はじめに
電気系統における故障発生現象は、誰もが知っており、少なくとも一度は遭遇したことがあるはずです。 嵐による町中の電力系統の故障や、地域電力供給を停止させる内部機器の故障など、これらはすべて基本的に電気系統の故障のケースです。
この記事を通して、この現象をもう少し詳しく調べてみましょう。
主な故障の種類
電気システムの性質上、基本レベルでは、電気故障は以下のように分類されます：
- 短絡故障。 絶縁不良により短絡状態になった場合に発生します。 これは、故障の原因として最も一般的なものです。
このほか、組み合わせ（同時）故障状況や機器レベルの巻線故障もありえます。
配電システムにおける故障の最も一般的な原因は短絡故障であるため、それらを詳細に検討しましょう。
短絡故障
相導体間、相導体とアース間、またはその両方に絶縁不良が発生すると、短絡故障が発生します。 絶縁不良により短絡路が形成され、回路内の短絡状態（すなわち、異常な高電流状態が発生し、アーク放電や点滅などの目に見える効果が続く）が誘発されます。
以下の図 1.0 は、3 相地球間平衡故障状態を示しています:
図 1.0: 346>
Two other most common unbalanced fault conditions seen in a balanced three phase electrical system are:
- Phase-to-Phase fault: この場合、3 相のうち 2 相だけが短絡し、システムでアンバランス故障状態が発生する。
図2.0は、この障害状況を示している。 位相間不平衡故障状態
- 単相-地絡：この場合、3相のうち1相が接地と短絡し、システムに不平衡故障状態が発生する。
図3.0は、この障害状態を示している。 Single Phase-to-Earth unbalanced Fault Condition
通常、運転中、故障状況は動的で、ローカルな条件に基づいて故障タイプを急速に変化させることがあります。 (たとえば、単相-接地間故障が 2 相-接地間故障に変わることがあります)
結論
故障の重大性と規模は、電気系統内の故障の位置、故障によって生じた損害などさまざまな要因によって決まります。 ある故障の重大性を分析する際、所定の電圧レベルに対する標準的な故障状態（三相故障）を参照するのが一般的です。
三相故障はシステムで発生し得る最も重大な故障と見なされ、したがって必要なスイッチギアシステムを決定する際にその短絡定格が使用されます。 これに加えて、単相-地絡電流の定格も短絡計算で考慮される。