Co je nárazové napětí

Co je nápor napětí?

Definice

Nápor napětí je definován jako náhlý a nadměrný vzestup napětí, který může poškodit elektrické zařízení v instalaci. Přepětí na elektrických článcích se vyskytují kvůli zvýšení napětí mezi fázemi nebo mezi fází a zemí. Nápory napětí jsou hlavně rozděleny do dvou širokých kategorií: interních a externích přepětí.

Typy náporů napětí

Přepětí v elektrárně mohou být vyvolány buď interními poruchami, nebo atmosférickými jevy. Na základě původu těchto přepětí jsou nápory napětí rozděleny do dvou hlavních kategorií:

• Interní přepětí

• Externí přepětí

Interní přepětí

Pokud se napětí uvnitř elektrického systému samo o sobě zvedne nad jeho nominální hodnotu, hovoříme o interním přepětí. Interní přepětí mohou být tranzientní, dynamické nebo stacionární. Pokud je vlna přepětí tranzientní, její frekvence nemá vztah k normální frekvenci systému a obvykle trvá pouze několik cyklů.

Tranzientní přepětí mohou být vyvolány provozem vypínačů při přepínání induktivních nebo kapacitních zátěží. Mohou také vzniknout při přerušování velmi malých proudů nebo když je jedna fáze systému s izolovaným neutrálem náhle zazemlena.

Dynamická přepětí se vyskytují v normální frekvenci systému a trvají pouze několik sekund. Tyto mohou vzniknout, když je generátor odpojen nebo když je náhle odebrána velká část zátěže.

Stacionární přepětí se vyskytují v frekvenci systému a mohou trvat dlouhou dobu, někdy až hodinu. Taková přepětí vznikají, když chyba na zemi na jedné lince trvá dlouho. Mohou také být způsobeny, když je neutrále zazemlen prostřednictvím cívky pro potlačení oblouku, což vede k přepětí na zdravých fázích.

Tyto interní přepětí mohou přesáhnout třikrát až pětkrát normální vrcholové napětí fáze - neutrále systému. Nicméně, pro zařízení s vhodnou izolací jsou relativně méně škodlivé.

Interní přepětí jsou hlavně způsobeny následujícími faktory:

• Vypínací operace na neprovedené lince: Během vypínacích operací, kdy je linka připojena ke zdroji napětí, jsou iniciovány putující vlny. Tyto vlny rychle nabíjejí linku. V okamžiku odpojení může napětí těchto vln okamžitě dosáhnout hodnoty, která nepřesahuje dvojnásobek zdrojového napětí.

• Náhlé otevření zatěžované linky: Když je zátěž na lince náhle odebrána, vzniká tranzientní napětí o hodnotě e = iz0. Zde i reprezentuje okamžitou hodnotu proudu v okamžiku otevření linky a (z0) je přirozená nebo přepěťová impedance linky. Tranzientní přepětí na lince je nezávislé na napětí linky. Jako výsledek může nízkonapěťový přenosový systém zažít přepětí stejné velikosti jako vysokonapěťový systém.

• Selhání izolace: Selhání izolace mezi linkou a zemí je běžným jevem. Když selže izolace, potenciál v místě poruchy náhle klesne z maximální hodnoty na nulu. To vede k vytvoření negativní vlny napětí s velmi strmým frontem, ve formě náporů, které se šíří v obou směrech.

Externí přepětí

Přepětí způsobené atmosférickými výboji, jako jsou statické výboje nebo blesky, jsou známá jako externí přepětí. Externí přepětí mohou způsobit významný zatěžování izolace elektrického zařízení. Intenzita těchto napětí se liší v závislosti na povaze bleskové události.

Intenzita blesku závisí na tom, jak přímo byl elektrický článek zasažen. Může to být přímo hlavním výbojem, přímo vedlejší větví nebo streamerem, nebo kvůli indukci z bleskového výboje, který projde blízko, ale nedotkne se linky.

Instalace v elektrárně lze hlavně rozdělit do dvou typů. Jedním typem jsou elektricky expozované, což znamená, že zařízení je přímo vystaveno přepětím atmosférického původu. Druhý typ je elektricky neexpozovaný a tudíž není ovlivněn tímto typem přepětí.