Il sistema di alimentazione elettrica sta crescendo in dimensioni e complessità in tutti i settori come i sistemi di generazione, trasmissione, distribuzione e carico. Tipi di difetti come condizioni di corto circuito nella rete del sistema elettrico comportano gravi perdite economiche e riducono l'affidabilità del sistema elettrico. Un guasto elettrico è una condizione anormale, causata da guasti alle apparecchiature come trasformatori e macchine rotanti, errori umani e condizioni ambientali. Questi guasti causano l'interruzione dei flussi elettrici, danni alle apparecchiature e persino la morte di persone, uccelli e animali. Questo articolo discute una panoramica dei diversi tipi di guasti e dei loro effetti che si sono verificati nei sistemi di alimentazione elettrica.

Cos'è un guasto elettrico?

Un elettrico colpa è la deviazione di tensioni e correnti dai valori o stati nominali. In condizioni operative normali, le apparecchiature o le linee del sistema di alimentazione trasportano tensioni e correnti normali che si traducono in un funzionamento più sicuro del sistema.

Difetti nel sistema di alimentazione elettrica

Ma quando si verifica un guasto, provoca il flusso di correnti eccessivamente elevate che provocano danni alle apparecchiature e ai dispositivi. Il rilevamento e l'analisi dei guasti sono necessari per selezionare o progettare apparecchiature di quadro adeguate, relè elettromeccanici , interruttori automatici e altri dispositivi di protezione.

Tipi di guasti nei sistemi di alimentazione elettrica

Nel sistema di alimentazione elettrica, i guasti sono principalmente di due tipi come guasti di circuito aperto e guasti di cortocircuito. Inoltre, questi tipi di guasti possono essere classificati in simmetrici e asimmetrici. Parliamo in dettaglio di questi tipi di guasti. Questi difetti sono classificati in due tipi.

Errore simmetrico
Errore asimmetrico

Difetti simmetrici

Questi sono guasti molto gravi e si verificano raramente nei sistemi di alimentazione. Questi sono anche chiamati guasti bilanciati e sono di due tipi, vale a dire da linea a linea a terra (L-L-L-G) e da linea a linea (L-L-L).

Difetti simmetrici

Solo il 2-5% degli errori di sistema sono errori simmetrici. Se si verificano questi guasti, il sistema rimane bilanciato ma provoca gravi danni alle apparecchiature del sistema di alimentazione elettrica.

La figura sopra mostra due tipi di guasti simmetrici trifase. L'analisi di questo difetto è facile e di solito viene eseguita su base graduale. L'analisi o le informazioni dei guasti trifase sono necessarie per selezionare i relè della fase impostata, la capacità di interruzione degli interruttori automatici e il valore nominale del quadro di protezione.

I guasti simmetrici sono classificati in due tipi

Linea - Linea - Guasto linea
Linea - Linea - Guasto verso terra

L - L - L Guasto

Questi tipi di guasti sono bilanciati, il che significa che il sistema rimane bilanciato dopo che si è verificato l'errore. Quindi questo guasto si verifica raramente, sebbene sia il tipo di guasto duro che trattiene la corrente più grande. Quindi questa corrente viene utilizzata per determinare il rating del CB.

Guasto L - L - L - G

Il guasto trifase L - G comprende principalmente tutte le tre fasi del sistema. Questo guasto si verifica principalmente tra le 3 fasi e il terminale di terra del sistema. Quindi, c'è una probabilità dal 2 al 3% che si verifichi l'errore.

“diversi tipi di sensori di movimento ”

Difetti asimmetrici

Questi sono molto comuni e meno gravi dei difetti simmetrici. Esistono principalmente tre tipi: guasti da linea a terra (L-G), da linea a linea (L-L) e doppi guasti da linea a terra (LL-G).

Difetti asimmetrici

Il guasto da linea a terra (L-G) è il guasto più comune e il 65-70% dei guasti è di questo tipo.

Provoca il contatto del conduttore con la terra o la terra. Dal 15 al 20 percento dei guasti sono doppi da linea a terra e fanno sì che i due conduttori entrino in contatto con la terra. I guasti da linea a linea si verificano quando due conduttori entrano in contatto l'uno con l'altro principalmente durante l'oscillazione delle linee a causa del vento e il 5-10 percento dei guasti è di questo tipo.

Questi sono anche chiamati errori sbilanciati poiché il loro verificarsi provoca uno squilibrio nel sistema. Lo squilibrio del sistema significa che i valori di impedenza sono diversi in ciascuna fase, provocando il flusso di corrente di squilibrio nelle fasi. Questi sono più difficili da analizzare e sono gestiti da una base per fase simile ai guasti bilanciati trifase.

I difetti asimmetrici sono classificati in due tipi

Singolo guasto L - G (linea-terra)
L - L (Da linea a linea) Guasto
Doppio guasto L - G (linea-terra)

Errore L - G singolo

Questo singolo guasto L - G si verifica principalmente quando un singolo conduttore cade verso il terminale di terra. Quindi circa il 70-80% del guasto all'interno del sistema di alimentazione è il singolo guasto L - G.

Guasto L - L

Questo guasto L– L si verifica principalmente quando due conduttori sono cortocircuitati e anche a causa del vento forte. Quindi i conduttori di linea possono essere spostati a causa del vento forte, possono toccarsi tra loro e causare cortocircuiti. Quindi, il 15-20% dei guasti può verificarsi approssimativamente.

Doppia L - G errore

In questo tipo di guasto, entrambe le due linee entrano in contatto tra loro attraverso il terreno. Quindi, c'è una probabilità del 10% di errori.

Guasti a circuito aperto

I guasti a circuito aperto si verificano principalmente a causa del malfunzionamento di uno altrimenti più conduttori utilizzati nel sistema di alimentazione. Di seguito è riportato il diagramma dei guasti a circuito aperto. Questo circuito è per condizione aperta monofase, bifase e trifase.

Questi guasti si verificano principalmente a causa di problemi comuni come guasto dei giunti nelle linee aeree, cavi, guasto nella fase di un interruttore automatico, fusione del conduttore o del fusibile all'interno di una o più fasi.
Questi guasti sono anche noti come guasti in serie che sono tipi sbilanciati altrimenti tipi non simmetrici a parte il guasto aperto trifase.

Ad esempio, una linea di trasmissione funziona attraverso un carico bilanciato prima che si verifichi un circuito di guasto aperto. Nella linea di trasmissione, se una qualsiasi delle fasi si dissolve, il carico effettivo di un alternatore può essere ridotto e aumenta l'accelerazione dell'alternatore, quindi funziona a una velocità leggermente superiore alla velocità sincrona. In altri cavi di trasmissione, questa velocità eccessiva può causare sovratensioni. Pertanto, le condizioni di apertura monofase e bifase possono generare correnti e tensioni del sistema di alimentazione che causano enormi danni all'apparato.

Questi difetti sono classificati in tre tipi come segue.

Errore conduttore aperto
Guasto aperto a due conduttori
Tre conduttori aperti guasto.

Cause ed effetti dei tipi di guasto

Questi guasti possono essere causati dal malfunzionamento del circuito e dalla rottura del conduttore in 1 o più fasi. Gli effetti dei guasti a circuito aperto includono quanto segue.

Funzionamento irregolare dell'impianto elettrico
Questi difetti possono rappresentare un pericolo per gli animali e gli esseri umani
In particolare, una porzione della rete, quando la tensione viene superata oltre i valori normali allora provoca guasti di isolamento e sviluppa guasti di cortocircuito.
Anche se, questi tipi di guasti del circuito possono essere accettati per un lungo periodo rispetto ai guasti di tipo cortocircuito, perché questi guasti devono essere staccati per diminuire il danno elevato.

Difetti da cortocircuito

I guasti di cortocircuito si verificano principalmente a causa di guasti nell'isolamento tra i conduttori di fase e la terra. Un guasto dell'isolamento può causare la formazione di un percorso di cortocircuito che attiva condizioni di cortocircuito all'interno del circuito.

La definizione di cortocircuito è una connessione anormale di impedenza estremamente inferiore tra due punti di potenziale dissimile, completata per caso o di proposito. Questi guasti sono i tipi più comuni che provocano un flusso di corrente elevato anormale attraverso le linee di trasmissione o l'apparecchiatura.

Se si consente che i guasti di cortocircuito continuino anche per un breve periodo, si verificano gravi danni all'apparato. I guasti di cortocircuito sono anche noti come guasti di shunt perché questi guasti si verificano principalmente a causa del guasto nell'isolamento tra i conduttori di fase altrimenti tra i conduttori di fase e la terra

Le diverse condizioni di guasto di cortocircuito ottenibili comprendono principalmente 3 fasi a terra, 3 fasi senza terra, 1 fase a terra, fase a fase, 2 fasi a terra, fase a fase e monofase a terra.

Sia il guasto trifase libero da terra, sia il guasto trifase verso terra, possono essere simmetrici o bilanciati mentre gli altri guasti sono guasti asimmetrici.

Cause ed effetti dei guasti da cortocircuito

I guasti di cortocircuito possono verificarsi per i seguenti motivi.

Questi guasti possono verificarsi a causa di effetti interni altrimenti esterni
Gli effetti interni sono guasti alle linee di trasmissione, danni alle apparecchiature, invecchiamento dell'isolamento, corrosione dell'isolamento all'interno del generatore, installazioni improprie di dispositivi elettrici, trasformatori e il loro design inadeguato.
Questi guasti possono verificarsi a causa di effetti esterni dell'apparato, guasto dell'isolamento a causa di sovratensioni e danni meccanici da parte del pubblico.

Gli effetti dei guasti di cortocircuito includono quanto segue.

I guasti da arco elettrico possono causare incendi ed esplosioni in apparecchi come trasformatori e interruttori di circuito.
Il flusso di potenza può essere fortemente limitato altrimenti anche completamente bloccato se l'errore di cortocircuito persiste.
Le tensioni di funzionamento del sistema possono andare al di sopra o al di sotto dei loro valori di accettazione per avere un effetto dannoso sul servizio fornito attraverso il sistema di alimentazione.
A causa di correnti anomale, l'apparato viene riscaldato in modo da ridurre la durata del loro isolamento.

Cause dei tipi di guasto

I motivi principali per causare guasti elettrici includono quanto segue.

Condizioni meteo

Comprende fulmini, forti piogge, forti venti, deposizione di sale su linee aeree e conduttori, accumulo di neve e ghiaccio sulle linee di trasmissione, ecc. Queste condizioni ambientali interrompono l'alimentazione e danneggiano anche le installazioni elettriche.

Guasti alle apparecchiature

Varie apparecchiature elettriche come generatori , motori, trasformatori, induttanze, dispositivi di commutazione, ecc. causano guasti di cortocircuito dovuti a malfunzionamenti, invecchiamento, guasti di isolamento dei cavi e avvolgimenti. Questi guasti provocano il flusso di corrente elevata attraverso i dispositivi o le apparecchiature che lo danneggiano ulteriormente.

Errori umani

I guasti elettrici sono anche causati da errori umani come la selezione di una valutazione impropria di apparecchiature o dispositivi, dimenticando parti metalliche o conduttive elettriche dopo l'assistenza o la manutenzione, la commutazione del circuito mentre è in manutenzione, ecc.

Fumo di incendi

La ionizzazione dell'aria, a causa delle particelle di fumo, che circondano le linee aeree, provoca scintille tra le linee o tra i conduttori dell'isolante. Questo flashover fa sì che gli isolanti perdano la loro capacità isolante a causa di tensioni elevate .

Tipi di guasti e loro effetti

Gli effetti dei guasti elettrici si verificano principalmente per i seguenti motivi.

Sopra il flusso di corrente

Quando si verifica il guasto, crea un percorso di impedenza molto bassa per il flusso di corrente. Ciò si traduce in una corrente molto elevata che viene prelevata dall'alimentazione, provocando l'intervento dei relè, danneggiando l'isolamento e i componenti dell'apparecchiatura.

Pericolo per il personale operativo

Il verificarsi di un guasto può anche causare shock alle persone. La gravità della scarica dipende dalla corrente e dalla tensione nel punto del guasto e può anche portare alla morte.

Perdita di attrezzatura

La corrente elevata a causa di guasti di cortocircuito provoca la completa combustione dei componenti che porta a un funzionamento improprio dell'attrezzatura o del dispositivo. A volte un forte incendio causa il completo esaurimento dell'attrezzatura.

Disturba i circuiti attivi interconnessi

I guasti non interessano solo la posizione in cui si verificano, ma disturbano anche i circuiti interconnessi attivi alla linea guasta.

Incendi elettrici

Il cortocircuito provoca scariche elettriche e scintille dovute alla ionizzazione dell'aria tra due percorsi conduttori che portano ulteriormente al fuoco come spesso osserviamo in notizie come incendi di edifici e complessi commerciali.

Dispositivi di limitazione dei guasti

È possibile ridurre al minimo cause come errori umani, ma non cambiamenti ambientali. L'eliminazione dei guasti è un'attività cruciale nella rete del sistema di alimentazione. Se riusciamo a interrompere o interrompere il circuito quando si verifica un guasto, si riducono i notevoli danni alle apparecchiature e anche alle cose. Alcuni di questi dispositivi di limitazione dei guasti includono fusibili, interruttori , i relè sono discussi di seguito.

Dispositivi di protezione

Fusibile

È il dispositivo di protezione principale. È un filo sottile racchiuso in un involucro o vetro che collega due parti metalliche. Questo filo si scioglie quando una corrente eccessiva scorre nel circuito. Il tipo di fusibile dipende dalla tensione alla quale deve funzionare. La sostituzione manuale del filo è necessaria una volta che si è verificato uno scoppio.

Interruttore

Rende il circuito normale e si rompe in condizioni anormali. Provoca l'intervento automatico del circuito quando si verifica un guasto. Può essere interruttori di circuito elettromeccanici come interruttori di circuito vuoto / olio ecc. O interruttori elettronici ultraveloci .

Relè

È un interruttore operativo basato sulle condizioni. È costituito da una bobina magnetica e da contatti normalmente aperti e chiusi. Il verificarsi di un guasto aumenta la corrente che eccita la bobina del relè, facendo sì che i contatti funzionino in modo che il circuito venga interrotto dal flusso di corrente. Relè di protezione sono di diversi tipi come relè di impedenza, relè mho, ecc.

Dispositivi di protezione dell'alimentazione di illuminazione

Questi includono scaricatori di illuminazione e dispositivi di messa a terra per proteggere il sistema da fulmini e sovratensioni.

“scarico aperto vs push pull ”

Analisi dei guasti trifase basata sull'applicazione

Noi possiamo analizzare i guasti trifase utilizzando un semplice circuito come mostrato di seguito. In questo caso i guasti temporanei e permanenti vengono creati dagli interruttori di guasto. Se premiamo il pulsante una volta come guasto temporaneo, la disposizione del timer fa scattare il carico e ripristina anche l'alimentazione al carico. Se si preme ON questo pulsante per un determinato periodo di tempo come guasto permanente, il sistema arresta completamente il carico tramite la disposizione dei relè.

Analisi dei guasti trifase

Come rilevare e individuare i guasti?

Nelle linee di trasmissione, il guasto è molto facile da identificare poiché la crisi è generalmente evidente. Ad esempio, una volta che un albero è caduto sulla linea di trasmissione, altrimenti un polo elettrico può essere danneggiato così come i conduttori giacciono a terra.

In un sistema di cavi, la localizzazione dei guasti può essere eseguita quando il circuito non funziona altrimenti quando il circuito funziona. Esistono diversi metodi per la localizzazione dei guasti che possono essere suddivisi in tecniche terminali, che funzionano con correnti e tensioni misurate alle estremità del cavo e metodi di rilevamento che richiedono un'ispezione attraverso il cavo. L'area normale dei guasti può essere localizzata alle tecniche terminali per accelerare la tracciatura su un cavo di trasmissione.

Nei sistemi di cablaggio, la posizione del guasto può essere trovata durante la verifica dei cavi. In sistemi di cablaggio difficili, ovunque i fili possano essere sepolti, questi guasti vengono posizionati attraverso un riflettometro nel dominio del tempo che invia un impulso lungo il filo e quindi esamina il segnale riflesso per riconoscere i guasti nel filo elettrico.

In un famoso cavo telegrafico sottomarino, sono stati utilizzati galvanometri reattivi per calcolare le correnti di guasto attraverso test alle estremità del cavo di guasto. Nei cavi, vengono utilizzati due metodi per individuare i guasti come il loop Varley e il loop Murray.

In un cavo di alimentazione, un guasto di isolamento non può verificarsi a basse tensioni. Quindi, viene utilizzato un test a percussione applicando un impulso ad alta tensione, alta energia al cavo. La localizzazione del guasto può essere eseguita ascoltando il suono di scarica all'errore. Quando questo test dona danni al sito del cavo, è utile in quanto la posizione difettosa dovrebbe essere in ogni caso reisolata una volta impostata.

In un sistema di distribuzione con messa a terra ad alta resistenza, un alimentatore può espandere un errore a terra, tuttavia il sistema viene mantenuto in funzione. L'alimentatore guasto così come eccitato può essere trovato in un trasformatore di corrente di tipo ad anello che raccoglie tutti i fili di fase per il circuito semplicemente il circuito include un guasto a terra illustrerà una corrente disturbata netta. La resistenza di terra viene utilizzata per rendere più facile rilevare la corrente del guasto a terra tra due valori per battere la corrente di guasto.

Spero che tu abbia un'idea di base sui guasti trifase. Grazie per il tuo prezioso tempo trascorso con l'articolo. Inoltre, per qualsiasi domanda riguardante progetti elettrici ed elettronici, scrivi il tuo feedback nella sezione commenti qui sotto.

Crediti fotografici

Incendi dovuti a guasti elettrici da 3.bp.blogspot
Difetti asimmetrici di pdfonline
Protezione dei dispositivi tramite inspectapedia