Pangangalang Laban sa Sobrang Kuryente

May palaging posibilidad na makaranas ang isang sistema ng elektrikal na lakas ng abnormal na over voltages. Ang mga abnormal na over voltages na ito ay maaaring dulot ng iba't ibang dahilan tulad ng biglaang pagkawala ng malaking load, lightning impulses, switching impulses, atbp. Ang mga over voltage stresses na ito ay maaaring sirain ang insulation ng iba't ibang kagamitan at insulators ng sistema ng lakas. Bagaman, hindi lahat ng over voltage stresses ay sapat na matibay upang sirain ang insulation ng sistema, pero kailangan pa rin silang iwasan upang matiyak ang maayos na operasyon ng sistema ng elektrikal na lakas.
Lahat ng uri ng destructive at non-destructive abnormal over voltages ay tinanggal sa sistema sa pamamagitan ng over voltage protection.

Voltage Surge

Ang over voltage stresses na inilapat sa sistema ng lakas, karaniwang transient sa natura. Ang transient voltage o voltage surge ay inilarawan bilang biglang paglaki ng voltage sa mataas na peak sa napakabigat na panahon.
Ang mga voltage surges ay transient sa natura, ibig sabihin, sila ay umiiral para sa napakabilis na panahon. Ang pangunahing sanhi ng mga voltage surges sa sistema ng lakas ay dulot ng lightning impulses at switching impulses ng sistema. Ngunit ang over voltage sa sistema ng lakas maaari ring dulot ng insulation failure, arcing ground, at resonance, atbp.

Ang mga voltage surges na lumilitaw sa sistema ng elektrikal na lakas dahil sa switching surge, insulation failure, arcing ground, at resonance ay hindi napakalaki sa magnitude. Ang mga over voltages na ito ay mahirap na lumampas sa dalawang beses ng normal na lebel ng voltage. Karaniwan, ang tamang insulation sa iba't ibang kagamitan ng sistema ng lakas ay sapat upang iwasan ang anumang pinsala dahil sa mga over voltages. Ngunit ang over voltages na nangyayari sa sistema ng lakas dahil sa lightning ay napakataas. Kung walang over voltage protection na ibinigay sa sistema ng lakas, maaaring may mataas na posibilidad ng severe damage. Kaya ang lahat ng mga device ng over voltage protection na ginagamit sa sistema ng lakas ay pangunahing dahil sa lightning surges.

Isipin natin ang iba't ibang sanhi ng over voltages isa-isa.

Switching Impulse o Switching Surge

Kapag biglaang iswitch on ang isang walang load na transmission line, ang voltage sa linya ay naging dalawang beses ng normal na system voltage. Ang voltage na ito ay transient sa natura. Kapag biglaang iswitch off o interrupted ang isang loaded line, ang voltage sa linya ay naging mataas dahil sa current chopping sa sistema, lalo na sa panahon ng pagbubukas ng air blast circuit breaker, nagdudulot ng over voltage sa sistema. Sa panahon ng insulation failure, isang live conductor ay biglaang inearth. Ito ay maaari ring magdulot ng biglaang over voltage sa sistema.

Kapag ang emf wave na nilikha ng alternator ay distored, maaaring mangyari ang problema ng resonance dahil sa 5th o mas mataas na harmonics. Talaga, para sa frequencies ng 5th o mas mataas na harmonics, ang critical situation sa sistema ay lumilitaw, na ang inductive reactance ng sistema ay naging katumbas ng capacitive reactance ng sistema. Dahil ang parehong reactance ay kanselado ang bawat isa, ang sistema ay naging purely resistive. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na resonance at sa resonance, ang sistema voltage ay maaaring tumaas sapat.
Pero lahat ng nabanggit na dahilan sa itaas ay lumilikha ng over voltages sa sistema na hindi napakataas sa magnitude.
Pero ang over voltage surges na lumilitaw sa sistema dahil sa lightning impulses ay napakataas sa amplitude at highly destructive. Ang epekto ng lightning impulse kaya ay dapat iwasan para sa over voltage protection ng sistema ng lakas.

Mga Paraan ng Proteksyon Laban sa Lightning

Ang mga ito ay pangunahing tatlong paraan na karaniwang ginagamit para sa proteksyon laban sa lightning. Sila ay

1. Earthing screen.

2. Overhead earth wire.

3. Lightning arrester o surge dividers.

Earthing Screen

Karaniwang ginagamit ang earthing screen sa electrical substation. Sa arrangement na ito, isang net ng GI wire ay nakapatong sa sub-station. Ang mga GI wires, na ginagamit para sa earthing screen, ay maayos na grounded sa pamamagitan ng iba't ibang sub-station structures. Ang network na ito ng grounded GI wire sa electrical sub-station, nagbibigay ng napakababang resistance path sa ground para sa lightning strokes.

Ang paraan ng high voltage protection na ito ay napakasimple at ekonomiko ngunit ang pangunahing drawback ay, hindi ito maaaring protektahan ang sistema mula sa travelling wave na maaaring marating ang sub-station sa pamamagitan ng iba't ibang feeders.

Overhead Earth Wire

Ang paraan ng over voltage protection na ito ay katulad ng earthing screen. Ang tanging kaiba lang, ang earthing screen ay nakapatong sa electrical sub-station, habang ang overhead earth wire ay nakapatong sa electrical transmission network. Isa o dalawang stranded GI wires na may angkop na cross-section ay nakapatong sa itaas ng transmission conductors. Ang mga GI wires na ito ay maayos na grounded sa bawat transmission tower. Ang mga overhead ground wires o earth wire ay dinidivert ang lahat ng lightning strokes sa ground kaysa sa pahintulot na tumama diretso sa transmission conductors.

Lightning Arrester

Ang naunang napagusapan na dalawang paraan, na ang earthing screen at over-head earth wire, ay napakasuitable para sa proteksyon ng electrical power system mula sa directed lightning strokes ngunit hindi sila maaaring magbigay ng anumang proteksyon laban sa high voltage travelling wave na maaaring propagate sa pamamagitan ng linya patungo sa equipment ng sub-station.
Ang lightning arrester ay isang device na nagbibigay ng napakababang impedance path sa ground para sa high voltage travelling waves.
Ang konsepto ng lightning arrester ay napakasimple. Ang device na ito ay gumagana bilang isang nonlinear electrical resistance. Ang resistance ay bumababa habang ang voltage ay tumataas at vice-versa, pagkatapos ng tiyak na lebel ng voltage.

Ang mga function ng lightning arrester o surge dividers ay maaaring ilista bilang sumusunod.

1. Sa normal na lebel ng voltage, ang mga device na ito ay maayos na nakakataas ng sistema voltage bilang electrical insulator at hindi nagbibigay ng conducting path sa sistema current.

2. Kapag nangyari ang voltage surge sa sistema, ang mga device na ito ay nagbibigay ng napakababang impedance path para sa excess charge ng surge patungo sa ground.

3. Pagkatapos ng conduction ng charges ng surge, patungo sa ground, ang voltage ay bumabalik sa normal na lebel. Pagkatapos, ang lightning arrester ay muling nakakakuha ng insulation property at nagpapahinto ng further conduction ng current, patungo sa ground.

May iba't ibang uri ng lightning arresters na ginagamit sa sistema ng lakas, tulad ng rod gap arrester, horn gap arrester, multi-gap arrester, expulsion type LA, valve type LA.
Bukod dito, ang pinaka-karaniwang ginagamit na lightning arrester para sa over voltage protection ngayon ay ang gapless ZnO lightning arrester.

Pahayag: Igalang ang orihinal, mahalagang artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement pakiusap na ilipat sa pag-delete.