bảo vệ quá áp

هیچ‌گاه احتمال دارد که سیستم برق از ولتاژهای غیرعادی رنج ببرد. این ولتاژهای غیرعادی ممکن است به دلایل مختلفی مانند قطع ناگهانی بار سنگین، ضربات صاعقه، ضربات تغییر وضعیت و غیره ایجاد شوند. این تنش‌های ولتاژ می‌توانند عایق‌بندی تجهیزات مختلف و عایق‌های سیستم برق را خراب کنند. اگرچه همه تنش‌های ولتاژ بالا به اندازه‌ای قوی نیستند که عایق‌بندی سیستم را خراب کنند، اما هنوز هم باید این ولتاژهای بالا جلوگیری شود تا عملکرد هموار سیستم برق تضمین شود.
تمامی این نوع تنش‌های ولتاژ غیرعادی، مخرب و غیرمخرب، با استفاده از اورولتیج محافظت از سیستم حذف می‌شوند.

سیخک ولتاژ

تنش‌های ولتاژی که بر سیستم برق اعمال می‌شوند، عموماً موقتی هستند. ولتاژ موقت یا سیخک ولتاژ به عنوان افزایش ناگهانی ولتاژ به یک اوج بالا در مدت زمان بسیار کوتاه تعریف می‌شود.
سیخک‌های ولتاژ موقتی هستند، یعنی آنها فقط برای مدت زمان بسیار کوتاه وجود دارند. علت اصلی این سیخک‌های ولتاژ در سیستم برق ضربات صاعقه و ضربات تغییر وضعیت سیستم است. اما ولتاژ بالا در سیستم برق ممکن است به دلایل دیگری مانند شکست عایق، زمین‌پردازی و همنواختی و غیره نیز ایجاد شود.

سیخک‌های ولتاژ که به دلیل ضربات تغییر وضعیت، شکست عایق، زمین‌پردازی و همنواختی در سیستم برق ظاهر می‌شوند، در مقدار خیلی زیاد نیستند. این ولتاژهای بالا به سختی دو برابر سطح ولتاژ عادی را می‌گذرانند. عموماً عایق‌بندی مناسب به تجهیزات مختلف سیستم برق کافی است تا هرگونه خسارت ناشی از این ولتاژهای بالا جلوگیری شود. اما ولتاژهای بالا که در سیستم برق به دلیل صاعقه ایجاد می‌شوند بسیار بالا هستند. اگر اورولتیج محافظت به سیستم برق ارائه نشود، احتمال خسارت شدید بسیار زیاد است. بنابراین تمام دستگاه‌های محافظت از ولتاژ بالا که در سیستم برق استفاده می‌شوند عمدتاً به دلیل ضربات صاعقه است.

بیایید دلایل مختلف ولتاژ بالا را یک به یک بحث کنیم.

ضربه تغییر وضعیت یا سیخک تغییر وضعیت

وقتی یک خط انتقال بدون بار ناگهان روشن می‌شود، ولتاژ خط دو برابر ولتاژ سیستم عادی می‌شود. این ولتاژ موقتی است. وقتی یک خط باردار ناگهان خاموش یا قطع می‌شود، ولتاژ در طول خط نیز به حدی بالا می‌رسد که برش جریان در سیستم، عمدتاً در زمان عملیات باز کردن کلید برق هوایی، ولتاژ بالا در سیستم ایجاد می‌کند. در زمان شکست عایق، یک رسانه زنده ناگهان به زمین متصل می‌شود. این می‌تواند ولتاژ ناگهانی بالا در سیستم ایجاد کند.

اگر موج emf تولید شده توسط مولد اعوجاج پیدا کند، مشکل همنواختی ممکن است به دلیل هارمونیک‌های ۵م یا بالاتر رخ دهد. در واقع برای فرکانس‌های ۵م یا بالاتر، وضعیت بحرانی در سیستم به گونه‌ای ظاهر می‌شود که واکنش القایی سیستم دقیقاً با واکنش خازنی سیستم برابر می‌شود. زیرا این دو واکنش یکدیگر را لغو می‌کنند و سیستم به طور کامل مقاومتی می‌شود. این پدیده همنواختی نامیده می‌شود و در همنواختی ولتاژ سیستم ممکن است به اندازه کافی افزایش یابد.
اما همه دلایل ذکر شده بالا ولتاژهای بالا در سیستم ایجاد می‌کنند که در مقدار خیلی زیاد نیستند.
اما سیخک‌های ولتاژ بالا که به دلیل ضربات صاعقه در سیستم ظاهر می‌شوند بسیار بالا و مخرب هستند. اثر ضربه صاعقه بنابراین باید برای محافظت از ولتاژ بالا در سیستم برق اجتناب شود.

روش‌های محافظت از صاعقه

این عمدتاً سه روش اصلی که معمولاً برای محافظت از صاعقه استفاده می‌شود. آنها عبارتند از

1. پرده زمینی.

2. سیم زمینی بالاپر.

3. درگیرکننده صاعقه یا تقسیم‌کننده‌های سیخک.

پرده زمینی

پرده زمینی معمولاً بر روی زیرстанسیون‌های برق استفاده می‌شود. در این تنظیمات یک شبکه از سیم‌های GI بر روی زیرستانسیون نصب می‌شود. سیم‌های GI که برای پرده زمینی استفاده می‌شوند، از طریق ساختارهای مختلف زیرستانسیون به درستی زمین‌پردازی می‌شوند. این شبکه از سیم‌های GI زمین‌پردازی شده بر روی زیرستانسیون، مسیر مقاومت بسیار پایینی برای صاعقه‌های زمینی فراهم می‌کند.

این روش محافظت از ولتاژ بالا بسیار ساده و اقتصادی است اما معیوب اصلی آن این است که نمی‌تواند سیستم را از موج مسافرتی که ممکن است از طریق فیدرهای مختلف به زیرستانسیون برسد، محافظت کند.

سیم زمینی بالاپر

این روش محافظت از ولتاژ بالا مشابه پرده زمینی است. تنها تفاوت آن این است که یک پرده زمینی بر روی یک زیرستانسیون برق قرار دارد، در حالی که سیم زمینی بالاپر بر روی شبکه انتقال برق قرار دارد. یک یا دو سیم جفت‌شده GI با مقطع مناسب بر روی رسانه‌های انتقال قرار می‌گیرند. این سیم‌های GI به درستی در هر برج انتقال زمین‌پردازی می‌شوند. این سیم‌های زمینی بالاپر یا سیم‌های زمینی تمام ضربات صاعقه را به زمین هدایت می‌کنند و اجازه نمی‌دهند که مستقیماً به رسانه‌های انتقال بزنند.

درگیرکننده صاعقه

دو روش قبلی که بحث شد، یعنی پرده زمینی و سیم زمینی بالاپر برای محافظت از سیستم برق از ضربات صاعقه مستقیم بسیار مناسب هستند اما این روش‌ها نمی‌توانند هیچ محافظتی علیه موج ولتاژ بالای مسافرتی که ممکن است از طریق خط به تجهیزات زیرستانسیون برسد، فراهم کنند.
درگیرکننده صاعقه دستگاهی است که مسیر مقاومت بسیار پایینی برای موج ولتاژ بالای مسافرتی به زمین فراهم می‌کند.
مفهوم یک درگیرکننده صاعقه بسیار ساده است. این دستگاه مانند یک مقاومت الکتریکی غیرخطی رفتار می‌کند. مقاومت با افزایش ولتاژ کاهش می‌یابد و برعکس، بعد از سطح مشخصی از ولتاژ.

وظایف یک درگیرکننده صاعقه یا تقسیم‌کننده‌های سیخک می‌توانند به شرح زیر لیست شوند.

1. در سطح ولتاژ عادی، این دستگاه‌ها به راحتی ولتاژ سیستم را به عنوان یک عایق الکتریکی تحمل می‌کنند و هیچ مسیر هدایتی برای جریان سیستم فراهم نمی‌کنند.

2. در زمان رخ دادن سیخک ولتاژ در سیستم، این دستگاه‌ها مسیر مقاومت بسیار پایینی برای بار اضافی سیخک به زمین فراهم می‌کنند.

3. بعد از هدایت بار سیخک به زمین، ولتاژ به سطح عادی خود بازمی‌گردد. سپس درگیرکننده صاعقه عایق‌بندی خود را به درستی بازیابی می‌کند و هدایت بیشتر جریان به زمین را جلوگیری می‌کند.

انواع مختلفی از درگیرکننده‌های صاعقه در سیستم برق استفاده می‌شود، مانند درگیرکننده صاعقه با شکاف میله‌ای، درگیرکننده صاعقه با شکاف شاخه‌ای، درگیرکننده صاعقه چندشکافی، درگیرکننده صاعقه نوع اخراجی، درگیرکننده صاعقه نوع والوئی.
به علاوه این‌ها، درگیرکننده صاعقه بدون شکاف ZnO نیز اکنون برای اورولتیج محافظت به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.