הגנה מיתר לחץ

יש תמיד סיכוי שמערכת חשמל תסבול ממתח גבוה חריג. המתח הגבוה החריג הזה עשוי להיגרם מסיבות שונות כגון, הפסקה פתאומית של עומס כבד, פגיעות ברק, פגיעות מעבר וכו'. מתח גבוה זה עשוי לפגוע בבודדי החשמל של ציוד שונים ובודדי המערכת. למרות שהמתח הגבוה אינו חזק מספיק כדי לפגוע בבודדי המערכת, עדיין יש להימנע ממנו כדי להבטיח את הפעולה חלקה של מערכת החשמל. כל סוגי המתח הגבוה החריגים ההרסניים והלא הרסניים נמחקים מהמערכת באמצעות הגנה על מתח גבוה.

嬗變電壓

מתח גבוה שמופעל על מערכת החשמל הוא בדרך כלל טרנסיאנטי במהותו. מתח טרנסיאנטי או מתח嬗變電壓是暂时性的，意味着它们存在的时间非常短暂。电力系统中这些电压浪涌的主要原因是雷电冲击和系统的开关冲击。但电力系统中的过电压也可能是由于绝缘故障、电弧接地和共振等原因引起的。 这些由于开关浪涌、绝缘故障、电弧接地和共振出现在电力系统中的电压浪涌幅度并不大。这些过电压几乎不会超过正常电压水平的两倍。通常，对电力系统的不同设备进行适当的绝缘就足以防止这些过电压造成的任何损坏。但由于雷电引起的过电压非常高，如果电力系统没有提供**过电压保护**，则可能会造成严重的损坏。因此，电力系统中使用的大多数过电压保护装置主要是为了防止雷电浪涌。 让我们逐一讨论过电压的不同原因。 ### 开关冲击或开关浪涌 当一条空载输电线路突然接通时，线路上的电压会变成正常系统电压的两倍。这种电压是暂时性的。当一条带负载的线路突然断开或中断时，线路两端的电压也会变得很高。在空气断路器的开断操作过程中，系统中的电流切断会导致系统过电压。在绝缘故障时，一根带电导体突然接地，这也可能导致系统中的突然过电压。 如果发电机产生的电动势波形失真，由于5次或更高次谐波可能会出现共振问题。实际上，对于5次或更高次谐波的频率，系统会出现一种临界情况，即系统的感抗等于系统的容抗。由于这两种反应相互抵消，系统变得纯电阻性。这种现象称为共振，在共振时系统电压可能显著增加。但是，上述所有原因在系统中产生的过电压幅度并不高。 但由于雷电冲击在系统中出现的过电压浪涌幅度非常高且具有高度破坏性。因此，必须避免雷电冲击以保护电力系统的过电压。 ### 防雷方法 主要有三种常用的防雷方法，它们是： 1. **接地屏蔽**。 2. **架空地线**。 3. **避雷器或浪涌分压器**。 #### 接地屏蔽 接地屏蔽通常用于电气变电站。在这种布置中，一个镀锌铁丝网被安装在变电站上方。用于接地屏蔽的镀锌铁丝通过不同的变电站结构正确接地。这种覆盖在电气变电站上的接地镀锌铁丝网为雷击提供了非常低阻抗的接地路径。 这种方法的高压保护非常简单且经济，但主要缺点是它不能保护系统免受通过不同馈线到达变电站的行波。 #### 架空地线 这种方法与接地屏蔽类似。唯一的区别是，接地屏蔽放置在电气变电站上方，而架空地线则放置在电气传输网络上方。一到两条适当截面的镀锌铁丝放置在传输导线上方。这些镀锌铁丝在每个传输塔上正确接地。这些架空地线将所有雷击引向地面，而不是直接击中传输导线。 #### 避雷器 前面讨论的两种方法，即接地屏蔽和架空地线，非常适合保护电气电力系统免受直接雷击，但这些方法无法提供任何针对通过线路传播到变电站设备的高电压行波的保护。 避雷器是一种为高电压行波提供非常低阻抗接地路径的设备。 避雷器的概念非常简单。该设备表现为非线性电阻。随着电压的增加电阻减小，反之亦然，在一定电压水平之后。 避雷器或浪涌分压器的功能如下： 1. 在正常电压水平下，这些设备可以轻松承受系统电压作为电气绝缘体，并不为系统电流提供导电路径。 2. 当系统中出现电压浪涌时，这些设备为浪涌的多余电荷提供非常低阻抗的接地路径。 3. 将浪涌的电荷传导到地面后，电压恢复到正常水平。然后避雷器重新获得其绝缘性能并防止进一步的电流流向地面。 电力系统中使用了不同类型的避雷器，如棒间隙避雷器、角间隙避雷器、多间隙避雷器、排气型避雷器、阀型避雷器。除了这些，现在最常用的避雷器是无间隙ZnO避雷器。 <声明：尊重原创，好文章值得分享，如有侵权请联系删除。>