Quins són els factors que influeixen en l'impacte dels llamps en les línies de distribució de 10kV?

1. Sobre tensió per relampagat induït

La sobre tensió per relampagat induït es refereix a la sobre tensió transitoria generada en les línies aèries de distribució degut a descàrregues de relampagats propers, encara que la línia no sigui impactada directament. Quan un relampagat es produeix a prop, induu una gran quantitat de càrrega als conductors—amb polaritat oposada a la càrrega al núvol de tempesta.

Les dades estadístiques mostren que els errors relacionats amb relampagats causats per sobre tensions induïdes representen aproximadament el 90% dels errors totals en les línies de distribució, fent-ne la causa principal d'interrupcions en els sistemes de distribució de 10 kV. La recerca indica que si una línia de 10 kV està a 10 metres sobre el terra i un relampagat impacta a 50 metres de distància, es pot induir una corrent de relampagat de fins a 100 kA. Sense protecció adequada contra relampagats, la sobre tensió resultant pot arribar a valors màxims tan alts com 500 kV. Si el nivell d'aislament de la línia és insuficient, aquesta sobre tensió pot perforar o fins i tot trencar l'aislament, provocant flashovers o fallida del conductor.

2. Nivell d'aislament

La fallida de l'aislament, especialment deguda a la ruptura o explosió dels aïlladors, és una altra causa major d'errors en les línies de distribució. El rendiment dels aïlladors determina directament la força total d'aislament d'una línia de distribució de 10 kV i, per tant, afecta significativament la fiabilitat del sistema.

Durant una operació a llarg termini, els aïlladors poden degradar-se degut a la contaminació ambiental, humitat, envelleciment o estrès mecànic. Sense inspeccions regulars, manteniment o substitució oportuna, el nivell d'aislament de la línia sencera pot deteriorar-se significativament. Aquest deteriorament augmenta la probabilitat de flashover en condicions de sobre tensió—especialment durant les tempestes—augmentant així el risc d'interrupcions induïdes per relampagats.

Per tant, l'inspecció i manteniment regulars dels aïlladors són essencials per assegurar la integritat sostenible de l'aislament i la seguretat del sistema.

3. Instal·lació de protecció contra relampagats

3.1 Protecció del transformador

Quan la sobre tensió per relampagat arriba a diverses vegades la tensió nominal, pot perforar fàcilment l'aislament al voltant del punt neutre del transformador. En la majoria de les instal·lacions actuals a Xina, els pararells sovint s'installen només al costat de l'alta tensió dels transformadors, mentre que la protecció al costat de baixa tensió roman insuficient.

Els pararells es poden instalar abans del fusible principal o al costat de la línia de distribució que surt. Durant la instal·lació, el terminal de baixa tensió del pararell ha de ser aterrada correctament.

És crític notar que el conductor neutre (N-line) a l'aval d'un dispositiu de protecció de tipus corrent no hauria de ser aterrada repetidament. Altrament, el dispositiu de protecció podria no funcionar correctament, comprometent tot el pla de protecció. Per tant, la cinta de aterratge del pararell de baixa tensió hauria de connectar-se al terminal primari del conductor neutre del transformador, abans de qualsevol punt de aterratge repetit.

3.2 Interruptors i desconnectors montats en post

L'instal·lació d'interruptors de circuit i desconnectors montats en post pot millorar considerablement la fiabilitat i seguretat de les línies de distribució de 10 kV. Tanmateix, en la pràctica, moltes línies manquen de protecció adequada contra relampagats per a aquests dispositius crítics. Sense pararells instal·lats a ambdós costats d'aquests interruptors, són vulnerables a danys per sobre tensions de relampagats, potencialment conduint a fallides d'equips i interrupcions prolongades.

3.3 Protecció contra sobretensions per a quadres de distribució i altres unitats

Un sistema de distribució de 10 kV consta de múltiples unitats crítiques, incloent-hi quadres de distribució, bancs de condensadors i panells de distribució. Es poden instal·lar pararells en cada unitat (protecció completa) o selectivament només en unitats clau.

Si bé l'abordatge anterior implica costos inicials més alts, proporciona una fiabilitat i resiliència del sistema significativament més altes. L'instal·lació selectiva reduix el cost però pot deixar certes seccions exposades. La tria hauria de basar-se en l'avaluació de riscs, la criticitat de la càrrega i l'activitat local de relampagats.