Большинство повреждений в системе электроснабжения приводит к коротким замыканиям фаз между собой или на землю (рис. 1). В обмотках электродвигателей и трансформаторов, кроме коротких замыканий бывают замыкания между витками одной фазы.
Основными причинами повреждений являются:
1) нарушение изоляции токоведущих частей, вызванное ее старением, неудовлетворительным состоянием, перенапряжениями, механическими повреждениями;
2) повреждение проводов и опор линий электропередач, вызванное их неудовлетворительным состоянием, гололедом, ураганным ветром, пляской проводов и другими причинами;
3) ошибки персонала при операциях (отключение разъединителей под нагрузкой, включение их на ошибочно оставленное заземление и т.д.).
Основные виды повреждений приведены на рис. 1.
Однако возможны и более сложные виды повреждений, например, при разрыве провода линии у изолятора упавший на землю конец вызывает появление однофазного КЗ или однофазного замыкания на землю с разрывом фазы. Также в процессе развития повреждений возможны переходы одного вида повреждений в другой, чаще с охватом большего числа фаз. Например, однофазные замыкания на землю переходят в двойные КЗ на землю.
Многолетняя аварийная статистика показывает, что относительная вероятность различных основных видов короткого замыкания характеризуется примерными данными таблица 1.
Таблица 1. Относительная вероятность и сокращенные обозначения основных видов короткого замыкания
Кратковременное прохождение тока короткого замыкания может вызвать дополнительный нагрев токоведущих элементов и проводников выше допустимого.
Так же, токи короткого замыкания вызывают между проводниками большие механические усилия, которые особенно велики в начальной стадии процесса короткого замыкания, когда ток достигает максимума. При недостаточной прочности проводников и их креплений они могут быть разрушены при коротком замыкании.
Глубокое снижение напряжения, которое возникает, при коротких замыканиях вредно отражается на работе потребителей. Так, уже при понижении напряжения на 30 - 40% в течение 1 сек и более достаточно загруженные двигатели промышленного предприятия могут остановиться, что вызовет народнохозяйственный ущерб. Оставаясь включенными в сеть, остановившиеся двигатели могут вызвать дальнейшее снижение напряжения в сети, т. е. полное нарушение нормального электроснабжения не только данного предприятия, но и за его пределами. Следует подчеркнуть, что ряд промышленных производств вообще не допускает никаких (даже кратковременных) перерывов в подаче энергии.
Наконец, при задержке отключения короткого замыкания сверх допустимой продолжительности может произойти нарушение устойчивости электрической системы, что является, в сущности, одним из наиболее опасных последствий короткого замыкания, так как оно отражается на работе всей системы.
Для обеспечения нормальной работы энергетической системы и потребителей электроэнергии необходимо возможно быстрее выявлять и отделять место повреждения от неповрежденной сети, восстанавливая таким путем нормальные условия их работы и прекращая разрушения в месте повреждения.