Temat: Rodzaje zakłóceń w pracy instalacji elektrycznej. 1

Temat: Rodzaje zakłóceń w pracy instalacji elektrycznej.
1. Zakłócenie w systemie elektroenergetycznym (instalacji elektroenergetycznej) to taki stan,
który uniemożliwia normalną pracę systemu (instalacji). Zarówno w systemach
elektroenergetycznych (instalacjach elektroenergetycznych), jak również w elementach tego
systemu (instalacji) występują zakłócenia o różnym stopniu złożoności i zagrożenia.
Zakłócenia możemy podzielić na:


zaburzenia – uniemożliwiają pracę systemu (instalacji) lub jego elementów
zagrożenia – praca systemu elektroenergetycznego (instalacji elektroenergetycznej)
bądź jego elementów jest dopuszczalna przez pewien czas, a przyczyna
powodująca zagrożenie powinna być usunięta w ciągu tego czasu
Do najczęściej zdarzających się zaburzeń należą zwarcia. Zwarciem nazywa się połączenie
– bezpośrednie lub przez impedancję o pomijalnie małej wartości – dwóch lub więcej
punktów obwodu elektrycznego, które w normalnych warunkach pracy mają różne potencjały
(napięcia).
Zwarcia powstają najczęściej w wyniku uszkodzenia izolacji doziemnej lub izolacji pomiędzy
różnymi fazami (biegunami) urządzeń. Nierzadką przyczyną zwarć w instalacjach są błędne
połączenia powstałe po wykonanych naprawach instalacji i urządzeń.
W przypadkach zwarć dwu- i trójfazowych – niezależnie od układu sieci – płyną zawsze
prądy o bardzo znacznych wartościach, najczęściej wielokrotnie większe od prądów
roboczych, zagrażające zniszczeniem urządzeń i przewodów w wyniku ich oddziaływania
cieplnego i dynamicznego.
W sieciach i instalacjach o układzie TN zwarcie jednofazowe powoduje również przepływ
prądu o znacznej wartości, porównywalnej z prądami zwarć trójfazowych. W sieciach
i instalacjach o układzie TT podczas zwarcia jednofazowego prądy osiągają jedynie
umiarkowane wartości zbliżone do prądów znamionowych urządzeń, a nawet i mniejsze,
gdyż płyną przez uziemienia oraz ziemię. W sieciach izolowanych IT prądy jednofazowych
doziemień są bardzo małe, rzędu miliamperów.
Zwarcia jednofazowe – niezależnie od układu sieci i wartości prądów – bardzo zmieniają na
niekorzyść warunki bezpieczeństwa pod względem porażeniowym, przez co staje się
konieczne stosowanie specjalnych urządzeń ochronnych powodujących szybkie wyłączenie
zasilania, ograniczenie napięć dotykowych do wartości dopuszczalnych w danych warunkach
albo (w sieciach IT) sygnalizację.
Prądy zwarć trójfazowych oraz jednofazowych z przewodem ochronnym lub ochronnoneutralnym w instalacjach jednofazowych warunkują dobór aparatów elektrycznych oraz
przewodów, głównie ze względu na wymagane zdolności łączeniowe, czasy działania
wyzwalaczy i przekaźników łączników oraz odporności na cieplne i dynamiczne
oddziaływania prądów zwarciowych.
Prąd zwarciowy jednofazowy z udziałem ziemi (z przewodem PE, PEN lub dowolnym
uziemionym elementem urządzeń) w dużym stopniu decydują o stanie zagrożenia
porażeniowego oraz warunkują działanie większości urządzeń ochrony przeciwporażeniowej.
Przepięcia.
Do najczęstszych zagrożeń występujących w sieciach elektroenergetycznych (instalacjach
elektroenergetycznych) są przepięcia. Przepięcia w sieciach elektroenergetycznych niskiego
napięcia i instalacjach mogą być powodowane:



czynnościami łączeniowymi (przepięcia wewnętrzne)
wyładowaniami atmosferycznymi (przepięcia zewnętrzne)
elektrycznością statyczną
Szczytowe wartości przepięć mogą osiągnąć wartości wielokrotnie większe niż wytrzymałość
elektryczna izolacji urządzeń. Może to być przyczyną ich uszkodzenia lub zniszczenia
i stanowić zagrożenie dla ludzi. Konieczne jest stosowanie właściwych urządzeń
ochronnych.
Przepięcia określane jako wewnętrzne (łączeniowe) mogą występować zarówno w sieciach
uszkodzonych, jak i nie uszkodzonych. Mogą one być powodowane:



brakiem lub dużą bezwładnością urządzeń regulacyjnych nie nadążających za
szybkimi zmianami obciążenia
wyłączaniem zwarć przez bezpieczniki
załączaniem oraz wyłączaniem niektórych odbiorników (baterii kondensatorów,
nieobciążonych transformatorów i silników) przez łączniki charakteryzujące się
skłonnością do ucinania prądów przed naturalnym przejściem prądu przez zero, np.
przez łączniki próżniowe
Przepięcia łączeniowe mogą osiągać wartości kilkakrotnie większe niż amplitudy napięć
znamionowych. Przepięcia te mają zazwyczaj charakter oscylacyjny o częstotliwości
począwszy od przemysłowej od kilku kiloherców, zależnie od parametrów zasilających oraz
załączanych i wyłączanych urządzeń.
Przepięcia zewnętrzne są powodowane wyładowaniami atmosferycznymi. Wyładowania
atmosferyczne występujące pomiędzy chmurami oraz między chmurą a ziemią
charakteryzują się:



dużymi wartościami prądów szczytowych, do 100 kA i więcej
dużymi stromościami narastania prądów, do 100 kA / s
krótkimi czasami trwania wyładowań
Przepięcia w napowietrznych liniach elektroenergetycznych niskiego napięcia powodowane
zarówno wyładowaniami bezpośrednimi w linie, jak również indukowane przy wyładowaniach
atmosferycznych pobliskich mogą osiągać bardzo duże wartości, rzędu setek kilowoltów
i w każdym przypadku przy braku właściwej ochrony są przyczyną uszkodzenia izolacji.
Wyładowania atmosferyczne bliskie i bezpośrednie w zwody piorunochronnych instalacji
budynku mogą powodować w pętlach obwodów odbiorczych instalacji wyidukowanie się
przepięć o znacznych wartościach, zdolnych do uszkodzenia urządzeń, w szczególności
sprzętu elektronicznego, RTV oraz komputerowego.
Przepięcia powodowane elektrycznością statyczną powstają w wyniku zetknięcia,
a następnie wzajemnego ruchu przedmiotów wykonanych z materiałów nieprzewodzących.
Gromadzący się ładunek elektryczny może wywołać na pojemnościach układów pojawienie
się napięć do kilkudziesięciu kilowoltów i przy zbliżeniu do elementów przewodzących –
wyładowanie iskrowe. Jest to zjawisko denerwujące i dokuczliwe dla ludzi, np. podczas
chodzenia w obuwiu nieprzewodzącym po izolacyjnych podłogach (wykładzinach,
dywanach). W warunkach przemysłowych przy ruchu przekładni pasowych, przewijaniu
materiałów, transporcie cieczy
materiałów sypkich, polerowaniu powierzchni itp.
gromadzący się ładunek ma energię nawet kilkudziesięciu milidżuli. Wyładowanie iskrowe
może być przyczyną wybuchu par benzyny i rozpuszczalników, pyłów pochodzenia
organicznego (mąka, cukier).