Gerilim Patlaması Nedir?

Gerilim Sıçraması Nedir?

Tanım

Gerilim sıçraması, bir tesis içindeki elektrik ekipmanlarını zarara uğratabilecek aniden ve aşırı olarak artan gerilimdir. Elektrik hatlarında fazlar arası veya bir faz ile toprak arasındaki gerilimin artması sonucu aşırı gerilimler meydana gelir. Gerilim sıçramaları genel olarak iki geniş kategoriye ayrılır: iç ve dış gerilimler.

Gerilim Sıçramalarının Türleri

Bir güç istasyonundaki aşırı gerilimler, ya iç kaynaklı pertürbasyonlar ya da atmosferik olaylar sonucu tetiklenebilir. Bu aşırı gerilimlerin kökenine göre, gerilim sıçramaları iki ana kategoriye ayrılır:

• İç Aşırı Gerilim

• Dış Aşırı Gerilim

İç Aşırı Gerilim

Bir güç sisteminin içindeki gerilim, kendi başına nominal değerinin üzerindeyse, bu duruma iç aşırı gerilim denir. İç aşırı gerilimler geçici, dinamik veya durağan olabilir. Eğer aşırı gerilim dalgası geçici ise, frekansı normal sistem frekansıyla ilgisi yoktur ve genellikle birkaç çevrim boyunca sürer.

Geçici aşırı gerilimler, devre kesicilerin indüktif veya kapasitif yüklerin anahtarlama sırasında çalışması sonucu ortaya çıkabilir. Çok küçük akımların kesilmesi veya yalıtılmış nötral olan bir sistemin bir fazının aniden toprağa bağlanması sırasında da oluşabilir.

Dinamik aşırı gerilimler, normal sistem frekansında gerçekleşir ve sadece birkaç saniye sürer. Bunlar, bir jeneratörün bağlantısının kesilmesi veya büyük bir yükün aniden düşürülmesi sırasında ortaya çıkabilir.

Durağan aşırı gerilimler, sistem frekansında gerçekleşir ve uzun bir süre, bazen bir saate kadar sürebilir. Bu tür aşırı gerilimler, bir hat üzerindeki bir arızanın uzun süre devam etmesi sonucu ortaya çıkar. Ayrıca, nötralın bir yayımı söndürme bobini aracılığıyla toprağa bağlanmasından dolayı sağlıklı fazlarda aşırı gerilim oluşabilir.

Bu iç aşırı gerilimler, sistemin normal faz - nötral zirve geriliminin üç ila beş katını aşabilir. Ancak, uygun yalıtım ile donatılmış ekipmanlar için bu aşırı gerilimler nispeten daha az zararlıdır.

İç aşırı gerilimler, çoğunlukla aşağıdaki faktörlerden kaynaklanır:

• Yüklenmemiş Hat Üzerinde Anahtarlama İşlemi: Anahtarlama işlemlerinde, bir hat bir gerilim kaynağına bağlandığında seyahat eden dalgalar başlar. Bu dalgalar hattı hızlı bir şekilde şarj eder. Bağlantının kesildiği anda, bu dalgaların gerilimi, besleme geriliminin iki katını aşmayacak düzeyde anında ulaşabilir.

• Yük Hattının Ani Açılması: Bir hat üzerindeki yük aniden kaldırıldığında, e = iz0 değeriyle geçici bir gerilim oluşturulur. Burada, i, hatın açılma anındaki akımın anlık değerini, (z0) ise hatın doğal veya dalga impedansını temsil eder. Hat üzerindeki geçici aşırı gerilim, hat geriliminden bağımsızdır. Sonuç olarak, düşük gerilimli bir iletim sistemi, yüksek gerilimli bir sistem gibi aynı büyüklükte aşırı gerilimlere maruz kalabilir.

• Yalıtım Arızası: Hat ile toprak arasındaki yalıtım arızası sık görülen bir olaydır. Yalıtım bozulduğunda, arızanın olduğu noktadaki potansiyel, maksimum değerinden sıfıra anında düşer. Bu, hem yönde yayılan çok dik önlu negatif gerilim dalgalarına yol açar.

Dış Aşırı Gerilim

Atmosferik deşarjlar, statik deşarjlar veya yıldırım darbeleri gibi atmosferik olaylar sonucu oluşan aşırı gerilimlere dış aşırı gerilim denir. Dış aşırı gerilimler, elektrik ekipmanlarının yalıtımına önemli bir stres uygulayabilir. Bu gerilimlerin yoğunluğu, yıldırım olayının doğasına bağlı olarak değişir.

Yıldırımın yoğunluğu, güç hattının ne kadar doğrudan vurulduğuya bağlıdır. Bu, ana deşarj, bir dal veya filaman tarafından doğrudan, veya hat yakınlarından geçerek endüksiyon yoluyla olabilir.

Bir güç istasyonundaki kurulumlar, çoğunlukla ikiye ayrılabilir. Bir türü, atmosferik kökenli aşırı gerilimlere doğrudan maruz kalan elektriksel olarak açık olan ekipmanlardır. Diğer türü, elektriksel olarak kapalı olan ve bu tür aşırı gerilimlerden etkilenmeyen ekipmanlardır.