Definice: Porucha v elektrickém zařízení nebo přístroji je definována jako nedokonalost v elektrickém obvodu, v jejímž důsledku se proud vychýlí ze zamýšlené dráhy. Jinými slovy, porucha je abnormální stav elektrického systému, který poškozuje elektrické zařízení a narušuje normální tok elektrického proudu.

Porucha snižuje izolační pevnost mezi fázovými vodiči a zemí nebo jakýmkoli uzemněným stíněním obklopujícím vodiče. Snižuje také impedanci (vlastnost obvodu bránit toku proudu) mezi vodiči a zemí, v důsledku čehož systémem protéká silný zkratový proud a poškozuje zařízení elektrizační soustavy.

Pravděpodobnost poruchy nebo výskytu abnormálních poruch je větší na přenosových vedeních. Přibližně polovinu poruch vyskytujících se v elektrizační soustavě tvoří poruchy na přenosovém vedení. Protože přenosová vedení jsou široce rozvětvená, mají větší délku, pracují za proměnlivých povětrnostních podmínek a jsou vystavena působení atmosférických poruch elektrické povahy.

Podle příčin výskytu lze klasifikovat příčiny poruch, jak je uvedeno níže;

  • Poruchy způsobené izolací mohou nastat při normálním napětí v důsledku poklesu nebo stárnutí izolace a škody jsou způsobeny nepředvídatelnou událostí, jako je vanutí silného větru, pád stromu přes vedení, náraz vozidel do stožárů nebo sloupů, zkratování vedení ptáky, náraz letadla do vedení, přerušení vedení atd,
  • K poruše může dojít v důsledku abnormálního napětí způsobeného spínacími přepětími nebo údery blesku, které mohou být buď přímé, nebo indukované.

Vedení a izolační přístroje mohou být poškozeny také v důsledku přechodného přepětí, které vzniká při spínání. Během spínací operace napětí rychle roste a může dosáhnout špičkové hodnoty blížící se trojnásobku napětí mezi fází a nulou. Proto je pro ochranu zařízení před poškozením stanovena vyšší izolační úroveň.

Poruchy lze minimalizovat zlepšením konstrukce systému, lepší kvalitou zařízení a údržbou. Poruchu však nelze zcela odstranit.

Typy elektrických poruch

Nejčastější a nejnebezpečnější poruchou, která se vyskytuje v elektrizační soustavě, je zkrat nebo boční porucha. Při výskytu zkratové poruchy protéká obvodem silný nebo zkratový proud, který poškozuje izolaci fázových vodičů nesoucích proud odpovídající zemi nebo v izolaci mezi fázemi. Různé typy elektrických poruch jsou vysvětleny níže:

  1. Porucha mezi jednou fází a zemí – nazývá se také porucha mezi vedením a zemí. Vzniká především v důsledku poruchy izolace mezi jednou z fází a zemí. V elektrizační soustavě se nejčastěji vyskytuje porucha typu jedna linie-na-fázi. Jejich pravděpodobnost výskytu v elektrizační soustavě je 70 %.
  2. Porucha fáze na zem – Tento typ poruchy se v elektrizační soustavě vyskytuje zřídka. Nazývá se také porucha Line-to-line. Vzniká při zkratu dvou vodičů. Jejich pravděpodobnost výskytu je v elektrizační soustavě sotva 15 %.
  3. Porucha mezi dvěma fázemi a zemí – Při tomto typu poruchy dochází k poruchám izolace mezi dvěma fázemi a zemí. Je to nejzávažnější typ poruchy, ale v elektrizační soustavě se vyskytuje zřídka. Nazývá se také porucha mezi fázemi a zemí (Line-to-line-to-ground fault, L-L-G). Jejich pravděpodobnost výskytu je sotva 10 %.
  4. Porucha mezi fází a třetí fází a zemí – Jedná se o kombinaci poruchy mezi fází a mezi fází a zemí. Tyto typy poruch vznikají v důsledku porušení izolace mezi dvěma fázemi a současného porušení izolace mezi třetí fází a zemí. Pravděpodobnost výskytu tohoto typu poruchy je sotva 2 % až 3 %.
  5. Porucha všech tří fází se zemí – Je to nejzávažnější typ poruchy a v elektrizační soustavě se vyskytuje velmi zřídka. Dochází k ní v důsledku poruchy izolace mezi všemi fázemi i k zemi. V elektrizační soustavě se vyskytuje ve 2 až 3 %.
  6. Zkrat všech tří fází – Tento typ poruchy se vyskytuje především v důsledku poruchy izolace mezi všemi třemi fázemi. Jejich výskyt je v elektrizační soustavě zřídka 2 až 3 %.

První čtyři poruchy mají nesymetrický charakter a vyvolávají nesymetrický proud, tj. různé proudy ve třech fázích. Poslední dvě poruchy jsou symetrické povahy a vyvolávají symetrický proud, tj. stejný poruchový proud ve všech třech fázích s posunem 120º.

Škodlivý vliv poruch na energetickou soustavu

Při výskytu poruchy teče v obvodu silný zkratový proud. Tento proud má následující nevýhody. Jejich důsledky jsou podrobně vysvětleny níže.

  1. Silný proud v důsledku poruchy způsobuje nadměrné zahřívání, které může mít za následek požár nebo výbuch.
  2. Někdy má zkratový proud podobu oblouku, který může způsobit značné poškození prvku elektrizační soustavy.
  3. Může být nepříznivě ovlivněna stabilita elektrizační soustavy a může dojít i k jejímu úplnému odstavení.
  4. K poškození dalších přístrojů v soustavě může dojít v důsledku přehřátí a v důsledku vzniku abnormálních mechanických sil.

Velké množství nesymetrických poruch má dočasný charakter a může během několika cyklů zmizet, jako by bylo příčinou, když větvička (stonek) spadne přes vedení a sama vyhoří nebo prostě spadne. K symetrickým třífázovým poruchám zpravidla dochází v důsledku neopatrnosti obsluhujícího personálu.

.