10kV Dağıtım Hatları Üzerinde Yıldırım Etkisinin faktörlerine Neler Etki Ediyor?

1. İndüklenmiş Yıldırım Aşırı Gerilimi

İndüklenmiş yıldırım aşırı gerilimi, hattın doğrudan vurulmamış olsa bile yakındaki yıldırım salınımından dolayı havada asılı dağıtım hatlarında oluşan geçici aşırı gerilimdir. Bir yıldırım şimşek yakınlarda gerçekleştiğinde, bu, hava bulutlarındaki yükün zıt kutbunda olan biriken büyük miktardaki yükü iletkenlerde indükler.

İstatistiksel veriler, dağıtım hatlarındaki toplam arızaların yaklaşık %90'ının indüklenmiş aşırı gerilimlere bağlı yıldırım ilgili arızalar tarafından oluştuğunu gösterir. Bu, 10 kV dağıtım sistemlerindeki kesintilerin başlıca nedenidir. Araştırma, eğer 10 kV hattı yerden 10 metre yükseklikteyse ve yıldırım 50 metre uzaklıkta vurursa, 100 kA'ya kadar bir yıldırım akımı indükleyebileceğini belirtmektedir. Uygun yıldırım koruması olmaksızın, bu aşırı gerilim 500 kV'ye kadar zirve değerlerine ulaşabilir. Eğer hattın yalıtım seviyesi yetersizse, bu aşırı gerilim yalıtımı kolayca delip geçebilir veya hatta parçalayarak flaşover veya iletken başarısızlıklarına yol açabilir.

2. Yalıtım Seviyesi

Yalıtım başarısızlığı, özellikle yalıtıcıların çökmesi veya patlaması, dağıtım hatları arızalarının başka bir önemli nedenidir. Yalıtıcıların performansı, 10 kV dağıtım hattının genel yalıtım gücünü doğrudan belirler ve bu nedenle sistemin güvenilirliğini önemli ölçüde etkiler.

Uzun süreli işletim boyunca, yalıtıcılar çevre kirliliği, nem, yaşlanma veya mekanik stres nedeniyle bozulabilir. Düzenli inceleme, bakım veya zamanında değiştirilmeden, tüm hattın yalıtım seviyesi önemli ölçüde düşebilir. Bu bozulma, özellikle fırtınalı havalarda, aşırı gerilim koşullarında flaşover olasılığını artırır—bu da yıldırım indüklenmiş kesintilerin riskini yükseltir.

Bu nedenle, yalıtıcıların rutin incelemesi ve bakımı, sürekli yalıtım bütünlüğünü ve sistem güvenliğini sağlamak için önemlidir.

3. Yıldırım Koruma Kurulumu

3.1 Dönüştürücü Koruma

Yıldırım aşırı gerilimi, dönen dönüşüm ünitesinin nötr noktasındaki yalıtımı kolayca delip geçebilir. Çin'deki çoğu mevcut kurulumda, sadece dönüştürücülerin yüksek voltajlı tarafına sertleşmiş frenler monte edilmektedir, düşük voltajlı tarafında ise koruma yetersiz kalabilmektedir.

Sertleşmiş frenler, ana sigortadan önce veya dağıtım hattının çıkış besleyici tarafına monte edilebilir. Kurulum sırasında, frenin düşük voltajlı ucunun doğru şekilde yerleştirilmiş olması gerekir.

Akım tipi koruma cihazlarının downstream'indeki nötr iletken (N-hattı) tekrarlanan yerleştirmelerden kaçınılması gerektiğini unutmamak önemlidir. Aksi takdirde, koruma cihazı düzgün çalışmayabilir, tüm koruma şemasını tehlikeye atabilir. Bu nedenle, düşük voltajlı frenin yerleştirme kablosu, herhangi bir tekrarlanan yerleştirme noktalarından önce dönüştürücünün nötr iletkeninin birincil terminaline bağlanmalıdır.

3.2 Direklere Monte Edilen Anahtarlar ve Kesiciler

Direklere monte edilen devre kesicileri ve kesme anahtarlarının kurulumu, 10 kV dağıtım hatlarının güvenilirliğini ve güvenliğini büyük ölçüde artırabilir. Ancak, uygulamada, birçok hatta bu kritik cihazlar için uygun yıldırım koruması eksik olmaktadır. Bu anahtarların her iki tarafına da sertleşmiş frenler kurulmadığı takdirde, yıldırım aşırı gerilimlerinden hasar görmeye açık olurlar, bu da ekipman başarısızlıklarına ve uzun süreli kesintilere yol açabilir.

3.3 Anahtarlama Ekipmanı ve Diğer Birimler İçin Sertleşme Koruma

Bir 10 kV dağıtım sistemi, anahtarlama ekipmanı, kondansatör bankaları ve dağıtım panelleri dahil olmak üzere birden fazla kritik birime sahiptir. Sertleşmiş frenler, her birim üzerinde (tam kapsamlı koruma) veya sadece ana birimler üzerinde seçmeli olarak kurulabilir.

İlk yaklaşım, daha yüksek başlangıç maliyetleri gerektirir, ancak çok daha yüksek güvenilirlik ve sistem dayanıklılığı sağlar. Seçmeli kurulum, maliyeti azaltır ancak bazı bölümlerin maruz kalmasını sağlayabilir. Seçim, risk değerlendirmesi, yükün kritikliği ve yerel yıldırım aktivitesine dayanmalıdır.