V každém elektrickém zařízení je zapotřebí počítat nejen s normálními provozními stavy, ale i se stavy poruchovými, jako jsou přetížení a zkraty. Nadproudová přetížení jsou pro nás snadno zvládnutelná, protože se jedná o stavy které trvají velmi dlouho a to od 2min. až po 2hod., což nám dává možnost jejich řádného vyhodnocení a vyslání příslušných vypínacích impulsů, čímž je včas poruchový stav eliminován a zařízení není vystaveno havárii.
Nejzávažnější poruchy v rozvodné síti nám představují zkraty na vedení, protože zkratové proudy jsou omezeny pouze reaktancí vedení, která je velmi nízká a tedy v době působení zkratu tečou ve vedení vysoké - zkratové - proudy, které podle velikosti reaktance dosahují hodnot kA a jejich násobků. Tyto zkraty pak bezprostředně ohrožují nainstalované zařízení a to na oteplení, mechanické působení a ohrožují i obsluhu.
Napětí v místě zkratu prakticky klesá na nulu, takže napětí celého zdroje se spotřebuje v obvodu postiženého zkratem, tedy na ;úbytky napětí v alternátoru, transformátorech, reaktorech apod.
| - trojfázový zkrat - trojfázový zemní zkrat - dvojfázový zkrat - dvojfázový zemní zkrat - jednofázový zkrat - zemní spojení |
Vedení musí být navrženo tak, aby bylo odolné vůči zkratům v jeho všech částech. Aby se toto podařilo zajistit musí být před návrhem rozvodu proveden výpočet zkratových proudů a stanoven jejich průběh. Každý zkratový proud má dvě složky a to:
| - stejnosměrnou is - střídavou ixs |
zatím, co stejnosměrná do 0,25 s-1 zanikne, tak složka střídavá, která kmitá kolem proudu is se postupně zmenšuje až do ustálené hodnoty. Protože zkratový proud je za napětím opožděn o 90o lze odvodit, že stejnosměrná složka vznikne nejvyšší tehdy, až okamžitá hodnota napětí je nejmenší.Zkratový proud se stejnosměrnou složkou se nazývá - zkratový proud nesouměrný.
Nesouměrný zkratový proud má tyto složky:
| - A rázová složka zkratového proudu - B přechodná složka zkratového proudu - C ustálená složka zkratového proudu |
Složka A a B exponenciálně klesají a složka C zůstává po celou dobu trvání zkratu neměnná. Při výpočtu nás nejvíce zajímají tyto proudy:
| - I"ko počáteční rázový zkratový proud - Ikv vypínací zkratový proud - Iku ustálený zkratový proud - Ike ekvivalentní oteplovací zkratový proud |
Ke zkratu může dojít z několika příčin:
| - nedokonalostmi a vadami - nedostatečnou zkratovou odolností - nedostačujícími vzdušnými vzdálenostmi - poškozením cizími zásahy a povětrnostními vlivy - přepětím v rozvodu - provozní a atmosférické |
Následky zkratů jsou:
| - dynamické - tepelné - přepětí - indukovaná napětí - ohrožení stability sítě při poklesu napětí |
Ve všech případech se může při zkratu objevit i otevřený oblouk, u kterého se na zařízení projevují tato záření:
| - ultrafialové - viditelné - infračervené - tepelné |
Pro porovnání nám sluneční záření představuje výkon 0,125 ;W ;cm-2. Při zkratu v rozvodném zařízení a vzniku oblouku je ve vzdálenosti 1,5m 12W/cm-2. Ve vzdálenosti 6,5m je intenzita osvětlení od zkratu a jeho oblouku 95000 lx. Teplota v oblouku dosahuje 3000 - 4500oC. Vše co jsme si zde řekli lze ještě zajistit před možnou havárií zařízení pomocí speciálních relé selektivně nastavených na vypínací časy. Co nelze však vyloučit je lidský činitel, který při jeho hrubém selhání při manipulaci vyvolá havárii, ale i ti, co řeší svoje problémy sebevražednými úmysly.