Наиболее распространенными повреждениями в трехфазных электрических сетях всех классов напряжения являются однофазные замыкания на землю (ОЗЗ), которые составляют около 60–80 % от общего числа всех повреждений [1].
В электрических сетях 6–35 кВ России, работающих, как правило, с изолированной или компенсированной нейтралью, значения токов ОЗЗ невелики, и они не превышают 20–30 А. Несмотря на это, ОЗЗ представляют большую опасность для находящихся вблизи места замыкания людей и животных и часто становятся первопричиной аварий, сопровождающихся значительным экономическим ущербом [2].
Характерной особенностью этого вида повреждения является то, что не происходит искажения треугольника линейных напряжений. Потребители, включенные на эти напряжения, не испытывают нарушения нормальной работы. Поэтому функционирование элементов сети в этом режиме определенное время допускается (если отключение ОЗЗ не диктуется требованиями техники безопасности) [3]. Однако выявление и отключение данного повреждения необходимо, прежде всего потому, что потенциал неповрежденных фаз относительно земли возрастает до линейного напряжения, тем самым увеличивая вероятность пробоя изоляции этих фаз.
ОЗЗ опасны именно тем, что провоцируют перенапряжения, которые могут перевести однофазное замыкание в многофазное [4].
Двойные замыкания на землю, возникающие вследствие повышения напряжения или перенапряжений, требуют немедленной ликвидации с отключением поврежденного элемента [4]. Вторая точка замыкания на землю может появиться как на отходящей линии с ОЗЗ, так и на другом отходящем присоединении, что, в свою очередь, усложняет выполнение селективной и чувствительной защиты.
Согласно действующей редакции ПУЭ для защиты от многофазных замыканий воздушных и кабельных линий в сетях с изолированной нейтралью следует предусматривать двухфазное двухрелейное выполнение защиты. При включении защиты в одни и те же фазы по всей сети такая реализация защиты в большинстве случаев обеспечивает отключение только одного места повреждения при двойном замыкании на землю. После ликвидации двойного замыкания сеть остается в работе с однофазным замыканием на землю. Такой принцип работы защиты позволяет повысить надежность электроснабжения потребителей.