Elektronetzspezialisten reagieren auf das Wort „Biss” nicht mit der Begeisterung von Anglern. Im Gegenteil, in ihrer Fachsprache bedeutet dieser Begriff ein Problem – instabile kurzzeitige einphasige Erdschlüsse. In den meisten Fällen gehen solchen kurzzeitigen Kurzschlüssen, die innerhalb weniger Millisekunden „auf die Erde beißen“, stabile einphasige Erdschlüsse voraus.
Einzelne „Bisse” stellen keine ernsthafte Gefahr dar, da es sich um geringe Stromstärken handelt. Der Verbraucher kann darauf nicht reagieren und seine Arbeit fortsetzen, aber unerwünschte Fälle häufen sich, was zu stabilen einphasigen Erdschlüssen, Lichtbogenerdschlüssen und deren Übergang in einen Phasen-Phasen-Erdschluss führt. Die Isolierung nutzt sich ab und reißt. Ihr Widerstand nimmt ab, und es kann zu schwerwiegenderen Kurzschlüssen kommen, die gefährliche Folgen haben können. Bis hin zur Entstehung eines Lichtbogens. Heute sind etwa 80 % aller Störungen in Stromnetzen auf einphasige Erdschlüsse zurückzuführen. Daher gehen die Energieversorger in der Regel auf Nummer sicher und reagieren sofort auf „Bisse”: Sie schalten den Abschnitt von der Stromversorgung ab. Die Anlagen stehen still.
Ähnliche Phänomene können in Netzen mit isoliertem Sternpunkt auftreten (der gemeinsame Verbindungspunkt der Phasen von Transformatoren, Generatoren und Elektromotoren ist nicht an eine Erdungsvorrichtung angeschlossen). Solche Netze sind in Russland weit verbreitet. Die Möglichkeit, trotz kurzzeitiger Kurzschlüsse den Betrieb fortzusetzen, ist an solchen Anlagen zulässig, um die Kontinuität des technologischen Prozesses zu gewährleisten. Dennoch müssen Unternehmen wissen, wann sie bei „Kurzschlüssen” Maßnahmen ergreifen müssen, um schwere Unfälle zu vermeiden.
Dabei hilft ihnen eine Entwicklung von Wissenschaftlern der Bergbauuniversität der Kaiserin Katharina II. in St. Petersburg – eine Vorrichtung zum selektiven Schutz vor einphasigen Erdschlüssen in Mittelspannungsnetzen mit 6-10 Kilovolt. Mit dieser Spannung arbeiten die Verteilungsnetze von Industrieunternehmen und Siedlungen.
„Experimentelle Daten über den Betrieb der Stromnetze der AG „Schacht Polosuchinskaja“, die von dem Doktoranden Kirill Babyr erhalten wurden, haben gezeigt, dass bei kurzzeitigen einphasigen Erdschlüssen der Schutz aufgrund der Unterbrechungen des Nullstromsignals nicht funktioniert. Das heißt, der aktuelle Stromwert liegt mal über dem Auslösewert, mal unterhalb des Auslösebereichs. Die bestehenden Algorithmen für die Schutzfunktion ermöglichen es nicht, diesen Fehler selektiv zu erkennen und zu beheben.
Nach Angaben des Chefingenieurs der Mine beträgt die durchschnittliche Häufigkeit von Fehlschaltungen aufgrund von Relais-Schutzvorrichtungen und Netzwerkautomatik 29 Fälle pro Jahr. Etwa 40 % aller Fehlschaltungen sind auf Fehlfunktionen von Relais-Schutzvorrichtungen gegen einphasige Erdschlüsse zurückzuführen.
Durch die Modernisierung des Relais-Schutzsystems kann die Häufigkeit von Fehlschaltungen um das Fünffache der Gesamtzahl reduziert werden", erklärte Denis Ustinov, Dekan der Fakultät für Energietechnik der Bergbauuniversität und Dozent am Lehrstuhl für Elektrotechnik und Elektromechanik.
Das von den Energieexperten der Bergbauuniversität St. Petersburg entwickelte Gerät registriert die Anzahl der Erdschlüsse und die Zeitintervalle zwischen ihnen. Wenn das Intervall zwischen den Erdschlüssen unter einen festgelegten Wert (Sollwert) fällt, beginnt die Erfassung der Anzahl der Erdschlüsse. Das Unternehmen kann selbstständig den Zeitpunkt bestimmen, zu dem die Schutzvorrichtung ein Signal zum Auslösen gibt. So besteht die Möglichkeit, die zunehmende Wahrscheinlichkeit schwerwiegender Probleme im Netz zu kontrollieren und eine bewusste Entscheidung über die Abschaltung und Reparatur zu treffen.
In dem Kohlebergbauunternehmen „Schacht Polosuchinskaja“ wird die Entwicklung bereits erfolgreich eingesetzt, ein Einführungsprotokoll wurde ausgestellt. Das Gerät kann auf allen inländischen Relais-Schutzblöcken in elektrotechnischen Komplexen mit isoliertem oder resistiv geerdetem System (Neutralleiter über aktiven Widerstand geerdet) eingesetzt werden. Ähnliche Geräte werden in Unternehmen des Mineralrohstoffkomplexes verwendet.
Die Einführung der Entwicklung erfordert keine zusätzlichen wirtschaftlichen Kosten für die Ausrüstung und ermöglicht es, die Kosten zu senken, die mit einem vorzeitigen Ausfall von elektrischen Geräten verbunden sind.