چه چیزی ولتاژ سرنشین است

چهارچوب ولتاژی چیست؟

تعریف

چهارچوب ولتاژی به عنوان افزایش ناگهانی و بیش از حد در ولتاژ تعریف می‌شود که می‌تواند تجهیزات الکتریکی درون یک نصب را آسیب ببیند. ولتاژهای بیش از حد در خطوط قدرت به دلیل افزایش ولتاژ بین فازها یا بین یک فاز و زمین اتفاق می‌افتد. چهارچوب‌های ولتاژی عمدتاً به دو نوع عمده تقسیم می‌شوند: داخلی و خارجی.

نوع‌های چهارچوب ولتاژی

ولتاژهای بیش از حد در یک ایستگاه قدرت می‌توانند به دلیل اختلالات داخلی یا پدیده‌های جوی ایجاد شوند. بر اساس منشأ این ولتاژهای بیش از حد، چهارچوب‌های ولتاژی به دو دسته اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند:

• چهارچوب ولتاژی داخلی

• چهارچوب ولتاژی خارجی

چهارچوب ولتاژی داخلی

وقتی که ولتاژ درون یک سیستم قدرت بالاتر از مقدار مجاز خود بالا می‌رود، به آن چهارچوب ولتاژی داخلی گفته می‌شود. چهارچوب‌های ولتاژی داخلی می‌توانند موقت، پویا یا ثابت باشند. اگر موج ولتاژ بیش از حد موقت باشد، فرکانس آن هیچ ارتباطی با فرکانس عادی سیستم ندارد و معمولاً فقط برای چند دور باقی می‌ماند.

ولتاژهای موقت می‌توانند توسط عملکرد دستگاه‌های قطع کننده در حین تغییر بارهای القایی یا خازنه‌ای القاء شوند. آنها همچنین می‌توانند در زمان قطع جریان‌های بسیار کوچک یا وقتی یک فاز از یک سیستم با نیوترال جدا شده ناگهان به زمین متصل شود، ایجاد شوند.

ولتاژهای پویا در فرکانس عادی سیستم اتفاق می‌افتد و فقط برای چند ثانیه باقی می‌ماند. این ولتاژها می‌توانند در زمان قطع یک ژنراتور یا وقتی بخش بزرگی از بار ناگهان حذف شود، ایجاد شوند.

ولتاژهای ثابت در فرکانس سیستم اتفاق می‌افتد و می‌توانند برای مدت طولانی، گاهی تا یک ساعت، باقی بمانند. این ولتاژها وقتی که خطایی در یک خط برای مدت طولانی پابرجاست، ایجاد می‌شوند. آنها همچنین می‌توانند زمانی ایجاد شوند که نیوترال از طریق یک سیم قطع کننده قوسی به زمین متصل شود، که باعث ولتاژ بیش از حد در فازهای سالم می‌شود.

این چهارچوب‌های ولتاژی داخلی می‌توانند سه تا پنج برابر ولتاژ اوج فاز به نیوترال عادی سیستم را تجاوز کنند. با این حال، برای تجهیزات با عایق‌بندی مناسب، آنها نسبتاً کمتر مضر هستند.

چهارچوب‌های ولتاژی داخلی عمدتاً به دلایل زیر ایجاد می‌شوند:

• عملیات قطع در خط بدون بار: در زمان عملیات قطع، هنگامی که یک خط به یک منبع ولتاژ متصل می‌شود، موج‌های حرکتی ایجاد می‌شوند. این موج‌ها سریعاً خط را شارژ می‌کنند. در لحظه قطع، ولتاژ این موج‌ها می‌تواند به یک مقدار که دوبرابر ولتاژ تغذیه نمی‌شود، ناگهانی برسد.

• باز شدن ناگهانی خط بار: وقتی که بار یک خط ناگهان حذف می‌شود، ولتاژ موقتی به مقدار e = iz0 ایجاد می‌شود. در اینجا، i نشان‌دهنده مقدار لحظه‌ای جریان در لحظه باز شدن خط است و (z0) مقاومت طبیعی یا موجی خط است. ولتاژ موقت روی خط مستقل از ولتاژ خط است. بنابراین، یک سیستم انتقال ولتاژ پایین مانند یک سیستم ولتاژ بالا می‌تواند ولتاژهای بیش از حد با مقدار مشابه تجربه کند.

• خرابی عایق‌بندی: خرابی عایق‌بندی بین خط و زمین یک پدیده معمول است. وقتی عایق‌بندی خراب می‌شود، پتانسیل در نقطه خطا ناگهان از مقدار حداکثری به صفر می‌رسد. این امر منجر به ایجاد موج ولتاژ منفی با یک جبهه بسیار تیز، به شکل موج‌های موجی، می‌شود که در هر دو جهت انتشار می‌یابد.

چهارچوب ولتاژی خارجی

ولتاژهای بیش از حد ناشی از تخلیه‌های جوی، مانند تخلیه‌های استاتیک یا ضربات صاعقه، به عنوان چهارچوب ولتاژی خارجی شناخته می‌شوند. چهارچوب‌های ولتاژی خارجی می‌توانند تنش‌های قابل توجهی بر عایق‌بندی تجهیزات الکتریکی وارد کنند. شدت این ولتاژها به طبیعت رویداد صاعقه بستگی دارد.

شدت صاعقه به این بستگی دارد که چقدر مستقیماً خط قدرت توسط آن ضربه می‌خورد. این می‌تواند مستقیماً توسط تخلیه اصلی، مستقیماً توسط یک شاخه یا تخلیه‌کننده، یا به دلیل القای یک تخلیه صاعقه که نزدیک به خط می‌گذرد اما آن را لمس نمی‌کند، اتفاق بیفتد.

نصب‌های در یک ایستگاه قدرت می‌توانند به دو نوع اصلی تقسیم‌بندی شوند. یک نوع الکتریکی معرض است، به این معنی که تجهیزات مستقیماً تحت تأثیر ولتاژهای بیش از حد جوی قرار می‌گیرند. نوع دیگر الکتریکی غیر معرض است و بنابراین توسط این نوع ولتاژ بیش از حد تحت تأثیر قرار نمی‌گیرد.