Et meget stort flertal af elektriske fejl starter som en jordfejl. I et solidt jordet elforsyningssystem har en jordfejl næsten samme energipotentiale som en fase-til-fase-fejl. Strømmen kan nå tusindvis af ampere og hurtigt udvikle sig til en farlig og ødelæggende lysbuehændelse. Derfor skal jordfejl i sådanne systemer afbrydes øjeblikkeligt.
I et solidt jordet trefasesystem er generatorens eller transformatorens sekundære vikling normalt forbundet i et stjerne- (wye) arrangement, hvor midtpunktet udgør systemets neutralpunkt (X0), som er direkte forbundet til jord.
For at omdanne et solidt jordet system til et modstandsbaseret jordsystem (HRG), skal der installeres en jordmodstand mellem neutralpunktet (X0) og jord. Denne modstand skal være i overensstemmelse med IEEE Standard 32 (eller C57.32).
Det anbefales kraftigt at overvåge NGR’en (Neutral Grounding Resistor) for kontinuitet, og at generere alarm eller frakobling, hvis modstanden fejler eller bliver afbrudt.
NGR’en fungerer ved at begrænse jordfejlstrømmen til en lav og kontrolleret værdi, som ikke er i stand til at opretholde en lysbueflamme. Dette øger personsikkerheden og minimerer risikoen for skader på udstyr. I mange tilfælde kan systemet fortsætte driften, selv med én fase til jord, indtil der foretages en kontrolleret afbrydelse.
De fysiske forskelle mellem et solidt jordet system og et HRG-system er beskedne:
Solidt jordet system:
Neutralpunktet (X0) er forbundet direkte til jord via kabel eller koblingsskinne.
HRG-system:
En strømbegrænsende modstand installeres mellem neutralpunktet (X0) og jord, hvilket muliggør kontrol og overvågning af jordfejlstrømmen.
I et solidt jordet elsystem er det de klassiske overstrømsbeskyttelsesenheder (f.eks. automatsikringer og effektbrydere), der afbryder strømmen ved en jordfejl. Da strømmen ved en jordfejl er meget høj, kræver dette omhyggelig koordinering mellem opstrøms og nedstrøms beskyttelsesenheder, hvilket ofte kan være komplekst og upræcist.
Når systemet i stedet opgraderes til et HRG-system (High Resistance Grounding), begrænses jordfejlstrømmen til et lavt niveau, der typisk er for lavt til at aktivere en konventionel afbryder eller sikring. Derfor er der behov for supplerende jordfejlsbeskyttelse.
Til detektering af jordfejl i et HRG-system anbefales det at installere en reststrømstype-enhed (RCM), som fungerer ved hjælp af en nul-sekvensstrømtransformator (ZSCT). Ved at installere sådanne enheder ved hver udgående gruppe (feeder) – og i nogle tilfælde endda ved hver belastning – muliggør man:
Automatiseret fejlidentifikation
Selektive afbrydelser, så kun den fejlramte kreds afbrydes, og resten af systemet forbliver i drift
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Visse komponenter i det elektriske system – eksempelvis filterkondensatorer fra fase til jord ved indgangen til frekvensomformere (VFD’er) – er typisk designet til line-to-neutral spænding i solidt jordede systemer. Ved en jordfejl i et HRG-system kan spændingen mellem fase og jord stige markant, og derfor skal disse komponenter:
Opgraderes til line-to-line spændingsklasse
Sikres mod overspænding og beskadigelse i tilfælde af jordfejl
Ved overgang til HRG forbedres sikkerheden og selektiviteten, men kræver til gengæld supplerende beskyttelse og nøje planlagte opgraderinger af visse komponenter. Korrekt implementering sikrer høj driftssikkerhed og effektiv fejlhåndtering.
Den neutrale jordingsmodstand (NGR) er en kritisk komponent i et elektrisk HRG-system (High Resistance Grounding). HRG-systemer anvender NGR’en til at begrænse jordfejlstrømmen, og omfatter typisk jordfejlsdetektorer, der aktiveres (til alarm eller frakobling), når en jordfejl medfører strøm, der returnerer til systemets neutralpunkt via NGR’en.
Hvis NGR’en svigter – fx pga. korrosion, svejsedefekter, termisk belastning eller mekaniske skader – bliver systemet “flydende” (ujordet), og dermed fungerer jordfejlsbeskyttelsen ikke længere. En jordfejl i et flydende system vil ikke medføre strøm, og derfor vil de installerede fejlstrømsdetektorer ikke registrere fejlen. Dette efterlader anlægget i en farlig og uopdaget fejlsituation.
For at undgå denne potentielt farlige situation er det afgørende, at NGR’en overvåges kontinuerligt med en egnet overvågningsenhed. NGR-overvågningen skal sikre:
Kontinuitet i modstanden
Sikker elektrisk forbindelse til systemets neutralpunkt
I visse tilfælde – f.eks. ved utilsigtet kortslutning af NGR’en, skadedyrsaktivitet eller forkert vedligeholdelse – kan NGR’en blive forbundet direkte til jord uden modstand. Dette omdanner systemet i praksis til et solidt jordet system, hvilket betyder, at en jordfejl nu kan medføre:
Meget høj strøm
Øget risiko for udstyrsskader
Potentiel lysbuestart og personfare
En korrekt overvågningsenhed vil i dette tilfælde registrere, at modstanden er reduceret, og advare driftspersonalet, før der opstår alvorlige konsekvenser.
Bender tilbyder avancerede løsninger som fx NGRM700, der kontinuerligt overvåger både modstandsværdien og forbindelsen til neutralpunktet – og sikrer, at HRG-systemet forbliver funktionelt og sikkert under alle forhold.
