چگونه یک خطا با امپدانس بالا در سیستم برق از یک خطا با امپدانس پایین متفاوت است

پیکربندی‌های برق با مقاومت بالا (High Impedance Fault, HIF) و پیکربندی‌های با مقاومت پایین در خصوصیات و خطراتی که در سیستم‌های برق ایجاد می‌کنند تفاوت قابل توجهی دارند. درک این تفاوت‌ها برای تشخیص و پیشگیری از خرابی‌ها بسیار مهم است. در زیر تفاوت‌های اساسی بین این دو نوع خرابی و روش شناسایی آن‌ها آورده شده است:

خرابی الکتریکی با مقاومت بالا (HIF)

خصوصیات

1. مقاومت بالاتر: در خرابی‌های الکتریکی با مقاومت بالا، مقاومت در نقطه خرابی بالاتر است، به معنای آنکه مقاومت در برابر جریان بیشتر است.

2. جریان پایین‌تر: به دلیل مقاومت بالاتر، جریان عبوری از نقطه خرابی معمولاً پایین‌تر است، که این موضوع باعث می‌شود دستگاه‌های محافظت از جریان بیش از حد سنتی نتوانند آن را تشخیص دهند.

3. گرمایش محلی: اگرچه جریان پایین‌تر است، اما به دلیل مقاومت بالاتر، گرمایش محلی در نزدیکی نقطه خرابی ممکن است رخ دهد.

4. مقطعی: خرابی‌های با مقاومت بالا ممکن است مقطعی باشند، که این موضوع آن‌ها را برای شناسایی با روش‌های نظارتی معمول دشوار می‌کند.

روش‌های شناسایی

1. تشخیص دما: از ترموگرافی فروسرخ برای بررسی توزیع دما در تجهیزات الکتریکی استفاده کنید؛ نقاط داغ غیرعادی ممکن است وجود خرابی با مقاومت بالا را نشان دهند.

2. تشخیص ولتاژ: تغییرات ولتاژ در نزدیکی نقطه خرابی را اندازه‌گیری کنید؛ خرابی‌های با مقاومت بالا می‌توانند منجر به نوسانات ولتاژ شوند.

3. نظارت صوتی: خرابی‌های با مقاومت بالا ممکن است صدای فشرده یا همسان را تولید کنند، که می‌تواند در شناسایی خرابی‌های پتانسیل کمک کند.

4. تشخیص رهگذری: از تجهیزات تشخیص رهگذری (PD detection) استفاده کنید؛ خرابی‌های با مقاومت بالا اغلب شامل پدیده‌های رهگذری هستند.

5. تحلیل هارمونیک: از ابزارهای تحلیل هارمونیک برای تشخیص محتوای هارمونیک در شبکه برق استفاده کنید؛ خرابی‌های با مقاومت بالا می‌توانند هارمونیک‌ها را افزایش دهند.

خرابی الکتریکی با مقاومت پایین

خصوصیات

1. مقاومت پایین‌تر: در خرابی‌های الکتریکی با مقاومت پایین، مقاومت در نقطه خرابی پایین‌تر است، به معنای آنکه مقاومت در برابر جریان کمتر است.

2. جریان بالاتر: به دلیل مقاومت پایین‌تر، جریان عبوری از نقطه خرابی قابل توجه است، که به راحتی موجب عملکرد دستگاه‌های محافظتی برای قطع شدن یا سوختن سیم‌پاش‌ها می‌شود.

3. علامت‌های واضح خرابی: خرابی‌های با مقاومت پایین معمولاً علائم واضحی مانند اسپرک، دود یا سوختن را نشان می‌دهند.

4. پیوسته: خرابی‌های با مقاومت پایین معمولاً پیوسته هستند و با روش‌های نظارتی استاندارد به راحتی شناسایی می‌شوند.

روش‌های شناسایی

1. تشخیص جریان: از ترانسفورماتورهای جریان (CTs) برای اندازه‌گیری جریان استفاده کنید؛ جریان‌های بالاتر ممکن است خرابی با مقاومت پایین را نشان دهند.

2. تشخیص ولتاژ: تغییرات ولتاژ در نزدیکی نقطه خرابی را اندازه‌گیری کنید؛ خرابی‌های با مقاومت پایین می‌توانند منجر به کاهش ولتاژ شوند.

3. عملکرد دستگاه‌های محافظتی: عملکرد دستگاه‌های محافظتی مانند قطع کننده‌های مدار یا سوختن سیم‌پاش‌ها را مشاهده کنید که علائم معمول خرابی‌های با مقاومت پایین هستند.

4. نشانگرهای خرابی: به علائم واضح خرابی‌ها مانند اسپرک یا دود توجه کنید.

خلاصه

خرابی‌های الکتریکی با مقاومت بالا و خرابی‌های با مقاومت پایین در سیستم‌های برق خصوصیات مختلفی دارند و روش‌های شناسایی آن‌ها متفاوت است. خرابی‌های با مقاومت بالا که با جریان‌های پایین‌تر مشخص می‌شوند، برای دستگاه‌های محافظتی سنتی سخت تشخیص‌پذیر هستند و نیاز به روش‌هایی مانند تشخیص دما، ولتاژ، نظارت صوتی و تشخیص رهگذری دارند. در مقابل، خرابی‌های با مقاومت پایین که با جریان‌های بالاتر مشخص می‌شوند، با استفاده از تشخیص جریان، ولتاژ و مشاهده عملکرد دستگاه‌های محافظتی به راحتی شناسایی می‌شوند.

در کاربردهای عملی، برای تضمین عملکرد ایمن سیستم‌های برق، باید بازرسی‌ها و نگهداری منظم تجهیزات الکتریکی انجام شود و اقدامات پیشگیرانه مناسب برای شناسایی و مدیریت خرابی‌های پتانسیل با مقاومت بالا و پایین اتخاذ شود.