خطاهای رایج در سیستم های الکتریکی

لیست خطاهای سیستم قدرت

امروزه در سبک زندگی مدرن شهری و صنعتی، ما نمی توانیم زندگی روزمره خود را بدون برق تصور کنیم. خانه ها، ادارات و بخش صنعتی ما با برق کار می کنند. سیستم‌های الکتریکی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با استفاده از مجموعه‌های مختلف کدها و استانداردهای الکتریکی برای از بین بردن عامل خطر وقوع خطا، ایمن و روان کار کنند. با این حال، به دلیل شرایط مختلف طبیعی و مصنوعی، ممکن است خطاهایی در سیستم الکتریکی رخ دهد. این خطاهای الکتریکی می تواند خطراتی را برای موجودات زنده ایجاد کند و همچنین به تجهیزات گران قیمت و ساختمان آسیب برساند. در این مقاله از وبلاگ آداک، به معرفی انواع خطاهای رایج سیستم های الکتریکی از جمله تابلو برق می پردازیم. با ما همراه باشید.

خطای برق چیست؟

خطای الکتریکی (Electrical Fault) وضعیتی است که در آن سطوح غیرعادی ولتاژ و جریان به سیستم الکتریکی وارد می شود. ناهنجاری های یک سیستم الکتریکی که باعث ایجاد جریان ناخواسته می شود، خطای الکتریکی نامیده می شود. جریان در چنین شرایطی جریان خطا نامیده می شود. در شرایط عادی، یک سیستم الکتریکی در مقادیر اسمی جریان و ولتاژ کار می کند. در طول یک خطای الکتریکی، سطح جریان و ولتاژ از محدوده اسمی به محدوده غیر طبیعی واگرا می شود.

پیشنهاد ویژه آداک: بهترین سازنده بدنه تابلو برق در ایران

خطای الکتریکی چه مشکلاتی ایجاد می کند؟

خطای الکتریکی استحکام عایق هادی ها را کاهش می دهد و باعث اتصال کوتاه و آسیب رساندن به تجهیزات و لوازم خانگی می شود. می تواند اتصال کوتاه، مدار باز، اضافه جریان، ولتاژ کم، اضافه ولتاژ، توان معکوس و عدم تعادل در فازها ایجاد کند.

انواع خطا در سیستم برق

انواع مختلفی از خطاها در سیستم های الکتریکی وجود دارد که بر اساس شرایط آن ها طبقه بندی می شوند.

خطای گذرا

خطای گذرا یا موقتی نوعی از خطا است که فقط برای مدت کوتاهی رخ می دهد و سیستم پس از مدت کوتاهی به کار عادی خود ادامه می دهد. عیب را می توان به تنهایی یا با قطع لحظه ای منبع تغذیه برطرف کرد. این خطاها برای همیشه به سیستم الکتریکی آسیب نمی رساند. خطوط برق هوایی اغلب دچار خطای گذرا می شوند. نمونه هایی از خطاهای گذرا عبارتند از اصابت صاعقه، تماس پرنده و برخورد هادی. این خطاها بر روی نقطه مبدا و همچنین مدار الکتریکی متصل به دلیل جریان خطا تأثیر می گذارد. این عیوب باعث اختلال در عملکرد عادی سیستم الکتریکی نمی شود.

خطای دائمی

خطاهای دائمی نوعی عیب است که بدون توجه به قطع شدن منبع تغذیه نیز وجود دارد. این عیوب به خودی خود برطرف نمی‌شوند، بلکه نیاز به تجهیزات ایمنی دیگری برای قطع منبع تغذیه دارند و برای رفع عیب نیاز به دخالت انسانی دارند. خطاهای دائمی بیشتر در کابل های زیرزمینی رخ می دهد. خطوط هوایی به دلیل شرایط آب و هوایی، افتادن درختان روی خطوط برق، افتادگی و غیره دچار خطای دائمی می شوند.

همچنین بخوانید: آشنایی با تابلو برق مرکز کنترل موتور

خطای فعال

خطای فعال نوعی خطای الکتریکی است که جریان بین دو هادی فاز یا هادی فاز و زمین جریان می یابد. این خطا به دلیل جریان ناخواسته جریان فعال رخ می دهد. دو نوع خطای فعال وجود دارد

خطاب جامد
خطای اولیه

خطای جامد

خطای جامد نوعی خطای فعال است که به دلیل خرابی کامل عایق هادی یا شکستگی خود هادی رخ می دهد. در نتیجه هادی ها با یکدیگر تماس پیدا می کنند. خطاهای جامد بیشتر در کابل های برق زیرزمینی و خطوط برق هوایی روی می دهند. کابل های زیرزمینی فشار بالایی را از ماشین آلات سنگینی که بالای آنها کار می کنند، تجربه می کنند. خطوط برق به دلیل شرایط آب و هوایی شدید و حوادث قطع می شود. سالید فالت باید در اسرع وقت برطرف شود زیرا می تواند باعث آسیب شدید در محل خطا و تلفات بسیار زیاد برق شود. محل خطا برای هر پرسنلی که در محل کار می کند خطرناک می شود.

خطای اولیه

این نوع خطای فعال با مقدار کم شروع می شود و به تدریج با گذشت زمان به یک خطای جامد یا وضعیت اضطراری افزایش می یابد. خطاهای اولیه در مرحله اولیه یک خطای سطح پایین مانند تخلیه است که در نهایت تبدیل به خطای جامد می شود.

خطا غیرفعال

خطاهای غیرفعال، عیوبی هستند که به عنوان یک وضعیت توصیف می شوند تا یک خطای واقعی. این ها شرایطی هستند که در آن سیستم الکتریکی با پارامترهای الکتریکی کار می کند که فراتر از قابلیت های طراحی آن است.

برخی از انواع خطاهای غیرفعال در زیر توضیح داده شده است

اضافه بار

اضافه بار الکتریکی شرایطی است که جریانی چندین برابر بیشتر از جریان نامی در سیستم الکتریکی وارد شود اما در مسیر عادی خود محدود شود. جریان اضافه بار در طی یک دوره زمانی به عایق آسیب می رساند. اضافه بارهای گذرا یا لحظه ای باعث آسیب نمی شوند اما اضافه بار مداوم در نهایت می تواند یک اتصال کوتاه ایجاد کند. هر سیستم الکتریکی برای حمل ایمن جریانی که در محدوده عملیاتی آن است طراحی شده است. اگر جریان از این محدوده بیشتر شود، سیم ها را گرم کرده و باعث آتش سوزی می شود.

اضافه بار در کجا رخ می دهد؟

اضافه بار می تواند به دلیل اتصال بارهای زیاد در یک مدار، تجهیزات یا قطعات الکتریکی آسیب دیده در مدار، جریان هجومی موتور، اتصال بارهای سنگین یا یاتاقان فرسوده دستگاه رخ دهد.

همچنین بخوانید: تابلو توزیع برق چیست؟

اضافه ولتاژ

همانطور که از نام آن پیداست شرایطی است که در آن ولتاژ عملیاتی بالاتر از ولتاژ نامی یا حداکثر نامی سیستم است. افزایش ولتاژ می تواند لحظه ای باشد مانند افزایش ولتاژ یا دائمی. اضافه ولتاژ باعث می شود جریان زیادی در مداری جریان یابد که سیم ها را گرم می کند. به طور مشابه، اضافه ولتاژ می تواند دستگاه ها و اجزای الکتریکی را منفجر کند و گاهی باعث آتش سوزی الکتریکی شود. اضافه ولتاژ ممکن است به دلیل برخورد صاعقه اتفاق بیفتد اما طبیعتاً گذرا است. روشن/خاموش کردن یک بار القایی نیز می تواند باعث افزایش ولتاژ در سیستم الکتریکی متصل شود. تغییرات شدید جریان نیز می تواند باعث افزایش ولتاژ شود.

نوسان قدرت

در یک سیستم الکتریکی، میزان تولید و مصرف برق در هر نقطه از زمان برابر است. اما با افزایش یا کاهش ناگهانی بار، تولید برق باید تنظیم شود. اما به دلیل اینرسی، تولید برق را نمی توان فورا تنظیم کرد. بنابراین توان در سراسر شبکه نوسان می کند (به طور مداوم تغییر می کند). این عیب را نوسان قدرت می نامند. این نوسانات قدرت معمولاً میرا می شوند. این نوسانات برق می تواند باعث اختلال در عملکرد یک رله محافظ شود. بنابراین، ابتدا باید با شناسایی شرایط، عملیات رله مسدود شود.

خطای پیچ و مهره ای

خطای پیچ و مهره ای یک خطای اتصال کوتاه بین تمام هادی های فاز و هادی زمین است که گویی توسط یک میله فلزی متصل شده است. دارای مقاومت خطای صفر و حداکثر جریان خطای ممکن است. خطای پیچ و مهره ای بسیار بعید است که رخ دهد، اما عمداً در یک سیستم برای آزمایش و انتخاب وسایل حفاظتی مناسب معرفی شده است.

جریان اضافه

خطای اضافه جریان افزایش ناگهانی جریان است که به دلیل اتصال کوتاه یا تخلیه تاج بین هادی های برق رخ می دهد. شبیه یک خطای فعال است. جریان اضافه ممکن است به دلیل بارگذاری بیش از حد منبع تغذیه رخ دهد. برای جلوگیری از این خطا از رله های جریان اضافه، از کلیدهای مدار و فیوزها استفاده می شود.

همچنین بخوانید: معرفی بهترین سازنده تابلو برق در ایران

خطای تحت ولتاژ

در خطای تحت ولتاژ، ولتاژ کمتر از محدوده عملیاتی کاهش می یابد. این به دلیل خرابی میدان دینام یا به دلیل افزایش افت ولتاژ در سراسر دستگاه یا به دلیل بار سنگین روی ترانسفورماتور برق رخ می دهد. کمبود ولتاژ می تواند باعث آسیب یا کاهش عمر تجهیزات شود. برای چنین خطاهایی از رله حفاظتی Under-voltage استفاده می شود که به طور مداوم ولتاژ را کنترل می کند و در صورت کمبود ولتاژ منبع تغذیه را قطع می کند.

خطای عدم تعادل در سیستم قدرن

خطای عدم تعادل زمانی اتفاق می افتد که در یک یا دو فاز از سه فاز خطا وجود داشته باشد. منجر به عدم تعادل در جریان عبوری از هادی ها می شود. خطای عدم تعادل می تواند به دلیل اتصال کوتاه بین دو فاز یا هادی های تک یا دو شکسته رخ دهد.

توان معکوس

در یک سیستم الکتریکی، می‌تواند بیش از یک منبع برق در یک زمان مانند یک ژنراتور به موازات سایر وسایل برقی کار کند. در صورت افت خروجی ژنراتور که ممکن است به دلیل عدم تامین گشتاور کافی توسط موتور اصلی به روتور اتفاق بیفتد، ژنراتور شروع به گرفتن برق از باس بار می کند و مانند یک موتور رفتار می کند. به همین دلیل است که به آن اثر موتوری نیز می‌گویند. این می تواند منبع دیگر را اضافه بار کند و باعث قطع کامل برق شود. رله حفاظت از توان معکوس که یک رله جهت دار است برای محافظت در برابر توان معکوس استفاده می شود.

خطای زمین

خطای زمین عیبی است که زمانی رخ می دهد که یک هادی برق دار یا برق دار با زمین یا هادی زمین تماس پیدا کند. جریان یک مسیر ناخواسته را طی می کند و به زمین باز می گردد. ممکن است به دلیل خرابی عایق، اضافه بار یا شرایط آب و هوایی شدید رخ دهد. این خطا منجر به یک جریان خطای بسیار بزرگ می شود که می تواند به تجهیزات آسیب برساند و می تواند به هر شخصی شوک الکتریکی وارد کند. GFCI (Ground Fault Circuit Interrupter) برای محافظت در برابر خطای زمین استفاده می شود.

قوس الکتریکی

خطای قوس الکتریکی یک تخلیه الکتریکی قوی بین دو یا بیش از دو هادی است. قدرت قوس بسته به درجه بندی فعلی و مدت زمان آن می تواند متفاوت باشد. می تواند گرمای کافی برای شکستن عایق و ایجاد آتش سوزی الکتریکی ایجاد کند. قوس همچنین شکل موج هایی تولید می کند که می تواند تجهیزات حساس الکترونیکی را مختل یا از بین ببرد. خطای قوس می تواند بین دو هادی فاز یا بین هادی فاز و زمین رخ دهد.

خطای قوس الکتریکی در سیستم برق

این می تواند به دلیل شل شدن اتصالات، سیم های بیش از حد گرم، عایق فرسوده، پایانه های خوردگی و غیره رخ دهد. برای محافظت در برابر خطای قوس الکتریکی، از AFCI (قطع کننده مدار خطای قوس) استفاده می شود.

عیوب در سیستم های قدرت الکتریکی را می توان به طور خلاصه به دو نوع طبقه بندی کرد

خطای مدار باز
خطای مدار بسته

خطای مدار باز

خطای مدار باز به دلیل خرابی در یک یا چند هادی فاز رخ می دهد. مجموعه ای از عیوب است که به دلیل هادی های آسیب دیده یا شکسته رخ می دهد. مدار متصل دچار عدم تعادل در جریان عبوری از آن می شود و باعث خرابی تجهیزات می شود.

خطاهای مدار باز را می توان به انواع دسته بندی کرد.

هادی باز
دو هادی باز (Two Open Conductors Fault)
سه هادی باز (Three Open Conductors Fault)

خطای مدار باز یک خطای نامتقارن است که به جز سه خطای هادی باز باعث عدم تعادل در سیستم می شود. هادی فاز ممکن است به دلیل شل شدن اتصالات، سقوط درختان از روی خطوط برق در شرایط آب و هوایی شدید، شکستن فیوز در یک یا چند فاز، قطع شدن قطع کننده مدار در یک فاز و غیره بشکند.

خطای مدار باز در سیستم تابلو برق

فرض کنید در یک سیستم برق معمولی، یک یا دو فاز شکسته می شود و هادی های فاز باقی مانده جریان بار فازهای شکسته را می گیرند. بنابراین جریان عبوری از فازهای دست نخورده افزایش می یابد در حالی که جریانی از فازهای شکسته وجود ندارد که باعث عدم تعادل می شود. و فازهای دیگر اضافه بار باعث افزایش دما می شود. جریان نامتعادل به تجهیزات متصل آسیب می رساند.

خطای اتصال کوتاه

خطای اتصال کوتاه زمانی رخ می دهد که دو یا بیش از دو هادی فاز با یکدیگر یا با هادی زمین در تماس باشند. امپدانس بین این هادی ها به صفر می رسد و مقدار زیادی جریان به نام جریان اتصال کوتاه یا جریان خطا از طریق خطوط عبور می کند. خطای اتصال کوتاه شدیدترین نوع خطا است و حتی اگر برای مدت بسیار کوتاهی باقی بماند، می تواند آسیب شدیدی به خطوط و تجهیزات وارد کند.

همچنین بخوانید: تابلو برق هوشمند چیست؟

دلیل خطای اتصال کوتاه، خرابی عایق به دلیل کهنه شدن، اضافه بار، شکستن خطوط روی یکدیگر در اثر طوفان یا سقوط درختان در شرایط آب و هوایی شدید و فشار ماشین‌های سنگین بر روی کابل‌های برق زیرزمینی است. فیوز و قطع کننده مدار برای محافظت در برابر خطای اتصال کوتاه استفاده می شود.

طراحی ایمن و مدرن تابلو برق فشار متوسط

اگر قصد سفارش ساخت تابلو برق فشار ضعیف و فشار متوسط ایمن و کارآمد را دارید، هم اکنون با کارشناسان شرکت آداک بهین نیرو تماس بگیرید. به پشتوانه سال ها تجربه و اجرای صدها پروژه ملی و بین المللی، ما آماده ارائه راه کارهای متنوع برای مجتمع صنعتی یا مسکونی شما هستیم.

تابلو برق آداک

دفتر مرکزی: کرج، عظیمیه. بلوار 45 متری کاج، پلاک 199، واحد 1 و 3

تلفن: 02634156000

ایمیل: info@adakbn-co.com

دفتر تهران: بزرگراه اشرفی اصفهانی، خیابان مخبری، پلاک 10 واحد 6

تلفن: 02144491255

ایمیل: sales@adakbn-co.com

کارخانه: شهرک صنعتی صفادشت، بلوار فروردین، خیابان فروردین نهم غربی، پلاک 104