چه عواملی بر تأثیر برق‌آوران بر خطوط توزیع ۱۰ کیلوولتی مؤثر هستند

1. ولت فراتی ناشی از صاعقه

ولت فراتی ناشی از صاعقه به ولت موقتی اشاره دارد که در خطوط توزیع هوایی به دلیل رخ دادن صاعقه در نزدیکی، حتی اگر خط مستقیماً برخورد نکند، ایجاد می‌شود. هنگامی که یک برق در نزدیکی رخ می‌دهد، مقدار زیادی بار روی هادی‌ها القا می‌شود—با قطبیت مخالف با بار موجود در ابر صاعقه.

داده‌های آماری نشان می‌دهد که خرابی‌های مربوط به صاعقه که توسط ولت فراتی القایی ایجاد می‌شوند، حدود 90٪ از کل خرابی‌های خطوط توزیع را تشکیل می‌دهند و این عامل اصلی قطعات در سیستم‌های توزیع 10 kV است. تحقیقات نشان می‌دهد که اگر یک خط 10 kV در ارتفاع 10 متری از زمین قرار داشته باشد و صاعقه در فاصله 50 متری برخورد کند، جریان صاعقه تا 100 kA می‌تواند القا شود. بدون محافظت مناسب در برابر صاعقه، ولت فراتی حاصل ممکن است به مقادیر پیک تا 500 kV برسد. اگر سطح عایق‌بندی خط کافی نباشد، این ولت فراتی می‌تواند به راحتی عایق را سوراخ کند یا حتی آن را بشکند و منجر به قطعات یا خرابی هادی شود.

2. سطح عایق‌بندی

خرابی عایق، به ویژه به دلیل خرابی یا انفجار عایق، عامل دیگری از خرابی‌های خطوط توزیع است. عملکرد عایق‌ها مستقیماً سطح عایق‌بندی کل یک خط توزیع 10 kV را تعیین می‌کند و بنابراین تأثیر قابل توجهی بر قابلیت اطمینان سیستم دارد.

در طول عملکرد بلندمدت، عایق‌ها ممکن است به دلیل آلودگی محیطی، رطوبت، سنگینی یا تنش مکانیکی دگردیسی کنند. بدون بازرسی منظم، نگهداری یا جایگزینی به موقع، سطح عایق‌بندی کل خط می‌تواند به طور قابل توجهی کاهش یابد. این دگردیسی احتمال قطعات تحت شرایط ولت فراتی را افزایش می‌دهد—به ویژه در طوفان‌های صاعقه—و موجب افزایش خطر قطعات ناشی از صاعقه می‌شود.

بنابراین، بازرسی و نگهداری منظم عایق‌ها برای تضمین تمامیت عایق‌بندی و ایمنی سیستم ضروری است.

3. نصب محافظ در برابر صاعقه

3.1 محافظت ترانسفورماتور

هنگامی که ولت فراتی صاعقه به چند برابر ولت اسمی می‌رسد، می‌تواند به راحتی عایق حول نقطه نیوترال ترانسفورماتور را سوراخ کند. در بیشتر نصب‌های فعلی در چین، معمولاً فقط محافظ‌های ولت فراتی در سمت ولت بالا ترانسفورماتور نصب می‌شوند، در حالی که محافظت در سمت ولت پایین کافی نیست.

محافظ‌های ولت فراتی می‌توانند یا قبل از فیوز اصلی یا در سمت خروجی خط توزیع نصب شوند. در زمان نصب، پایانه ولت پایین محافظ باید به درستی زمین‌دار شود.

باید توجه داشت که هادی نیوترال (N-line) پس از دستگاه محافظ با جریان باید چندین بار زمین‌دار نشود. در غیر این صورت، دستگاه محافظ ممکن است به درستی عمل نکند و کل طرح محافظتی مختل شود. بنابراین، سیم زمین‌دار محافظ ولت پایین باید به پایانه اصلی هادی نیوترال ترانسفورماتور متصل شود، قبل از هر نقطه زمین‌داری مکرر.

3.2 کلیدهای نصب شده روی ستون و جداکننده‌ها

نصب کلیدهای قطع‌کننده و جداکننده‌های روی ستون می‌تواند قابلیت اطمینان و ایمنی خطوط توزیع 10 kV را به طور قابل توجهی افزایش دهد. با این حال، در عمل، بسیاری از خطوط محافظت مناسب در برابر صاعقه برای این دستگاه‌های حیاتی ندارند. بدون نصب محافظ‌های ولت فراتی در هر دو طرف این کلیدها، آنها در معرض خرابی ناشی از ولت فراتی صاعقه قرار دارند که ممکن است منجر به خرابی تجهیزات و قطعات طولانی مدت شود.

3.3 محافظت از تجهیزات کلیدزنی و واحدهای دیگر

یک سیستم توزیع 10 kV شامل چند واحد حیاتی مانند تجهیزات کلیدزنی، بانک‌های خازنه و توزیع‌کننده‌ها است. محافظ‌های ولت فراتی می‌توانند روی هر واحد (حفاظت کامل) یا فقط روی واحدهای کلیدی نصب شوند.

در حالی که رویکرد اول شامل هزینه‌های اولیه بالاتری است، اما قابلیت اطمینان و تحمل سیستم را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد. نصب انتخابی هزینه را کاهش می‌دهد اما ممکن است برخی بخش‌ها را در معرض خطر قرار دهد. انتخاب باید بر اساس ارزیابی ریسک، اهمیت بار و فعالیت صاعقه محلی انجام شود.