Protección contra sobretensión
Sempre existe a posibilidade de que un sistema eléctrico sufra de sobretensións anormais. Estas sobretensións anormais poden ser causadas por varias razóns, como a interrupción súbita dunha carga pesada, impulsos de raio, impulsos de conmutación, etc. Estes estrés de sobretensión poden danar o aislamento de diversos equipos e aisladores do sistema eléctrico. Aínda que non todos os estrés de sobretensión son suficientemente fortes para danar o aislamento do sistema, aínda así, estas sobretensións tamén deben evitarse para asegurar o funcionamento liso do sistema eléctrico.
Todos estes tipos de sobretensións anormais destructivas e non destructivas son eliminadas do sistema mediante a protección contra sobretensión.
Subida de tensión
Os estrés de sobretensión aplicados ao sistema eléctrico, xeralmente son de natureza transitória. A tensión transitaria ou subida de tensión defínese como un aumento súbito da tensión a un pico alto en moi curto período de tempo.
As subidas de tensión son de natureza transitária, iso significa que existen durante un período de tempo moi curto. A causa principal destas subidas de tensión no sistema eléctrico son os impulsos de raio e os impulsos de conmutación do sistema. Pero a sobretensión no sistema eléctrico tamén pode ser causada por fallos de aislamento, arco ao chao e resonancia, etc.
As subidas de tensión aparecen no sistema eléctrico debido a impulsos de conmutación, fallos de aislamento, arco ao chao e resonancia, non son moi grandes en magnitude. Estas sobretensións mal chegan ao dobre do nivel de tensión normal. Xeralmente, un aislamento adecuado aos diferentes equipos do sistema eléctrico é suficiente para prevenir calquera dano debido a estas sobretensións. Pero as sobretensións que ocorren no sistema eléctrico debido ao raio son moi altas. Se non se proporciona protección contra sobretensión ao sistema eléctrico, hai unha alta probabilidade de dano severo. Polo tanto, todos os dispositivos de protección contra sobretensión utilizados no sistema eléctrico son principalmente debido a impulsos de raio.
Vamos discutir as diferentes causas de sobretensións unha por unha.
Impulso de conmutación ou subida de tensión de conmutación
Cando unha liña de transmisión sen carga se conecta de súpeto, a tensión na liña duplica a tensión normal do sistema. Esta tensión é de natureza transitária. Cando unha liña cargada se desconecta ou interrompe de súpeto, a tensión a través da liña tamén se incrementa lo suficiente. O corte de corrente no sistema, principalmente durante a operación de apertura dun interruptor de circuito de aire comprimido, causa sobretensión no sistema. Durante un fallo de aislamento, un conductor activo se terra de súpeto. Isto tamén pode causar unha sobretensión súbita no sistema.
Se a onda electromotriz producida polo alternador está distorsionada, o problema de ressonancia pode ocorrer debido aos harmónicos de 5ª ou superiores. En realidade, para frecuencias de harmónicos de 5ª ou superiores, a situación crítica no sistema aparece de tal maneira que a reactivancia indutiva do sistema é igual á reactivancia capacitiva do sistema. Como ambas reactivancias se cancelan, o sistema tornase puramente resistivo. Este fenómeno chámase ressonancia e, na ressonancia, a tensión do sistema pode aumentar significativamente.
Pero todas estas razóns mencionadas anteriormente crean sobretensións no sistema que non son moi altas en magnitude.
Pero as subidas de tensión que aparecen no sistema debido aos impulsos de raio son moi altas en amplitud e altamente destructivas. O efecto dos impulsos de raio, polo tanto, debe evitarse para a protección contra sobretensión do sistema eléctrico.
Métodos de protección contra o raio
Estes son principalmente tres métodos xeralmente utilizados para a protección contra o raio. Son
Pantalla de aterramento.
Fío de aterramento aéreo.
Pararrayos ou divisores de surtos.
Pantalla de aterramento
A pantalla de aterramento xeralmente úsase sobre subestacións eléctricas. Nesta disposición, unha rede de fío de GI montase sobre a subestación. Os fíos de GI, utilizados para a pantalla de aterramento, están correctamente aterrados a través de diferentes estruturas da subestación. Esta rede de fíos de GI aterrados sobre a subestación eléctrica proporciona un camiño de baixa resistencia ao chao para os golpes de raio.
Este método de protección contra altas tensións é moi simple e económico, pero o principal inconveniente é que non pode protexer o sistema das ondas viaxes que poden chegar á subestación a través de diferentes alimentadores.
Fío de aterramento aéreo
Este método de protección contra sobretensión é similar á pantalla de aterramento. A única diferenza é que unha pantalla de aterramento colócase sobre unha subestación eléctrica, mentres que, o fío de aterramento aéreo colócase sobre a rede de transmisión eléctrica. Un ou dous fíos de GI trançados de sección adecuada colócanse sobre os conductores de transmisión. Estes fíos de GI están correctamente aterrados en cada torre de transmisión. Estes fíos de aterramento aéreos ou fíos de terra desvían todos os golpes de raio ao chao en lugar de permitir que golpeen directamente nos conductores de transmisión.
Pararrayos
Os dous métodos anteriormente discutidos, isto é, a pantalla de aterramento e o fío de aterramento aéreo, son moi adecuados para protexer un sistema eléctrico de golpes de raio directos, pero estos métodos non poden proporcionar ningunha protección contra ondas viaxes de alta tensión que poden propagarse pola liña ata o equipo da subestación.
O pararrayos é un dispositivo que proporciona un camiño de baixa impedancia ao chao para ondas viaxes de alta tensión.
O concepto dun pararrayos é moi simple. Este dispositivo comportase como unha resistencia eléctrica non linear. A resistencia diminúe a medida que a tensión aumenta e viceversa, despois dun certo nivel de tensión.
As funcións dun pararrayos ou divisores de surtos poden listarse como a continuación.
Ao nivel de tensión normal, estes dispositivos soportan facilmente a tensión do sistema como aislante eléctrico e non proporcionan ningún camiño condutor para a corrente do sistema.
Ao ocorrer un surto de tensión no sistema, estes dispositivos proporcionan un camiño de baixa impedancia para o exceso de carga do surto ao chao.
Despois de conducir as cargas do surto ao chao, a tensión volve ao seu nivel normal. Entón, o pararrayos recupera a súa propiedade de aislante e prevén a conducción adicional de corrente ao chao.
Existen diferentes tipos de pararrayos utilizados no sistema de potencia, como o pararrayos de brecha de varilla, o pararrayos de brecha de cuerno, o pararrayos de múltiples brechas, o pararrayos de expulsión, o pararrayos de válvula.
A partires destes, o pararrayos de ZnO sen brecha é o máis comúnmente utilizado para a protección contra sobretensión nos días de hoxe.
Declaración: Respetar el original, artículos buenos que merecen ser compartidos, si hay infracción por favor contactar para eliminar.
