Zwarcia w sieciach nN.

Wykonał: Jarosław Słodziński

ZWARCIE

Zwarcie jest to połączenie między

sobą punktów obwodu elektrycznego
należących do różnych faz albo
połączenie jednego lub większej
liczby takich punktów z ziemią
bezpośrednio, przez luk elektryczny
lub przez przedmiot o bardzo malej
impedancji.

RODZAJE ZWARĆ

• zwarcia międzyprzewodowe

trójfazowe i dwufazowe

• zwarcia doziemne, (czyli zwarcia

między fazą lub fazami obwodu, a
ziemią) trójfazowe, dwufazowe i
jednofazowe.

W praktyce spotyka się również

zwarcia będące kombinacjami
podobnych przypadków zwarć, tzw.
zwarcia wielokrotne, czyli
występujące w kilku miejscach sieci.

Zwarcie trójfazowe

symetryczne

Zwarcie dwufazowe

Zwarcie dwufazowe

doziemne

Jednofazowe doziemne

Przyczyny powstawania

zwarć.

• przepięć atmosferycznych i łączeniowych,
• błędnych operacji w stacjach

elektroenergetycznych,

• mechanicznych uszkodzeń kabli, słupów,

izolatorów,

• zawilgocenia lub zniszczenia izolacji,
• uszkodzeń słupów linii napowietrznych,
• dotknięcia dźwigów, gałęzi drzew, ludzi i

zwierząt,

• zarzutek na przewody gole itp.

Skutki zwarć

• Gwałtowne nagrzewanie urządzeń

sieciowych

• Uszkodzenie przewodów, maszyn,

transformatorów oraz izolacji

• Łamanie izolatorów wsporczych
• Możliwość porażenia ludzi przez łuk

elektryczny

Prąd zwarciowy udarowy

Jest to największa możliwa wartość prądu

zwarciowego, występująca przy najbardziej

niekorzystnym kącie fazowym powstania zwarcia.

Służy do doboru wytrzymałości zwarciowej

elektrodynamicznej urządzenie tzn. odporności na siły

elektrodynamiczne wywołane przez prąd zwarciowy.

Nie mniejsze od obliczonego prądu udarowego

powinny być następujące parametry zastosowanych

aparatów i urządzeń:

• prąd znamionowy szczytowy łączników, przekładników

prądowych, dławików przeciwzwarciowych;

• prąd znamionowy załączalny wyłączników;
• obciążalność elektrodynamiczna szyn.

Prąd zwarciowy

wyłączeniowy

Prąd zwarciowy wyłączeniowy jest to

umowna wartość skuteczna prądu

zwarciowego w chwili tmin, kiedy

otwierają się styki wyłącznika i zapala się

między nimi łuk elektryczny. Co najmniej

taką wartość powinien mieć prąd

znamionowy wyłączalny zastosowanego

wyłącznika, czyli jego zdolności

wyłączania.

Prąd zwarciowy zastępczy

cieplny

Prąd zwarciowy zastępczy cieplny jest to

wartość skuteczna prądu zwarciowego w czasie

trwania zwarcia tk. Z jego wartością porównuje

się, podaną dla takiego samego czasu tk,

obciążalność zwarciową cieplną urządzeń:

• prąd znamionowy n- sekundowy łączników,

przekładników prądowych przeciw zwarciowych;

• obciążalność zwarciową cieplną szyn, kabli i

przewodów instalacyjnych.

7. Metody ograniczania

skutków działania prądów

zwarciowych

Odpowiednie kształtowanie

konfiguracji sieci.

Podział sieci na wycinki zasilane z różnych

źródeł jest podstawową metodą

ograniczającą poziom mocy zwarciowych.

Stosuje się rozcinanie połączeń równoległych

i sekcjonowanie szyn. Przyjmuje się na ogól

zasadę pracy każdego źródła prądu

zwarciowego (generatora, transformatora,

linii zasilającej) na oddzielną sekcję szyn.

Stosuje się także rozcinanie sieci dwu -i

wielostronnie zasilanych, np. przez

odłączenie jednej lub kilku linii zasilających.

Wprowadzenie dodatkowych

impedancji w obwód prądu

zwarciowego.

Istotny wpływ na wielkość prądów

zwarciowych mają impedancje

transformatorów. Podwyższając napięcie

zwarcia, a tym samym reaktancję,

można ograniczyć prądy zwarciowe po

wtórnej stronie transformatora. W Polsce

stosuje się transformatory 110kV /SN o

napięciu zwarcia podniesionym do 18%,

dwu-lub tr6juzwojeniowe. Prądy

zwarciowe można ograniczyć stosując

dławiki zwarciowe

Stosowanie bardzo szybkich

urządzeń do odłączania

obwodów zwartych

Należą tu szybki bezpieczniki i ograniczniki mocy

zwarciowej. Przerywają prąd zwarciowy w czasie

krótszym niż 1/4 okresu, nie dopuszczając do

przepływu maksymalnego prądu zwarciowego. W

Polsce w sieciach średnich i niskich napięć do

przerywania niedużych prądów zwarciowych

stosuje się bezpieczniki. Do przerywania dużych

prądów zwarciowych (do 40kA) w sieciach

średnich napięć stosuje się ograniczniki, w

których najczęściej przerwanie głównego toru

prądowego następuje dzięki wybuchowi ładunku

pobudzonego przez układ elektroniczny mierzący

szybkość narastania prądu.