Feltyper

Felströmmar

I kraftsystemet förekommer det dagligdags olika fel som ger upphov till felströmmar. Dessa strömmar mäts av reläskyddssystemen och jämförs med inställningsvärden. Om rätt nivåer uppnås kopplar reläskydden bort vissa objekt. För att kunna ställa in skydden så att de löser ut rätt anläggningsdelar måste felströmmarna beräknas. Man skiljer härvid på olika felfall som kan förekomma. Vanligen brukar man prata om två olika feltyper: shuntfel och seriefel.

Shuntfel är de fel som i dagligt tal benämns som jordfel och kortslutningar. Det är naturligtvis antal inblandade faser som avgör vad felet ska benämnas. I nedanstående lista presenteras de olika shuntfelen:

• Enpolig jordslutning
• Tvåpolig jordslutning
• Tvåpolig kortslutning
• Trepolig symmetrisk kortslutning
• Trepolig icke symmetrisk kortslutning
• Övriga shuntfel

Seriefelen kallas fel som ligger i serie med ledningen. Det kan handla om olika former av avbrott på ledningen, där en eller flera faser är inblandade. Följande seriefel förekommer:

• Enpoligt seriefel
• Tvåpoligt seriefel
• Övriga seriefel

Storleken på strömmarna vid de olika felsituationerna beror framförallt på feltyp och hur systemjordningen är utformad. I det följande gås de olika felfallen igenom.

Jordslutningar

De vanligaste felen i elnäten är jordslutningar. Detta gäller generellt för alla spännings­områden oberoende av om det rör sig om kabel eller luftledningsnät.

Jordslutningar i direktjordade system

I direktjordade system blir strömmen vid fel med jordberöring av samma storleksordning som vid rena kortslutningar. Det innebär att strömmens skadeverkningar också har samma dignitet och snabb felbortkoppling eftersträvas därför.

Den relativt stora jordfelsströmmen som kan matas från de direktjordade systemen ger också upphov till potentialskillnader utanför elnätet. Dessa spänningssättningar kan skada fram­för­allt teletekniska anläggningar även om de inte är lokaliserade intill våra anläggningar. Ellagen säger att nätägaren i dessa fall ska ersätta skadorna. Av den anledningen ska varje jordfel i de direktjordade högspänningsnäten lägesbestämmas och rapporteras.

Jordslutningar i icke-direktjordade system

I icke-direktjordade system bestäms jordfelsströmmen av hur stor utbredning nätet har (kapacitiv jordfelsström, I_cj) och av hur nollpunkten är konstruerad med eventuell reaktor och motstånd.

Behovet av reaktor och motstånd styrs av hur mycket kapacitiv jordfelsström, I_cj, som genereras i nätet.

Följande systemjordningar finns;

Isolerade system:

I de isolerade systemen bestäms storleken på jordslutningsströmmen av systemets totala kapacitans till jord och felresistansen. Vid jordfel måste skyddet vara inställt för att mäta kapacitivt eftersom det inte förekommer någon aktiv felström.

Resistansjordade system:

I resistansjordade system ansluts ett motstånd i systemets nollpunkt som vid jordslutning alstrar en aktiv felström som ger en pålitlig funktion hos jordfelsskydden. 

Spoljordade system:

I stora system blir de kapacitiva jordfelsströmmarna så stora att spännings­sättningen av utsatt del vid jordfel blir oacceptabelt höga. Problemet löses genom att i systemets nollpunkt ansluta en reaktor som kompenserar den kapacitiva strömmen så att den resulterande strömmen blir liten i felstället. I dessa system ansluts ett motstånd parallellt med reaktorn för att skapa en aktiv felström som kan detekteras av jordfelsskydden.