Overspændingsbeskyttelse
Der er altid en risiko for, at et elektrisk strømsystem udsættes for abnorme overstrømninger. Disse abnorme overstrømninger kan skyldes forskellige årsager, såsom pludselig afbrydelse af tung belastning, lynimpulser, skiftimpulser osv. Disse overstrømningsspændinger kan skade isolationen på forskellige enheder og isolatorer i strømsystemet. Selvom ikke alle overstrømningsspændinger er stærke nok til at skade systemets isolation, bør de alligevel undgås for at sikre problemfri drift af det elektriske strømsystem.
Disse former for destruktive og ikkedestruktive abnorme overstrømninger elimineres fra systemet ved hjælp af overstrømningssikring.
Spændingsstød
De overstrømningsspændinger, der påføres strømsystemet, er generelt midlertidige. Midlertidigt spænding eller spændingsstød defineres som en pludselig stigning i spændingen til en høj top i en meget kort periode.
Spændingsstødene er midlertidige, hvilket betyder, at de findes i en meget kort periode. De vigtigste årsager til disse spændingsstød i strømsystemet skyldes lynimpulser og skiftimpulser i systemet. Men overstrømning i strømsystemet kan også forårsages af isolationssammenbrud, arcing ground og resonans osv.
Spændingsstødene optræder i det elektriske strømsystem på grund af skiftstød, isolationssammenbrud, arcing ground og resonans, er ikke særlig store i størrelse. Disse overstrømninger krydser knap nok to gange det normale spændingsniveau. Generelt er korrekt isolation af de forskellige enheder i strømsystemet tilstrækkelig til at forhindre enhver skade som følge af disse overstrømninger. Men overstrømninger, der opstår i strømsystemet på grund af lyn, er meget høje. Hvis overstrømningssikring ikke ydes til strømsystemet, kan der være stor risiko for alvorlig skade. Derfor bruges de fleste overstrømningssikringsenheder i strømsystemet primært på grund af lynstød.
Lad os drøfte de forskellige årsager til overstrømninger en efter en.
Skiftimpuls eller Skiftstød
Når en tom transmissionsleding pludselig slås til, bliver spændingen på ledningen dobbelt så stor som den normale systemspænding. Denne spænding er midlertidig. Når en belasted ledning pludselig slukkes eller afbrydes, bliver spændingen på ledningen også høj. Hovedårsagen til dette er strømklippning i systemet, især under åbningsoperation af luftblæserkredsløbsbrydere, som forårsager overstrømning i systemet. Under isolationssammenbrud jordes en liveleder pludselig. Dette kan også forårsage pludselig overstrømning i systemet.
Hvis spændingsbølgen, der produceres af alternatoren, er forvrænget, kan problemer med resonans opstå på grund af 5te eller højere harmoniske. I virkeligheden for frekvenser af 5te eller højere harmoniske opstår der en kritisk situation i systemet, hvor induktiv reaktance i systemet bliver lige så stor som kapacitiv reaktance i systemet. Da disse to reaktancer neutraliserer hinanden, bliver systemet rent resistivt. Dette fænomen kaldes resonans, og ved resonans kan systemets spænding øges betydeligt.
Men alle de ovennævnte årsager skaber overstrømninger i systemet, som ikke er særlig høje i størrelse.
Men overstrømningstød, der optræder i systemet på grund af lynimpulser, er meget høje i amplitude og højst destruktive. Effekten af lynimpulser skal derfor undgås for overstrømningssikring af strømsystemet.
Metoder til Beskyttelse mod Lyn
Der findes hovedsageligt tre hovedmetoder, der generelt anvendes til beskyttelse mod lyn. De er
Jordningsnet.
Overhede jordledning.
Lynafleder eller spændingsdivider.
Jordningsnet
Jordningsnet anvendes generelt over elektriske understationer. I denne konfiguration monteres et net af GI-tråd over understationen. De GI-tråde, der anvendes til jordningsnet, er korrekt jordet gennem forskellige understationskonstruktioner. Dette netværk af jordede GI-tråde over elektriske understationer giver en meget lavt impedansvej til jorden for lynnedslag.
Denne metode til højspændingsbeskyttelse er meget simpel og økonomisk, men den største ulempe er, at den ikke kan beskytte systemet mod rejsende bølger, der kan nå til understationen via forskellige forsyningsledninger.
Overhede jordledning
Denne metode til overstrømningssikring ligner jordningsnet. Det eneste forskel er, at et jordningsnet placeres over en elektrisk understation, mens en overhede jordledning placeres over et elektrisk transmissionsnetværk. En eller to strandede GI-tråde med passende tværsnit placeres over transmissionslederne. Disse GI-tråde er korrekt jordet på hver transmissionsmaste. Disse overhede jordtråde eller jordledninger omdirigerer alle lynnedslag til jorden i stedet for at lade dem ramme transmissionslederne direkte.
Lynafleder
De tidligere diskuterede to metoder, nemlig jordningsnet og overhede jordledning, er meget egnet til at beskytte et elektrisk strømsystem mod rettede lynnedslag, men disse metoder kan ikke give nogen beskyttelse mod højspændingsrejsende bølger, der kan propageres gennem linjen til udstyr i understationen.
Lynaflederen er en enhed, der giver en meget lavt impedansvej til jorden for højspændingsrejsende bølger.
Konceptet med en lynafleder er meget enkelt. Denne enhed opfører sig som en ikke-lineær elektrisk resistens. Resistansen falder, når spændingen stiger, og vice versa, efter et bestemt spændingsniveau.
Funktionerne for en lynafleder eller spændingsdivider kan opsummeres som følgende.
Under normalt spændingsniveau kan disse enheder let modstå systemets spænding som elektrisk isolator og give ingen ledevej for systemstrømmen.
Ved forekomst af spændingsstød i systemet giver disse enheder en meget lavt impedansvej for overskuddet af stødets ladning til jorden.
Efter at have ledt stødets ladning til jorden, kommer spændingen tilbage til sit normale niveau. Derefter genopnår lynaflederen sin isolation ordentligt og forhindrer yderligere ledning af strøm til jorden.
Der findes forskellige typer lynafledere, der anvendes i strømsystemer, såsom stavspaltarrester, hornspaltarrester, flerspaltarrester, udskillelses-type LA, ventiltype LA.
I tilføjelse til disse er den mest almindelige lynafleder for overstrømningssikring i dag også en gapless ZnO-lynafleder.
Erklæring: Respektér det originale, godt artikel fortjener at deles, hvis der er krænkelse kontakt til sletning.
