Inleiding
We zijn allemaal bekend en ten minste eenmaal geconfronteerd met het fenomeen van het optreden van fouten in elektrische systemen. Een storing in het elektriciteitsnet in de hele stad als gevolg van een stormuitbraak of een interne apparatuurstoring die uw lokale stroomvoorziening onderbreekt – dit zijn in wezen allemaal de gevallen van storingen in elektrische systemen.
Door middel van dit artikel laten we proberen dit fenomeen in iets meer detail te onderzoeken.
Wat is een Elektrische Storing?
Een storing in het elektrische systeem kan worden gedefinieerd als een toestand in het elektrische systeem die storing veroorzaakt in de elektrische apparatuur in het circuit, zoals: Generatoren, Transformatoren, Stroomrails, Kabels en alle andere apparatuur in het systeem die op een bepaald spanningsniveau werken.
Principal Fault Types
Vanwege de aard van elektrische systemen, op het basisniveau, kunnen elektrische storingen worden gecategoriseerd als:
- Short-Circuit Faults: Dit wordt veroorzaakt door een defect in de isolatie, waardoor een kortsluiting ontstaat. Dit is verreweg de meest voorkomende oorzaak van storingen.
- Open-Circuit Fouten: Deze storing treedt op wanneer er een storing optreedt in de geleidingsbaan van de elektriciteit
Naast deze storingen kunnen er ook gecombineerde (gelijktijdige) storingen optreden en storingen in de wikkeling op apparatuurniveau. Aangezien kortsluitfouten de meest voorkomende oorzaken van storingen in elektrische distributiesystemen zijn, zullen we ze in detail bestuderen:
Kortsluitfouten
Een kortsluitfout treedt op wanneer er een isolatiefout optreedt tussen fasegeleiders of tussen fasegeleider(s) en aarde of beide. Een isolatiefout resulteert in de vorming van een kortsluitingstraject dat een kortsluiting in de stroomkring teweegbrengt (d.w.z. abnormaal hoge stroomsituaties gevolgd door zichtbare effecten zoals vonkvorming, knipperen).
Figuur 1.0 hieronder toont een driefasen-naar-aarde gebalanceerde foutconditie:
Fig 1.0: Twee andere veel voorkomende ongebalanceerde foutcondities in een gebalanceerd driefasig elektrisch systeem zijn:
- Fase-naar-fase-fout: Hierbij worden slechts twee van de drie fasen kortgesloten, waardoor een ongebalanceerde foutconditie in het systeem ontstaat. Onderstaande afbeelding 2.0 geeft deze fouttoestand weer.
Fig 2.0: Fase-naar-fase ongebalanceerde fout
- Enkelvoudige fase-naar-aarde fout: Hierbij wordt één van de drie fasen kortgesloten met de aarde, waardoor een ongebalanceerde foutconditie in het systeem ontstaat. Onderstaande afbeelding 3.0 geeft deze storingstoestand weer.
Fig 3.0: Single Phase-to-Earth unbalanced Fault Condition
Normally during operations, the fault situations may be dynamic and change the fault types quickly based on local conditions. (b.v. een storing van één fase naar aarde kan veranderen in een storing van twee fasen naar aarde)
Conclusie
De ernst en de omvang van een storing hangen af van verschillende factoren, zoals de plaats van de storing in het elektrische systeem, de schade die door de storing wordt veroorzaakt. Bij het analyseren van de ernst van een bepaalde fout wordt gewoonlijk uitgegaan van een standaardfoutconditie (driefasige fout) voor een bepaald spanningsniveau.
Een driefasige fout wordt beschouwd als de ernstigste fout die in het systeem kan optreden en daarom worden de kortsluitingswaarden gebruikt bij het bepalen van het benodigde schakelsysteem. Daarnaast wordt bij kortsluitberekeningen ook rekening gehouden met een enkelvoudige fase-aardefoutstroom.