آرکینگ گراند چیست؟ دلایل، پیامدها و راه حل آن چیست؟
تعریف زمین‌بندی قوسی
زمین‌بندی قوسی نوعی از پدیده خطا در سیستم برق است. این مورد به وجود جریان زمین‌بندی به شکل قوس الکتریکی اشاره دارد که زمانی رخ می‌دهد که خطا تک‌فازی در سیستمی که نقطه محاور نگرانشده یا از طریق سیم پیچ خنثی‌ساز زمین‌بندی شده، رخ دهد.
علت‌های زمین‌بندی قوسی
آسیب دیدگی عایق
پیری تجهیزات: در طول عملکرد بلندمدت تجهیزات برق، به دلیل تأثیرات الکتریکی، حرارتی و مکانیکی، مواد عایق‌بندی به تدریج پیر می‌شوند و عملکرد عایق‌بندی آنها کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، لایه عایق‌بندی کابل ممکن است ترک یا آسیب ببیند که منجر به خطا تک‌فازی می‌شود. هنگامی که جریان زمین‌بندی بزرگ باشد، ممکن است زمین‌بندی قوسی تشکیل شود.
صدمات ولتاژ بالا: انواع مختلفی از ولتاژ‌های بالا ممکن است در سیستم برق رخ دهند، مانند ولتاژ‌های بالای برخورد برق و ولتاژ‌های بالای عملیاتی. این ولتاژ‌های بالا ممکن است عایق‌بندی تجهیزات را آسیب دهند و خطا تک‌فازی ایجاد کنند. به عنوان مثال، در طوفان‌های رعد و برق، خط هوایی ممکن است توسط صاعقه برخورد شود و عایق‌بندی آن به تخلیه الکتریکی برسد و خطا تک‌فازی ایجاد شود.
آسیب‌های خارجی
آسیب‌های ساخت و ساز: هنگام انجام فعالیت‌هایی مانند ساخت و ساز جاده و ساختمان، کابل‌های زیرزمینی یا خطوط هوایی ممکن است به طور اتفاقی آسیب ببینند و خطا تک‌فازی ایجاد کنند. به عنوان مثال، در حفاری، ماشین حفاری ممکن است به طور اتفاقی کابل‌های زیرزمینی را آسیب دهد و عایق‌بندی کابل را خراب کند و زمین‌بندی قوسی ایجاد کند.
تماس درختان: در برخی مناطق که خطوط هوایی عبور می‌کنند، اگر درختان رشد زیادی داشته باشند، ممکن است با خط تماس پیدا کنند و خطا تک‌فازی ایجاد کنند. به ویژه در شرایط آب و هوا بد مانند بادهای شدید، لرزاندن درختان می‌تواند خطا تک‌فازی ایجاد کند. به عنوان مثال، در بادهای شدید، شاخه‌های درخت ممکن است شکسته شده و روی خط هوایی بنشینند و خطا تک‌فازی ایجاد کنند.
پیامدهای زمین‌بندی قوسی
تهدید به ایمنی تجهیزات
آسیب به عایق‌بندی تجهیزات: زمین‌بندی قوسی گرمای بالا و انرژی بالای قوس الکتریکی را تولید می‌کند که ممکن است عایق‌بندی تجهیزات را به شدت آسیب دهد. به عنوان مثال، قوس الکتریکی ممکن است لایه عایق‌بندی کابل یا عایق‌بندی پیچه‌های ترانسفورماتور را خراب کند، عملکرد عایق‌بندی تجهیزات را کاهش دهد و حتی ممکن است تجهیزات را سوزاند.
فعال‌سازی ولتاژ بالا: زمین‌بندی قوسی ممکن است ولتاژ بالای متناوب قوس الکتریکی را فعال کند که معمولاً دامنه بالایی دارد و ممکن است خسارت بیشتری به عایق‌بندی تجهیزات وارد کند. به عنوان مثال، در سیستم‌های بدون زمین‌بندی محاور، زمین‌بندی تک‌فازی قوسی ممکن است ولتاژ فاز غیرخطای را تا چند برابر ولتاژ خط افزایش دهد و تهدید جدی به عایق‌بندی تجهیزات وارد کند.
تأثیر بر قابلیت اطمینان تأمین برق
قطع برق: خسارت قوسی شدید ممکن است باعث عملکرد دستگاه‌های محافظ شود و مداربر قطع شود، بنابراین تأمین برق قطع می‌شود. این موضوع عدم راحتی برای کاربران ایجاد می‌کند و بر پیشرفت طبیعی تولید و زندگی تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، در فرآیند تولید یک کارخانه، اگر خطا تک‌فازی قوسی ناگهانی باعث قطع برق شود، ممکن است تولید متوقف شود و ضرر اقتصادی ایجاد شود.
گسترش محدوده خطا: اگر خطا تک‌فازی قوسی به موقع حذف نشود، ممکن است به خطا دو فازی گسترش یابد، محدوده خطا گسترش یابد و دشواری و زمان تعمیر افزایش یابد. به عنوان مثال، قوس الکتریکی ممکن است تجهیزات و هادی‌های اطراف را ذوب کند و خطا دو فازی ایجاد کند و محدوده خطا را گسترش دهد.
راه‌حل‌های زمین‌بندی قوسی
نگهداری و مدیریت تجهیزات
بازرسی‌های منظم: بازرسی و نگهداری منظم تجهیزات برق، شناسایی و رسیدگی به موقع به نقص‌های عایق‌بندی تجهیزات. به عنوان مثال، تست مقاومت عایق‌بندی کابل‌ها، تشخیص تخلیه محلی، تجزیه گازهای روغن ترانسفورماتور، تست مقاومت مستقیم پیچه‌ها و غیره، تا بتوان نقص‌های پنهان تجهیزات را به موقع شناسایی کرد.
تقویت بازرسی: تقویت بازرسی خطوط و تجهیزات برق و شناسایی و رسیدگی به موقع به خطرات خارجی. به عنوان مثال، افزایش تعداد بازرسی‌های خطوط هوایی، تمیز کردن به موقع درختان و آوار در نزدیکی خط، و جلوگیری از تماس درختان با خط؛ علامت‌گذاری و محافظت از کابل‌های زیرزمینی در مناطق ساخت و ساز تا جلوگیری از آسیب‌های ساخت و ساز.
استفاده از دستگاه خنثی‌سازی قوس
سیم پیچ خنثی‌ساز: در سیستم‌های بدون زمین‌بندی محاور یا زمین‌بندی با سیم پیچ خنثی‌ساز، پارامترهای سیم پیچ خنثی‌ساز را می‌توان به صورت مناسب تنظیم کرد تا بتواند به طور مؤثر جریان ظرفیتی زمین‌بندی را جبران کند و ایجاد قوس را کاهش دهد. هنگامی که خطا تک‌فازی رخ می‌دهد، جریان القایی تولید شده توسط سیم پیچ خنثی‌ساز می‌تواند جریان ظرفیتی زمین‌بندی را جبران کند تا جریان زمین‌بندی به سطح پایین‌تری کاهش یابد و در نتیجه خسارت ناشی از زمین‌بندی قوسی کاهش یابد.
دستگاه انتخاب خط خطا زمین‌بندی: نصب دستگاه انتخاب خط خطا زمین‌بندی می‌تواند خط خطا را به سرعت و دقیق تشخیص دهد و خط خطا را به موقع حذف کند تا از گسترش خطا جلوگیری شود. به عنوان مثال، دستگاه انتخاب خط خطا زمین‌بندی بر اساس اصل جریان صفر و جهت توان صفر می‌تواند خط خطا را هنگام رخ دادن خطا تک‌فازی قوسی به سرعت تعیین کند و پایه‌ای برای رسیدگی به خطا ارائه دهد.
بهبود سطح عایق‌بندی تجهیزات
انتخاب مواد عایق‌بندی با کیفیت بالا: در فرآیند ساخت و نصب تجهیزات برق، مواد عایق‌بندی با کیفیت بالا انتخاب می‌شوند تا عملکرد عایق‌بندی تجهیزات بهبود یابد. به عنوان مثال، استفاده از مواد عایق‌بندی مقاوم در برابر دما بالا و پیری می‌تواند عمر مفید تجهیزات را افزایش دهد و خطر آسیب دیدگی عایق‌بندی را کاهش دهد.
تقویت عایق‌بندی: تقویت عایق‌بندی تجهیزات برای بهبود قدرت عایق‌بندی آنها. به عنوان مثال، پوشش آب‌بندی و رطوبت‌بندی اتصالات کابل و عایق‌بندی پیچه‌های ترانسفورماتور می‌تواند عملکرد عایق‌بندی تجهیزات را بهبود بخشد و ایجاد خطا تک‌فازی را کاهش دهد.
