Co to jest przepięcie napięcia?

Co to jest przepięcie napięcia?

Definicja

Przepięcie napięcia definiuje się jako nagły i nadmierne wzrost napięcia, który może uszkodzić urządzenia elektryczne w instalacji. Przepięcia w liniach zasilających występują z powodu wzrostu napięcia między fazami lub między fazą a ziemią. Przepięcia napięcia dzielą się głównie na dwie szerokie kategorie: wewnętrzne i zewnętrzne.

Rodzaje przepięć napięcia

Przepięcia w elektrowni mogą być wywoływane przez zakłócenia wewnętrzne lub zjawiska atmosferyczne. W zależności od źródła tych przepięć, przepięcia napięcia są klasyfikowane na dwie główne kategorie:

• Wewnętrzne przepięcia napięcia

• Zewnętrzne przepięcia napięcia

Wewnętrzne przepięcia napięcia

Gdy napięcie w systemie energetycznym samoistnie wzrasta ponad jego nominalną wartość, mówi się o wewnętrznym przepięciu napięcia. Wewnętrzne przepięcia napięcia mogą być przejściowe, dynamiczne lub stacjonarne. Jeśli fala przepięcia jest przejściowa, jej częstotliwość nie ma związku z normalną częstotliwością systemu i zwykle trwa tylko kilka cykli.

Przejściowe przepięcia mogą być wywołane przez działanie przekaźników podczas przełączania obciążeń indukcyjnych lub pojemnościowych. Mogą one również powstać podczas przerwania bardzo małych prądów lub gdy jedna faza systemu z izolowanym neutralnym zostaje nagle uziemiona.

Dynamiczne przepięcia występują przy normalnej częstotliwości systemu i trwają tylko kilka sekund. Mogą one powstać, gdy generator jest odłączany lub gdy duża część obciążenia jest nagle odciążana.

Stacjonarne przepięcia występują przy częstotliwości systemu i mogą trwać dłuższy czas, czasami nawet godzinę. Takie przepięcia powstają, gdy uszkodzenie do ziemi na jednej linii utrzymuje się przez długi czas. Mogą one również być spowodowane, gdy neutralna jest uziemiona poprzez cewkę tłumiącą łuki, co powoduje przepięcie na zdrowych fazach.

Te wewnętrzne przepięcia mogą przekraczać trzy do pięciu razy normalne szczytowe napięcie fazy do neutralnej w systemie. Jednak dla urządzeń z odpowiednią izolacją są one stosunkowo mniej szkodliwe.

Wewnętrzne przepięcia napięcia są głównie wywoływane przez następujące czynniki:

• Operacja przełączania na pustej linii: Podczas operacji przełączania, gdy linia jest podłączona do źródła napięcia, inicjuje się fale bieżące. Te fale szybko ładują linię. W momencie odłączenia, napięcie tych fal może natychmiast osiągnąć wartość nieprzekraczającą dwukrotności napięcia zasilającego.

• Nagłe otwarcie linii obciążonej: Gdy obciążenie na linii jest nagle usunięte, generowany jest przejściowy sygnał napięcia o wartości e = iz0. Tutaj, i reprezentuje chwilową wartość prądu w momencie otwarcia linii, a (z0) jest naturalnym lub impulsowym impedancem linii. Przejściowe przepięcie na linii jest niezależne od napięcia linii. W rezultacie, system transmisji niskiego napięcia jest tak samo podatny na przepięcia tej samej wielkości jak system wysokiego napięcia.

• Awaria izolacji: Zwykłe zjawisko to awaria izolacji między linią a ziemią. Gdy izolacja ulega awarii, potencjał w punkcie uszkodzenia nagle spada z maksymalnej wartości do zera. To prowadzi do generowania fali napięcia ujemnego z bardzo stromym frontem, w postaci przepięć, które rozprzestrzeniają się w obu kierunkach.

Zewnętrzne przepięcia napięcia

Przepięcia spowodowane wyładowaniami atmosferycznymi, takimi jak wyładowania statyczne lub uderzenia piorunów, nazywane są zewnętrznymi przepięciami napięcia. Zewnętrzne przepięcia napięcia mogą wprowadzać znaczne obciążenia na izolację urządzeń elektrycznych. Intensywność tych napięć zależy od natury zdarzenia piorunowego.

Intensywność pioruna zależy od tego, jak bezpośrednio linia zasilająca jest trafiona. Może to być bezpośrednio przez główny rozładowy, bezpośrednio przez gałąź lub strumień, lub z powodu indukcji z błyskawicy przechodzącej blisko, ale nie dotykającej linii.

Instalacje w elektrowni można podzielić mainly na dwa typy. Jeden typ to urządzenia elektrycznie narażone, co oznacza, że urządzenia są bezpośrednio narażone na przepięcia atmosferyczne. Drugi typ to urządzenia elektrycznie nienarażone, które nie są dotknięte tym typem przepięć.