému překrytí se zemí, což vedlo k poškození vedení.
Dalším důvodem poškození elektrického vedení je vystavení agresivním podmínkám prostředí a špatným povětrnostním podmínkám. Mezi agresivní podmínky prostředí patří nadměrné snížení nebo zvýšení teploty vzduchu, zvýšené znečištění, vystavení chemikáliím atd.
Pokud jde o povětrnostní podmínky, hlavními příčinami poškození elektrického vedení jsou: silný vítr, bouřka, sněžení, námraza na drátech, blesk. Například v důsledku silného větru spadl strom na nadzemní elektrické vedení a přetrhl dráty.
Kabel byl položen v místnosti, kde byly volně skladovány agresivní chemikálie, jejichž periodický kontakt s kabelem vedl k destrukci jeho izolace. V důsledku úderu blesku a zničení svodičů došlo k přepětí, které vedlo k poškození elektrického vedení.
Kromě bleskových (vnějších) přepětí existují spínací (vnitřní) přepětí, která vznikají v důsledku náhlých rázů zátěže, při ferorezonančních jevech, při odebírání a přivádění napětí na elektrické vedení. Pokud v daném úseku elektrického vedení není přepěťová ochrana např. z důvodu poškození svodičů přepětí instalovaných na tomto vedení, tak dojde při vzniku přepětí k poškození vedení.
Poškození elektrického vedení přepětím je způsobeno tím, že izolace tohoto vedení je navržena tak, aby fungovala při určité hodnotě napětí, a když se napětí výrazně zvýší, izolace se rozpadne, což vede ke zkratu a možnému poškození k elektrickému vedení.
Dalším důvodem, proč může dojít k poškození kabelu nebo venkovního vedení, jsou chyby personálu při instalaci vedení, včetně výskytu závad v koncovkách a spojkách. Existují i případy, kdy dojde k poškození elektrického vedení v důsledku výrobních vad.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!
Kabelová elektrická vedení jsou široce používána pro příjem, distribuci a přenos elektřiny spotřebitelům. Kabelová vedení, stejně jako jakýkoli prvek elektrických sítí, mohou být během provozu poškozeny.
Jedním z hlavních úkolů v elektroenergetice je zajistit nepřetržité napájení spotřebitelů, proto je nutné pokud možno minimalizovat rizika poškození kabelových vedení.
Zvažme, jaké typy poškození kabelových vedení existují a z jakého důvodu dochází k tomuto nebo jinému poškození.
Jednofázové zemní spojení
Jednofázový zkrat jedné z fází kabelu proti zemi je jedním z nejčastějších poškození kabelových vedení. V případě tohoto poškození se jedna z proudových fází v důsledku porušení celistvosti izolace dostane do kontaktu s vnějším stínícím pláštěm kabelu, který je uzemněn.
Jednofázové poruchy se zase klasifikují podle hodnoty přechodového odporu v místě poruchy.
Prvním typem je zkrat s vysokým odporem v místě kontaktu, tzv. plovoucí průraz izolace. Při tomto poškození je v elektrické síti pozorována chaotická změna fázových napětí.
Druhým typem je zkrat s malým odporem od několika Ohmů do několika desítek kOhmů. V tomto případě bude v elektrické síti pozorována výrazná nerovnováha fázových napětí, přičemž na poškozené fázi bude napětí nižší a na zbývajících dvou fázích vyšší. Čím nižší je odpor v místě uzavření fáze, tím větší je napěťová nerovnováha.
Třetím typem je úplný zkrat jednoho jádra kabelu, to znamená, že přechodový odpor v místě zkratu je blízký nule. Při tomto poškození není na poškozené fázi žádné napětí, na dalších dvou fázích se napětí zvyšuje na lineární.
Jednofázový zemní zkrat v sítích s pevně uzemněným neutrálem je nouzový režim, takže vedení s tímto poškozením bude nadproudovou ochranou bez napětí.
V sítích pracujících v izolovaném neutrálním režimu není tento typ poškození nouzový, takže kabel může zůstat pod napětím po dlouhou dobu, dokud není poškozená sekce detekována a odpojena od sítě. Proto se velmi často jednofázové zemní spojení na kabelovém vedení v síti s izolovaným nulovým vodičem rychle změní na mezifázové spojení a vedení se automaticky odpojí.
Porucha mezi fázemi dvou nebo tří fází
Druhým nejčastějším typem poškození je zkrat dvou nebo tří fází kabelového vedení. Ve většině případů dochází ke zkratu mezi žilami kabelu přes stíněný uzemněný plášť – to znamená, že v tomto případě dojde k dvou nebo třífázovému zemnímu spojení.
Tento typ poškození je nejzávažnější a je charakterizován zpravidla velkými proudy, které musí být vypnuty ochranou, bez ohledu na třídu napětí a provozní režim elektrické sítě. Pokud z nějakého důvodu dojde ke zpoždění v činnosti ochrany kabelového vedení, objeví se viditelné poškození v místě zkratu až po úplné přerušení kabelu v místě zkratu.
Příčiny jednofázového a mezifázového zkratu:
nesprávná volba typu a průřezu kabelu, ochranných zařízení nebo nesprávná volba nastavení ochrany relé a automatizačních zařízení;
provoz kabelu v nepřijatelných podmínkách prostředí;
výrobní vady nebo vady vyplývající z chyb při instalaci kabelového vedení;
poškození kabelového vedení během provozu v důsledku vnějšího mechanického vlivu, negativního vlivu cizích předmětů a komunikací, které se nacházejí v nepřijatelné vzdálenosti od kabelu (kvůli chybám při instalaci kabelů nebo kvůli nekoordinovaným činnostem během výstavby různých objektů a pokládání komunikací);
přirozené opotřebení izolačního materiálu a koroze kovových konstrukčních prvků kabelového vedení.
Přerušení jednoho nebo více drátů
Dalším možným typem poškození kabelu je přerušení jednoho nebo více drátů. K přetržení jádra dochází v důsledku nežádoucího posunutí nebo natažení kabelu, v důsledku nesprávně zvoleného typu kabelu, chyb při instalaci na podpěry, různých konstrukcí nebo při ukládání do země, jakož i v důsledku vnějších mechanických vlivů.
Přerušení může být také doprovázeno zemním spojením, pokud je porušena celistvost izolace mezi přerušeným jádrem a vnějším uzemněným pláštěm kabelu. V tomto případě mohou být uzemnění buď přerušené nebo neporušené vodiče.
Často dochází k přetržení kabelového vedení v blízkosti spojek, jako nejzranitelnější části kabelového vedení. Příčinou tohoto poškození může být chyba při instalaci spojky, stejně jako neustálé posuny a sesedání půdy.
Kombinované poškození
Na jednom kabelovém vedení může být více poškozených úseků současně a poškození mohou být různého typu. K podobnému poškození může dojít v důsledku mechanického nárazu na kabel v různých oblastech.
Je také možné, že důvodem může být přítomnost „slabých míst“ (částečné porušení celistvosti izolačních materiálů, výrobní vady), které by mohly odolat jmenovité zátěži, ale když byl proud, který protékal během obvodu, výrazně překročen, v těchto místech došlo k poškození kabelu.
Z tohoto důvodu často nastávají situace, kdy po odstranění poškození dojde k přivedení napětí na kabel a opětovnému spuštění ochrany, což indikuje přítomnost dalšího poškozeného úseku na kabelovém vedení.
Před připojením napětí se proto musíte ujistit, že na kabelu nejsou žádná jiná poškozená místa. K tomu je třeba změřit izolační odpor kabelu pomocí meggeru a ve vysokonapěťových sítích na dlouhých kabelových vedeních se používá speciální zkušební instalace pro hledání poškození.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!
