Mikä on jännitehuippu?

Mikä on jännitehuipu?

Määritelmä

Jännitehuipu määritellään yhtäkkiä tapahtuvaksi ja liialliseksi jännitteen nousuksi, joka voi vahingoittaa sähköasennuksen sisällä olevaa sähköistä laitteistoa. Ylikirjoissa sähköverkossa tapahtuu jännitteen kasvu vaiheiden välillä tai vaiheen ja maan välillä. Jännitehuipuja voidaan pääasiassa luokitella kahteen laajempaan ryhmään: sisäisiin ja ulkoisiin jännitehuipuihin.

Jännitehuipujen tyypit

Voimalaitoksen ylikirjat voivat aiheutua joko sisäisistä häiriöistä tai ilmastonilmiöistä. Nämä ylikirjat luokitellaan alkuperansa perusteella kahteen pääryhmään:

• Sisäinen ylikirja

• Ulkoinen ylikirja

Sisäinen ylikirja

Kun sähköjärjestelmän sisällä oleva jännite nousee yli sen arvon omasta aloitteestaan, tätä kutsutaan sisäiseksi ylikirjaksi. Sisäiset ylikirjat voivat olla tilapäisiä, dynaamisia tai pysyviä. Jos ylikirjan aalto on tilapäinen, sen taajuudella ei ole suhdetta normaaliin järjestelmän taajuuteen, ja se kestää yleensä vain muutaman syklin.

Tilapäisiä ylikirjoja voidaan aiheuttaa kytkentäkaappaleiden toiminnalla induktiivisten tai kapasitiivisten kuormien kytkettäessä. Ne voivat myös syntyä, kun keskeytetään hyvin pieniä sähkövirtoja tai kun yhden vaiheen neutraalilla varustettu järjestelmä on yhtäkkiä maanjäristetty.

Dynaamiset ylikirjat tapahtuvat normaalissa järjestelmän taajuudessa ja kestävät vain muutaman sekunnin. Näitä voidaan aiheuttaa, kun generaattori kytketään pois tai kun suuri osa kuormasta poistetaan yhtäkkiä.

Pysyvät ylikirjat tapahtuvat järjestelmän taajuudessa ja voivat jatkua pitkään, joskus jopa tunnin ajaksi. Tällaisia ylikirjoja syntyy, kun yhden linjan maavirhe jatkuu pitkään. Niitä voidaan myös aiheuttaa, kun neutraali maanjäristetään kaarien supistuspyyhkeen kautta, mikä johtaa ylikirjaan terveissä vaiheissa.

Nämä sisäiset ylikirjat voivat ylittää kolmea viisi kertaa normaalin vaihe-maajännitteen huippuarvon. Kuitenkin asianmukaisesti eristyksessä oleville laitteille ne ovat suhteellisen vähemmän haitallisia.

Sisäiset ylikirjat aiheutuvat pääasiassa seuraavista tekijöistä:

• Tyhjälinjan kytkentäoperaatio: Kytkentäoperaatioiden aikana, kun linja yhdistetään jännitelähteeseen, käynnistetään kulkevat aallot. Nämä aallot lataavat linjan nopeasti. Katkaisuhetkellä näiden aaltojen jännite voi hetkellisesti nousta korkeampaan arvoon, joka ei ylitä kaksinkertaista tarjontajännitettä.

• Linjan kuorman yhtäkkiä poisto: Kun linjan kuorma poistetaan yhtäkkiä, syntyy väliaikainen jännite, jonka arvo on e = iz0. Tässä i edustaa hetkellistä virran arvoa linjan avauksen hetkellä, ja (z0) on linjan luonnollinen tai jännitehuipun impedanssi. Linjan väliaikainen ylikirja on riippumaton linjan jännitteestä. Tämän vuoksi alijännitejä tukeva siirtosysteemi on yhtä altis saman magnitudin ylikirjoille kuin myös korkeajännitejä tukeva systeemi.

• Eritys epäonnistuminen: Vaiheen ja maan välillä tapahtuva erityksen romahdus on yleinen ilmiö. Kun eritys epäonnistuu, vika-aseman potentiaali laskee yhtäkkiä maksimi-arvostaan nollaan. Tämä johtaa negatiivisen jänniteaallon synnyttämiseen, jolla on hyvin jyrkkä etupinta, ja joka levii molempiin suuntiin.

Ulkoinen ylikirja

Ilmakehän purkauksista, kuten staattisista purkauksista tai ukkoskulhoista, aiheutuvia ylikirjoja kutsutaan ulkoisiksi ylikirjoiksi. Ulkoiset ylikirjat voivat aiheuttaa merkittävää rasitusta sähkölaitteiden eritykselle. Nämä jännitteiden intensiteetti vaihtelee ukkosen luonnon mukaan.

Ukkosen intensiteetti riippuu siitä, miten suoraan sähkölinja on osunut. Se voi olla pääpurkauksen, haaroituksen tai valon säteen kautta, tai se voi johtua induktiosta ukkosten valo-osunnoista, jotka kulkevat läheltä muttei koskettaen linjaa.

Voimalaitoksessa olevat asennukset voidaan pääasiassa luokitella kahteen ryhmään. Toisessa tyypissä laitteet ovat sähköisesti alttiina, eli ne altistuvat suoraan ilmakehän alkuperäisille ylikirjoille. Toisessa tyypissä laitteet eivät ole sähköisesti alttiina ja siten eivät vaikutu tällaisiin ylikirjiin.