Introduzione
Tutti noi conosciamo e abbiamo incontrato almeno una volta il fenomeno dei guasti nei sistemi elettrici. Un guasto al sistema elettrico in tutta la città che è successo a causa di un’interruzione per una tempesta o un guasto interno all’apparecchiatura che ha interrotto l’alimentazione locale – questi sono tutti essenzialmente i casi di guasti nei sistemi elettrici.
Attraverso questo articolo cerchiamo di esaminare questo fenomeno un po’ più in dettaglio.
Che cos’è un guasto elettrico?
Un guasto del sistema elettrico può essere definito come una condizione nel sistema elettrico che causa un guasto dell’apparecchiatura elettrica nel circuito, come: Generatori, trasformatori, sbarre, cavi e tutte le altre apparecchiature del sistema che operano a un determinato livello di tensione.
Tipi principali di guasto
In base alla natura dei sistemi elettrici, a livello di base, i guasti elettrici possono essere classificati come:
- Guasti al circuito corto: Questo è causato quando c’è un guasto dell’isolamento che causa una condizione di cortocircuito. Questa è di gran lunga la causa più comune di guasto.
- Guasti a circuito aperto: Questo guasto si verifica quando si verifica un guasto nel percorso di conduzione dell’elettricità
Oltre a questo, ci possono essere anche situazioni di guasti combinati (simultanei) e guasti agli avvolgimenti a livello di apparecchiature. Non li esamineremo in dettaglio in questa sede.
Siccome i guasti di cortocircuito sono le cause più comuni di guasti nei sistemi di distribuzione elettrica, studiamoli in dettaglio:
Guasti di cortocircuito
Un guasto di cortocircuito si verifica quando c’è un guasto di isolamento tra i conduttori di fase o tra i conduttori di fase e la terra o entrambi. Un guasto di isolamento provoca la formazione di un percorso di cortocircuito che innesca condizioni di cortocircuito nel circuito (cioè situazioni di corrente anormalmente alta seguite da effetti visibili come arco, lampo).
La seguente figura 1.0 mostra una condizione di guasto bilanciato trifase-terra:
Fig 1.0: Condizione di guasto bilanciato da tre fasi a terra
Altre due condizioni di guasto sbilanciato più comuni viste in un sistema elettrico trifase bilanciato sono:
- Guasto da fase a fase: In questo, solo due delle tre fasi vanno in corto circuito, causando una condizione di guasto sbilanciato nel sistema. La figura 2.0 qui sotto mostra questa condizione di guasto.
Fig 2.0: Condizione di guasto sbilanciato fase-fase
- Guasto singolo fase-terra: In questo, una delle tre fasi viene cortocircuitata con la terra, causando una condizione di guasto sbilanciato nel sistema. La figura 3.0 qui sotto mostra questa condizione di guasto.
Fig 3.0: Condizione di guasto monofase a terra sbilanciata
Normalmente durante le operazioni, le situazioni di guasto possono essere dinamiche e cambiare rapidamente i tipi di guasto in base alle condizioni locali. (per esempio, un guasto monofase-terra può trasformarsi in un guasto bifase-terra)
Conclusione
La gravità e la grandezza di un guasto dipendono da una varietà di fattori come la posizione del guasto nel sistema elettrico, il danno causato dal guasto. Mentre si analizza la gravità di un dato guasto, è prassi comune fare riferimento a una condizione di guasto standard (guasto trifase) per un dato livello di tensione.
Un guasto trifase è considerato come il guasto più grave che può verificarsi nel sistema e quindi i suoi valori nominali di cortocircuito sono utilizzati per determinare il sistema di interruttori necessario. Oltre a questo, nei calcoli del cortocircuito si considerano anche i valori di corrente di un guasto monofase a terra.