Määritelmä: Sähkölaitteiston tai -laitteiston vika määritellään sähköpiirin puutteeksi, jonka vuoksi virta poikkeaa suunnitellusta reitistä. Toisin sanoen vika on sähköjärjestelmän epänormaali tila, joka vaurioittaa sähkölaitetta ja häiritsee sähkövirran normaalia kulkua.

Vika vähentää vaihejohtimien ja maan tai johtimia ympäröivän maadoitetun suojan välistä eristyslujuutta. Se pienentää myös johtimien ja maan välistä impedanssia (virtapiirin ominaisuus vastustaa virran kulkua), minkä vuoksi voimakas oikosulkuvirta virtaa järjestelmän läpi ja vaurioittaa sähköjärjestelmän laitteita.

Normaalin vian tai epänormaalin vian esiintymistodennäköisyys on suurempi siirtojohdoissa. Noin puolet sähköjärjestelmässä esiintyvistä vioista on siirtojohtovikoja. Koska siirtojohdot ovat laajalti haaroittuneita, niiden pituus on suurempi, ne toimivat vaihtelevissa sääolosuhteissa ja ovat alttiina luonteeltaan sähköisten ilmakehän häiriöiden vaikutukselle.

Vikaantumissyiden mukaan vikojen syyt voidaan luokitella seuraavasti;

  • eristyksestä johtuva vikaantuminen voi tapahtua normaalijännitteellä eristyksen heikkenemisen tai vanhenemisen vuoksi, ja vahingot johtuvat ennalta arvaamattomista tapahtumista, kuten voimakkaan tuulen puhaltamisesta, puun kaatumisesta linjan poikki, ajoneuvojen törmäämisestä mastoihin tai pylväisiin, lintujen oikosulkemisesta linjoihin, lentokoneen törmäämisestä linjaan, linjan katkeamisista jne,
  • Katkos voi johtua kytkentäylijännitteiden tai salamaniskujen aiheuttamista epänormaaleista jännitteistä, jotka voivat olla joko suoria tai indusoituja.

Johto ja eristyslaitteisto voivat vaurioitua myös kytkentätoiminnossa syntyvän transienttiylijännitteen vuoksi. Kytkentätoiminnon aikana jännite nousee nopeasti ja voi saavuttaa huippuarvon, joka lähestyy kolminkertaista vaihe-nollajännitettä. Näin ollen korkeampi eristystaso on tarpeen laitteiden suojaamiseksi vaurioilta.

Vikoja voidaan minimoida parantamalla järjestelmän suunnittelua, parantamalla laitteiden laatua ja huoltoa. Vikaa ei kuitenkaan voida poistaa kokonaan.

Sähkövikojen tyypit

Yleisin ja vaarallisin sähköjärjestelmässä esiintyvä vika on oikosulku- eli shunttivika. Oikosulkuvian sattuessa virtapiirin läpi virtaa raskas- tai oikosulkuvirta, joka vaurioittaa maata vastaavien virtaa johtavien vaihejohtimien tai vaiheiden välisen eristyksen eristystä. Sähkövikojen eri tyypit selitetään seuraavassa:

  1. Yksivaiheinen maasulkuvika – Sitä kutsutaan myös linjan ja maan väliseksi viaksi. Se johtuu pääasiassa yhden vaiheen ja maan välisestä eristyksen rikkoutumisesta. Yksivaiheinen maasulkuvika esiintyy useimmiten sähköjärjestelmässä. Niiden esiintymistodennäköisyys sähköjärjestelmässä on 70 %.
  2. Vaiheen ja vaiheen välinen vika – Tällainen vikatyyppi esiintyy harvoin sähköjärjestelmässä. Sitä kutsutaan myös nimellä Line-to-line-vika. Se syntyy, kun kaksi johdinta on oikosulussa. Niiden esiintymistodennäköisyys sähköjärjestelmässä on tuskin 15 %.
  3. Kahden vaiheen ja maan välinen vika – Tällaisessa vikatyypissä tapahtuu kahden vaiheen ja maan välisen eristyksen rikkoutuminen. Se on vakavin vikatyyppi, mutta esiintyy harvoin sähköjärjestelmässä. Sitä kutsutaan myös nimellä Line-to-line-to-ground fault (L-L-G). Niiden esiintymistodennäköisyys on tuskin 10 %.
  4. Vaihe vaiheelta vaiheelle ja kolmannelta vaiheelta maalle – Se on vaihe vaiheelta vaiheelle ja vaiheelta vaiheelle maalle -vian yhdistelmä. Tällaiset vikatyypit johtuvat kahden vaiheen välisen eristyksen rikkoutumisesta ja samanaikaisesta kolmannen vaiheen ja maan välisen eristyksen rikkoutumisesta. Tällaisen vikatyypin todennäköisyys on tuskin 2-3 %.
  5. Kaikki kolme vaihetta maata vasten – Se on vakavin vikatyyppi ja esiintyy hyvin harvoin sähköjärjestelmässä. Se johtuu kaikkien vaiheiden välisen eristyksen katkeamisesta sekä maadoituksesta. Sen osuus sähköjärjestelmässä on 2-3 %.
  6. Kaikki kolme vaihetta oikosulussa – Tämä vikatyyppi esiintyy pääasiassa kaikkien kolmen vaiheen välisen eristyksen rikkoutumisen vuoksi. Niiden esiintyminen on harvoin 2 3 % sähköjärjestelmässä.

Neljä ensimmäistä vikaa ovat luonteeltaan epäsymmetrisiä ja aiheuttavat epäsymmetrisen virran eli erilaiset virrat kolmessa vaiheessa. Kaksi jälkimmäistä vikaa ovat luonteeltaan symmetrisiä ja aiheuttavat symmetrisen virran, eli yhtä suuren vikavirran kaikissa kolmessa vaiheessa 120º siirtymällä.

Vikojen haitallinen vaikutus sähköjärjestelmään

Vian ilmetessä piirissä virtaa voimakas oikosulkuvirta. Tällä virralla on seuraavat haitat. Niiden seuraukset selitetään jäljempänä yksityiskohtaisesti.

  1. Vian aiheuttama raskas virta aiheuttaa liiallista kuumenemista, joka voi johtaa tulipaloon tai räjähdykseen.
  2. Joskus oikosulkuvirta saa valokaaren muodon, joka voi aiheuttaa huomattavia vaurioita voimajärjestelmän elementille.
  3. Voimajärjestelmän stabiilisuus voi heikentyä haitallisesti, ja voimajärjestelmä voi jopa sammua kokonaan.
  4. Vahinkoja järjestelmän muille laitteille voi aiheutua ylikuumenemisen ja epänormaalien mekaanisten voimien muodostumisen vuoksi.

Suuri määrä epäsymmetrisiä vikoja on luonteeltaan tilapäisiä ja saattavat hävitä muutamassa jaksossa, kuten olisi syy, kun oksa (varsi) putoaa linjan poikki ja palaa itsestään tai vain putoaa. Symmetriset kolmivaiheviat, johtuvat yleensä käyttöhenkilökunnan huolimattomuudesta.