ปัจจัยใดที่มีผลต่อผลกระทบของฟ้าผ่าต่อสายส่งไฟฟ้า 10kV

1. แรงดันเกินจากฟ้าผ่าที่ถูกเหนี่ยวนำ

แรงดันเกินจากฟ้าผ่าที่ถูกเหนี่ยวนำหมายถึงแรงดันเกินชั่วขณะที่เกิดขึ้นบนสายส่งไฟฟ้าทางอากาศเนื่องจากการปล่อยฟ้าผ่าในบริเวณใกล้เคียง แม้ว่าสายส่งจะไม่ได้ถูกฟ้าผ่าโดยตรง เมื่อมีการปล่อยฟ้าผ่าในบริเวณใกล้เคียง จะทำให้เกิดประจุไฟฟ้าจำนวนมากบนสายนำ ซึ่งมีขั้วตรงข้ามกับประจุไฟฟ้าในเมฆฟ้าผ่า

ข้อมูลสถิติแสดงว่าความผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับฟ้าผ่าที่เกิดจากแรงดันเกินที่ถูกเหนี่ยวนำนั้นคิดเป็นประมาณ 90% ของความผิดพลาดทั้งหมดบนสายส่งไฟฟ้า ทำให้เป็นสาเหตุหลักของการขาดแคลนพลังงานในระบบส่งไฟฟ้า 10 กิโลโวลต์ ผลการวิจัยชี้ว่าหากสายส่งไฟฟ้า 10 กิโลโวลต์อยู่สูงกว่าพื้น 10 เมตร และฟ้าผ่าเกิดขึ้นที่ระยะ 50 เมตร สามารถเกิดกระแสฟ้าผ่าถึง 100 กิโลแอมแปร์ หากไม่มีการป้องกันฟ้าผ่าที่เหมาะสม แรงดันเกินที่เกิดขึ้นอาจสูงถึง 500 กิโลโวลต์ ถ้าระดับฉนวนของสายส่งไม่เพียงพอ แรงดันเกินนี้สามารถทำลายหรือทำให้ฉนวนแตกได้ง่าย นำไปสู่การลัดวงจรหรือสายส่งเสียหาย

2. ระดับฉนวน

การชำรุดของฉนวน โดยเฉพาะจากการแตกหรือระเบิดของฉนวน เป็นอีกสาเหตุสำคัญของความผิดพลาดบนสายส่งไฟฟ้า สมรรถนะของฉนวนกำหนดกำลังฉนวนโดยรวมของสายส่งไฟฟ้า 10 กิโลโวลต์ และส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของระบบอย่างมาก

ในการทำงานระยะยาว ฉนวนอาจเสื่อมสภาพเนื่องจากมลพิษ สภาพแวดล้อม การชื้น การเสื่อมสภาพ หรือแรงกดดันทางกล ถ้าไม่มีการตรวจสอบ บำรุงรักษา หรือเปลี่ยนแปลงอย่างทันท่วงที ระดับฉนวนของสายส่งทั้งหมดอาจทรุดโทรมลงอย่างมาก ภาวะทรุดโทรมนี้เพิ่มโอกาสการลัดวงจรภายใต้เงื่อนไขแรงดันเกิน โดยเฉพาะในระหว่างพายุฟ้าผ่า ทำให้ความเสี่ยงของการขาดแคลนพลังงานจากฟ้าผ่าเพิ่มขึ้น

ดังนั้น การตรวจสอบและบำรุงรักษาฉนวนเป็นประจำเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาความสมบูรณ์ของฉนวนและการทำงานของระบบอย่างปลอดภัย

3. การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า

3.1 การป้องกันหม้อแปลง

เมื่อแรงดันเกินจากฟ้าผ่าสูงหลายเท่าของแรงดันเรตติ้ง มันสามารถทำลายฉนวนรอบจุดกลาง (neutral point) ของหม้อแปลงได้ง่าย ในการติดตั้งส่วนใหญ่ในประเทศจีน ปัจจุบันมีการติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกิน (surge arrester) ไว้เฉพาะที่ด้านแรงดันสูงของหม้อแปลง ในขณะที่การป้องกันด้านแรงดันต่ำยังไม่เพียงพอ

อุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินสามารถติดตั้งได้ทั้งหน้าฟิวส์หลักหรือที่ด้านออกของสายส่งไฟฟ้า ในการติดตั้ง ปลายแรงดันต่ำของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินต้องได้รับการต่อพื้นที่อย่างถูกต้อง

ควรทราบว่าสายนำกลาง (N-line) ที่อยู่หลังจากอุปกรณ์ป้องกันแบบกระแสไฟฟ้า ห้ามทำการต่อพื้นที่ซ้ำ ๆ ถ้าไม่เช่นนั้น อุปกรณ์ป้องกันอาจทำงานไม่ถูกต้อง ทำให้แผนการป้องกันทั้งหมดเสียหาย ดังนั้น สายต่อพื้นที่ของอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินแรงดันต่ำควรต่อไปยังปลายแรกของสายนำกลางของหม้อแปลง ที่อยู่ก่อนจุดต่อพื้นที่ซ้ำ ๆ ใด ๆ

3.2 สวิตช์และตัวแยกบนเสา

การติดตั้งสวิตช์วงจรและตัวแยกบนเสาสามารถเพิ่มความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยของสายส่งไฟฟ้า 10 กิโลโวลต์ได้มาก แต่ในทางปฏิบัติ มีหลายสายส่งที่ขาดการป้องกันฟ้าผ่าที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้ ถ้าไม่มีอุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินติดตั้งทั้งสองด้านของสวิตช์ เครื่องมือเหล่านี้อาจเสียหายจากแรงดันเกินจากฟ้าผ่า ทำให้เกิดความเสียหายของอุปกรณ์และการขาดแคลนพลังงานนาน ๆ

3.3 การป้องกันแรงดันเกินสำหรับสวิตช์เกียร์และหน่วยอื่น ๆ

ระบบส่งไฟฟ้า 10 กิโลโวลต์ประกอบด้วยหน่วยสำคัญหลายหน่วย รวมถึงสวิตช์เกียร์ แบงค์คอนเดนเซอร์ และแผงกระจายไฟฟ้า อุปกรณ์ป้องกันแรงดันเกินสามารถติดตั้งที่ทุกหน่วย (การป้องกันแบบครอบคลุม) หรือเลือกติดตั้งเฉพาะที่หน่วยสำคัญเท่านั้น

วิธีการป้องกันแบบครอบคลุมมีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูง แต่ให้ความน่าเชื่อถือและความทนทานของระบบสูงกว่า การติดตั้งแบบเลือกจะลดค่าใช้จ่าย แต่อาจทำให้บางส่วนมีความเสี่ยง การเลือกควรขึ้นอยู่กับการประเมินความเสี่ยง ความสำคัญของโหลด และกิจกรรมฟ้าผ่าในพื้นที่