Distribuční sítě vysokého napětí 06: Charakteristika zemního spojení v kompenzovaných sítích

4.3.2.2

Distribuční sítě vysokého napětí 06: Charakteristika zemního spojení v kompenzovaných sítích

Doc. Ing. Petr Toman, Ph.D. a kolektiv autorů

Skutečné proudové a napěťové poměry během zemního spojení jsou velmi závislé na charakteru poruchy. Obecně lze zemní spojení charakterizovat dle jeho doby trvání, velikosti přechodového odporu či jeho charakteru.

Na základě velikosti odporu poruchy lze rozlišovat následující typy zemního spojení:

Kovové zemní spojení – při tomto typu poruchy je hodnota přechodového odporu v řádech jednotek ohmů. Současná praxe však ukazuje, že míst, kde může v síti vn dojít ke vzniku kovového zemního spojení je poměrně málo. Při bližším pohledu na technické podmínky provozu distribuční sítě vn zjistíme, že jediným skutečně reálným místem vzniku kovového zemního spojení nebo zemního spojení s velmi malým odporem jsou místa s dobrým uzemněním, tedy např. spínací stanice vn či distribuční trafostanice vn/nn, když dojde k přeskoku oblouku přímo na neživou část trafostanice vodivě spojenou s uzemněním. Příklad oscilografického průběhu netočivých složek napětí a proudů postiženého vývodu v případě reálného kovového zemního spojení je zobrazen na Obr. 3.24. Výhodou kovových poruch je vysoká úroveň poruchového proudu a velmi nízké tlumení transientních jevů při vzniku zemního spojení, vlivem čehož dosahují špičky kapacitního vybíjecího proudu úrovně, která umožňuje bezproblémovou detekci poruchy.

Odporové zemní spojení – v tomto případě dosahuje přechodový odpor poruchy hodnot od několika stovek až po tisíce ohmů. Zemní spojení s hodnotou odporu poruchy přesahující 1 kΩ. lze pak považovat za vysokoodporová ZS. Odporová zemní spojení jsou nejčastějším typem poruchy ve venkovních distribučních sítích. Příklad oscilografického průběhu netočivého proudu a napětí během odporového zemního spojení je zobrazen na Obr. 3.25. Nevýhodou odporových zemních spojení je tlumení transientních jevů (vybíjecího proudu) a omezení úrovně poruchového proudu spolu s netočivou složkou napětí, jak také vyplývá z porovnání Obr. 3.24 a Obr. 3.25. Tyto negativní vlivy značně komplikují indikaci poruchy a její následnou lokalizaci. Obecně lze konstatovat, že poruchy s odporem nad 1000 Ω jsou jen obtížně lokalizovatelné. Poruchy s odporem v řádech až několika tisíc ohmů jsou pak jen obtížně zaznamenatelné, jelikož velmi nízká úroveň netočivé složky napětí při této poruše je velmi obtížně odlišitelná od úrovně netočivé složky napětí v bezporuchovém stavu vyvolané nesymetrií soustavy. Při vysokoodporové poruše nemusí dosáhnout netočivá složka napětí prahové úrovně, díky čemuž nedojde k aktivaci automatik umožňující detekci této poruchy.

Obr. 3.24: Oscilografický průběh netočivé složky proudu a napětí při kovovém ZS

Obr. 3.25: Oscilografický průběh netočivé složky proudu a napětí při odporovém ZS (R_f = 1600 Ω)

Obloukové zemní spojení – přechodový odpor v místě zemního spojení je tvořen převážně odporem oblouku. Obloukové poruchy jsou charakteristické zejména krátkodobým přerušovaným hořením oblouku, které má za následek krátkodobá přepětí a proudové vybíjecí špičky velkých úrovní během…