อะไรคือแรงดันไฟฟ้าพุ่ง

อะไรคือแรงดันไฟฟ้าเกิน?

คำนิยาม

แรงดันไฟฟ้าเกินหมายถึงการเพิ่มขึ้นอย่างฉับพลันและมากเกินไปของแรงดันไฟฟ้าที่สามารถทำลายอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในระบบติดตั้งได้ การเกินแรงดันในสายส่งไฟฟ้าเกิดขึ้นจากการเพิ่มขึ้นของแรงดันระหว่างเฟสหรือระหว่างเฟสกับพื้นดิน แรงดันไฟฟ้าเกินแบ่งออกเป็นสองประเภทหลัก คือ ภายในและภายนอก

ประเภทของแรงดันไฟฟ้าเกิน

แรงดันไฟฟ้าเกินในสถานีไฟฟ้าอาจเกิดจากความรบกวนภายในหรือปรากฏการณ์ทางชั้นบรรยากาศ ตามแหล่งกำเนิดของแรงดันไฟฟ้าเกิน แรงดันไฟฟ้าเกินจะถูกจำแนกเป็นสองหมวดหมู่หลัก:

• แรงดันไฟฟ้าเกินภายใน

• แรงดันไฟฟ้าเกินภายนอก

แรงดันไฟฟ้าเกินภายใน

เมื่อแรงดันภายในระบบไฟฟ้าสูงกว่าค่ากำหนดของตัวเอง จะเรียกว่าแรงดันไฟฟ้าเกินภายใน แรงดันไฟฟ้าเกินภายในอาจเป็นชั่วคราว ไดนามิก หรือคงที่ ถ้าคลื่นแรงดันเกินเป็นชั่วคราว ความถี่ของมันไม่มีความสัมพันธ์กับความถี่ปกติของระบบ และมักจะอยู่เพียงไม่กี่วงจร

แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวสามารถเกิดจากการทำงานของเบรกเกอร์ขณะสลับโหลดแบบเหนี่ยวนำหรือแบบประจุไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าเกินเหล่านี้ยังสามารถเกิดขึ้นเมื่อหยุดกระแสไฟฟ้าที่เล็กมาก หรือเมื่อเฟสหนึ่งของระบบที่มีกลางเป็นฉนวนถูกต่อลงพื้นโดยกะทันหัน

แรงดันไฟฟ้าเกินไดนามิกเกิดขึ้นที่ความถี่ปกติของระบบและอยู่เพียงไม่กี่วินาที แรงดันไฟฟ้าเกินเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นเมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกตัดออกจากระบบ หรือเมื่อมีการลดโหลดบางส่วนอย่างกะทันหัน

แรงดันไฟฟ้าเกินคงที่เกิดขึ้นที่ความถี่ของระบบและสามารถอยู่นานหลายชั่วโมง แรงดันไฟฟ้าเกินเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อมีการลัดวงจรกับพื้นบนสายส่งหนึ่งเส้นอยู่นาน แรงดันไฟฟ้าเกินเหล่านี้ยังสามารถเกิดขึ้นเมื่อกลางถูกต่อลงพื้นผ่านคอยล์กดอาร์ค ทำให้เกิดแรงดันเกินบนเฟสที่ยังใช้งานได้

แรงดันไฟฟ้าเกินภายในสามารถสูงกว่าสามถึงห้าเท่าของแรงดันเฟส - สู่ - กลางปกติของระบบ แต่สำหรับอุปกรณ์ที่มีฉนวนที่เหมาะสม แรงดันไฟฟ้าเกินเหล่านี้มีอันตรายน้อยกว่า

แรงดันไฟฟ้าเกินภายในส่วนใหญ่เกิดจากปัจจัยต่อไปนี้:

• การทำงานสวิตช์บนสายส่งที่ไม่มีโหลด: ในระหว่างการทำงานสวิตช์ เมื่อสายส่งเชื่อมต่อกับแหล่งกำเนิดแรงดัน คลื่นเดินทางจะเริ่มต้น คลื่นเหล่านี้จะชาร์จสายส่งอย่างรวดเร็ว ที่เวลาที่ตัดการเชื่อมต่อ แรงดันของคลื่นเหล่านี้สามารถเพิ่มขึ้นถึงสองเท่าของแรงดันแหล่งกำเนิดได้

• การเปิดสายส่งที่มีโหลดอย่างกะทันหัน: เมื่อมีการนำโหลดออกจากสายส่งอย่างกะทันหัน แรงดันชั่วคราวค่า e = iz0 จะเกิดขึ้น ที่นี่ i แทนค่าทันทีของกระแสที่เวลาที่เปิดสายส่ง และ (z0) คือความต้านทานธรรมชาติหรือความต้านทานแรงดันเกินของสายส่ง แรงดันเกินชั่วคราวบนสายส่งไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันของสายส่ง ดังนั้น ระบบส่งไฟฟ้าแรงดันต่ำมีโอกาสประสบแรงดันเกินในระดับเดียวกับระบบส่งไฟฟ้าแรงดันสูง

• การล้มเหลวของฉนวน: การล้มเหลวของฉนวนระหว่างสายส่งและพื้นเป็นเหตุการณ์ที่พบบ่อย เมื่อฉนวนล้มเหลว ศักยภาพที่จุดผิดพลาดจะลดลงจากค่าสูงสุดเป็นศูนย์อย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดคลื่นแรงดันลบที่มีแนวหน้าชัน ซึ่งแพร่กระจายในทิศทางทั้งสอง

แรงดันไฟฟ้าเกินภายนอก

แรงดันไฟฟ้าเกินที่เกิดจากประจุไฟฟ้าสถิตหรือฟ้าผ่า เรียกว่าแรงดันไฟฟ้าเกินภายนอก แรงดันไฟฟ้าเกินภายนอกสามารถสร้างความเครียดอย่างมากต่อฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้า ความเข้มของแรงดันเหล่านี้แตกต่างกันไปตามลักษณะของฟ้าผ่า

ความเข้มของฟ้าผ่าขึ้นอยู่กับว่าสายส่งถูกกระทบโดยตรงหรือไม่ ซึ่งอาจเป็นการกระทบโดยตรงจากฟ้าผ่าหลัก หรือโดยตรงจากฟ้าผ่าสาขา หรือจากการเหนี่ยวนำจากฟ้าผ่าที่ผ่านใกล้แต่ไม่สัมผัสสายส่ง

การติดตั้งในสถานีไฟฟ้าสามารถจำแนกเป็นสองประเภท ประเภทหนึ่งคือเปิดเผยทางไฟฟ้า หมายความว่าอุปกรณ์ถูกกระทบโดยตรงจากแรงดันไฟฟ้าเกินภายนอก อีกประเภทหนึ่งคือไม่เปิดเผยทางไฟฟ้า จึงไม่ได้รับผลกระทบจากแรงดันไฟฟ้าเกินประเภทนี้