Přenos nadměrného napětí
V elektrickém systému vždy existuje možnost vystavení náhlým přetížením napětí. Tyto náhlé přetížení napětí mohou být způsobeny různými důvody, jako je náhlé přerušení velkého zatížení, bleskové impulsy, přepínací impulzy atd. Tato přetížení napětí mohou poškodit izolaci různých zařízení a izolátorů v elektrickém systému. Ačkoli ne všechna přetížení napětí jsou dostatečně silná, aby poškodila izolaci systému, stále je třeba je vyhnout, aby se zajistilo hladké fungování elektrického systému. Všechny tyto destruktivní i nedestruktivní náhlé přetížení napětí jsou odstraněny z systému prostřednictvím ochrany před přetížením napětí.
Náhlé přetížení napětí
Náhlá přetížení napětí, která se vyskytují v elektrickém systému, jsou obecně dočasné povahy. Dočasné přetížení napětí nebo náhlé přetížení napětí je definováno jako náhlý vzrůst napětí na vysoký vrchol v krátkém časovém úseku. Náhlá přetížení napětí jsou dočasné povahy, což znamená, že trvají jen velmi krátkou dobu. Hlavní příčinou těchto náhlých přetížení napětí v elektrickém systému jsou bleskové impulzy a přepínací impulzy systému. Přetížení napětí v elektrickém systému mohou způsobit také selhání izolace, obloukové zazemlení a rezonance atd.
Náhlá přetížení napětí, která se vyskytují v elektrickém systému kvůli přepínacím přetížením, selhání izolace, obloukovému zazemlení a rezonanci, nemají velkou amplitudu. Tato přetížení napětí téměř nikdy nepřekročí dvakrát normální úroveň napětí. Obvykle je dostatečná správná izolace různých zařízení v elektrickém systému, aby se zabránilo jakémukoli poškození těmito přetíženími napětí. Avšak přetížení napětí způsobená blesky jsou velmi vysoká. Pokud není systému poskytnuta ochrana před přetížením napětí, může dojít k vysokému riziku vážného poškození. Proto jsou všechna zařízení pro ochranu před přetížením napětí používána v elektrickém systému hlavně kvůli bleskovým přetížením.
Pojďme projednat různé příčiny přetížení napětí jednu po druhé.
Přepínací impuls nebo přepínací přetížení napětí
Když je bez zatížení připojená vedení náhle zapnuta, napětí na vedení se stane dvakrát vyšší než normální systémové napětí. Toto napětí je dočasné povahy. Když je zatížené vedení náhle vypnuto nebo přerušeno, napětí na vedení se také zvýší. Hlavní příčinou tohoto přetížení napětí je přerušení proudového toku v systému, zejména při otevírání výbojkového spínače. Během selhání izolace může živý vodič být náhle zazemlen, což může způsobit náhlé přetížení napětí v systému.
Pokud je emf vlna vygenerovaná alternátorem zkreslena, může dojít k problému s rezonancí kvůli 5th nebo vyšší harmonice. Skutečně, pro frekvence 5th nebo vyšší harmoniky, se v systému objeví kritická situace, kdy induktivní reaktance systému se rovná kapacitní reaktanci systému. Jelikož se obě reaktance navzájem vyruší, systém se stává čistě odporovým. Tento jev se nazývá rezonance a při rezonanci se systémové napětí může značně zvýšit. Ale všechny tyto uvedené příčiny vytvářejí v systému přetížení napětí, která nejsou velmi vysoká. Přetížení napětí způsobená bleskovými impulzy mají však velmi vysokou amplitudu a jsou velmi destruktivní. Účinek bleskových impulsů tedy musí být vyhnut, aby byla zajištěna ochrana před přetížením napětí v elektrickém systému.
Způsoby ochrany proti bleskům
Existuje tři hlavní metody, které se obecně používají k ochraně proti bleskům. Jsou to:
Zazemňovací síť.
Přenosové zazemňovací vedení.
Bleskosvod nebo rozdělovač přetížení.
Zazemňovací síť
Zazemňovací síť se obecně používá nad elektrickými podstanicemi. V této konfiguraci je nad podstanicí umístěna síť z GI drátu. GI dráty, používané pro zazemňovací síť, jsou správně zazemněny prostřednictvím různých struktur podstanice. Tato síť zazemněných GI drátů nad elektrickou podstanicí poskytuje velmi nízkoodpornou cestu k zemi pro bleskové zásahy.
Tento způsob ochrany před vysokým napětím je velmi jednoduchý a ekonomický, ale hlavní nevýhodou je, že nemůže chránit systém před cestujícími vlnami, které mohou dorazit k podstaničce prostřednictvím různých vedení.
Přenosové zazemňovací vedení
Tento způsob ochrany před přetížením napětí je podobný jako zazemňovací síť. Jednou z rozdílů je, že zazemňovací síť je umístěna nad elektrickou podstanicí, zatímco přenosové zazemňovací vedení je umístěno nad elektrickou přenosovou sítí. Jedno nebo dvě zvinuté GI vedení vhodného průřezu jsou umístěny nad přenosovými vodiči. Tyto GI vedení jsou správně zazemněny na každé přenosové stožáře. Tato přenosová zazemňovací vedení odvádějí všechny bleskové zásahy k zemi místo toho, aby dopadly přímo na přenosové vodiče.
Bleskosvod
Dva předchozí diskutované způsoby, tj. zazemňovací síť a přenosové zazemňovací vedení, jsou velmi vhodné pro ochranu elektrického systému před přímými bleskovými zásahy, ale tyto metody nemohou poskytnout žádnou ochranu proti vysokému napětí cestující vlny, která může šířit se vedením k zařízení podstaničky. Bleskosvod je zařízení, které poskytuje velmi nízkoodpornou cestu k zemi pro vysoké napětí cestující vlny. Koncept bleskosvodu je velmi jednoduchý. Toto zařízení se chová jako nelineární elektrický odpor. Odpor klesá s narůstajícím napětím a naopak, po dosažení určité úrovně napětí.
Funkce bleskosvodu nebo rozdělovače přetížení lze vymezit níže.
Při normální úrovni napětí tyto zařízení snadno odolávají systémovému napětí jako elektrické izolační materiály a neposkytují vedení pro systémový proud.
Při výskytu přetížení napětí v systému tyto zařízení poskytují velmi nízkoodpornou cestu pro přebytečný náboj přetížení k zemi.
Po provedení přebytečného náboje přetížení k zemi se napětí vrátí na svou normální úroveň. Poté bleskosvod znovu získá svou izolační vlastnost a brání dalšímu vedenu přebytečného náboje k zemi.
Existuje různé typy bleskosvodů používaných v elektrickém systému, jako jsou bleskosvody s tyčovou mezerou, bleskosvody s rohy, víceúrovňové bleskosvody, expulzní typy LA, ventilové typy LA. Kromě těchto se nejčastěji používá pro ochranu před přetížením napětí bezmezerný ZnO bleskosvod.
Prohlášení: Respektujte originál, dobré články stojí za sdílení, pokud dochází k porušení autorských práv, obraťte se prosím na nás pro jejich smazání.
