Величина однофазного струму при КЗ на шинах генератора в 1,5 рази перевищує струм двофазного КЗ і в 2,5 рази - трифазного КЗ. Проте його можна істотно знизити за рахунок включення в заземлення нейтралі N великого активного або індуктивного опору. У результаті цього найбільший можливий струм однофазного КЗ не перевищує струму трифазного КЗ.
Однофазні замикання в системі з ізольованою нейтраллю не є короткими, а значить і аварійними. На рис. 4.2, а показана схема системи з ізольованою нейтраллю. Кожна фаза системи володіє відносно землі деякої ємністю, рівномірно розподіленим по довжині лінії. Для спрощення на схемі замінюємо розподілену ємність фази, ємністю, зосередженої посередині лінії. При пошкодженні ізоляції однієї з фаз, наприклад З з , і замиканні її на землю, через місце з'єднання з землею проходитиме струм, який повернеться в мережу через ємності СВ і З А . Ємнісні опору між фазами і землею досить великі, тому струм /, як правило, не перевищує декількох десятків ампер і носить ємнісний характер (). Величина залежить від напруги і протяжності мережі, конструктивного виконання ліній (кабельне або повітряне).
Рис. 4.2: а - схема системи з ізольованою нейтраллю; б - векторна діаграма напруг системи при однофазному замиканні на землю
Наближено струм I з можна визначити за формулами: для мереж з повітряними лініями
, А
для мереж з кабельними лініями
Де U - лінійна напруга мережі, кВ;
l - довжина електрично пов'язаних ліній мережі даного напруги, км.
З векторної діаграми (рис. 4.2, б) видно, що при замиканні на землю однієї фази напруга нейтралі підвищується відносно землі на величину фазної напруги, а напруги двох інших фаз щодо землі стають рівними лінійним U А= U AC , U B =U BC , тобто зростають в раз ( U A = U raquo ; A ;) - Ізоляція фаз мережі відносно землі повинна бути виконана на лінійну напругу.
Тривала робота мережі із замкнутою на землю фазою неприпустима, оскільки у разі пошкодження ізоляції якоїсь іншої фази щодо землі виникає двофазне КЗ через землю, що супроводжується протіканням великого струму, який може викликати значне руйнування електрообладнання. Тому в мережах з ізольованою нейтраллю обов'язково передбачають захист, що сповіщає персонал про виникнення такого ненормального режиму роботи. У мережах генераторної напруги, а також у мережах, до яких підключені електродвигуни напругою вище 1000 В, при появі однофазного замикання в обмотці статора машина повинна автоматично відключатися від мережі, якщо струм замикання на землю перевищує 5 А. При струмі замикання, що не перевищує 5 А , допускається робота не більше 2 год, після закінчення яких машина повинна бути відключена. Якщо встановлено, що місце замикання на землю знаходиться не в обмотці статора, на розсуд ответственного.за електрогосподарство, допускається робота обертової машини із замиканням в мережі на землю тривалістю 6 ч. В електричних мережах 6-35 кВ з ізольованою нейтраллю робота повітряних і кабельних ліній електропередачі із замкнутою на землю фазою допускається, але персонал повинен приступити до пошуку місця пошкодження і негайно усунути пошкодження в найкоротший термін.
Більш небезпечно однофазне замикання на землю через електричну дугу, так як остання може пошкодити електрообладнання. За певних умов в місці замикання на землю може виникнути так звана переміжна дуга , яка періодично гасне і запалюється знову. Так як мережа володіє індуктивністю, то в моменти гасіння та запалювання дуги в індуктивних елементах наводиться е.р.с., величина якої пропорційна швидкості зміни струму
Швидкість зміни струму в момент виникнення і гасіння переміжної дуги велика, і виникає е.р.с. може перевищувати напруга мережі в кілька разів. Ці перенапруги поширюються на всю електрично пов'язану мережу в результаті чого можливі пробої ізоляції і утворення коротких замикань в частинах електроустановки з ослабленою ізоляцією.
В електромережах напругою 6-10 кВ перенапруги, викликані переміжної електричною дугою, безпечні для ізоляції електрообладнання. На противагу цьому в електромережах напругою...
