Aşırı Gerilim Koruması
Elektrik güç sistemlerinde anormal gerilim aşımı olasılığı her zaman vardır. Bu anormal gerilim aşımı çeşitli nedenlerle oluşabilir, örneğin, ağır yükün ani kesilmesi, yıldırım darbeleri, anahtarlamalar vb. Bu gerilim aşımı stresleri, güç sistemindeki çeşitli ekipmanların ve yalıtıcıların izolasyonunu hasarlı hale getirebilir. Tüm gerilim aşımı stresleri sistemin izolasyonunu hasarlandırmak için yeterince güçlü olmasa da, elektrik güç sisteminin düzgün çalışmasını sağlamak için bu gerilim aşımının da önlenmesi gerekir.
Bu tüm tür yıkıcı ve yıkıcı olmayan anormal gerilim aşımı, gerilim aşımı koruması ile sistemden ortadan kaldırılır.
Gerilim Fırtınası
Güç sistemine uygulanan gerilim aşımı genellikle geçicidir. Geçici gerilim veya gerilim fırtınası, çok kısa bir süre içinde yüksek zirveye çıkan ani bir gerilim olarak tanımlanır.
Gerilim fırtınaları geçici doğaya sahiptir, yani çok kısa bir süre boyunca var olurlar. Güç sistemindeki bu gerilim fırtınalarının ana nedeni, yıldırım darbeleri ve sistemin anahtarlama darbeleridir. Ancak, güç sistemindeki gerilim aşımı, izolasyon başarısızlığı, yayma toprak ve rezonans gibi diğer nedenlerle de meydana gelebilir.
Anahtarlama darbesi, izolasyon başarısızlığı, yayma toprak ve rezonans nedeniyle elektrik güç sisteminde oluşan gerilim fırtınaları genellikle büyüklük olarak çok büyük değildir. Bu gerilim aşımı, normal gerilim seviyesinin iki katını zorlukla aşar. Genellikle, güç sisteminin farklı ekipmanlarına uygun izolasyon, bu gerilim aşımı nedeniyle herhangi bir hasarı önlemek için yeterlidir. Ancak, yıldırım nedeniyle oluşan gerilim aşımı çok yüksektir. Eğer gerilim aşımı koruması güç sistemine sağlanmazsa, ciddi hasar riski olabilir. Bu nedenle, güç sisteminde kullanılan tüm gerilim aşımı koruma cihazları, çoğunlukla yıldırım darbeleri nedeniyledir.
Şimdi farklı gerilim aşımı nedenlerini tek tek ele alalım.
Anahtarlama Darbesi veya Anahtarlama Fırtınası
Bir boş yük taşıyan hat birden açıldığında, hat üzerindeki gerilim normal sistem geriliminin iki katına çıkar. Bu gerilim geçicidir. Bir yüklü hat birden kapatıldığında veya kesildiğinde, hat üzerindeki gerilim de yüksek hale gelir. Sistemdeki anahtarlama işlemi sırasında, özellikle hava patlamalı devre kesicilerin açma işlemi sırasında akım kesilmesi, sisteme gerilim aşımı oluşturur. İzolasyon başarısızlığında, canlı bir iletken birden toprağa bağlanır. Bu da sistemin ani bir gerilim aşımı oluşturmasına neden olabilir.
Alternatör tarafından üretilen emf dalgası bozulduğunda, beşinci veya daha yüksek harmonikler nedeniyle rezonans sorunu ortaya çıkabilir. Aslında, beşinci veya daha yüksek harmoniklerin frekansları için, sistemde indüktif reaktansın sistem kapasitif reaktansına eşit olduğu bir kritik durum ortaya çıkar. Bu reaktanslar birbirini iptal ettiği için, sistem tamamen dirençli hale gelir. Bu fenomene rezonans denir ve rezonans sırasında sistem gerilimi çok artabilir.
Ancak, yukarıda belirtilen tüm bu nedenler, sisteminde çok yüksek olmayan gerilim aşımı oluşturur.
Yıldırım darbeleri nedeniyle oluşan gerilim fırtınaları ise amplituda açısından çok yüksek ve son derece yıkıcıdır. Yıldırım darbesi etkisi, güç sisteminin gerilim aşımı koruması için mutlaka önlenmelidir.
Yıldırım Koruması Yöntemleri
Yıldırım koruması için genellikle kullanılan üç ana yöntem vardır. Bunlar şunlardır:
Topraklama ekranı.
Havada toprak kablosu.
Yıldırım yakalayıcı veya dalga bölücü.
Topraklama Ekranı
Topraklama ekranı genellikle elektrik alt istasyonları üzerinde kullanılır. Bu düzenlemede, GI tel ağının alt istasyonun üzerine monte edilir. Topraklama ekranı için kullanılan GI teller, farklı alt istasyon yapılarından doğru şekilde toprağa bağlanır. Bu toprağa bağlı GI tel ağı, yıldırım darbeleri için çok düşük bir direnç yolunu sağlar.
Bu yüksek gerilim koruma yöntemi çok basit ve ekonomiktir, ancak temel dezavantajı, farklı besleyiciler aracılığıyla alt istasyona ulaşabilecek seyahat eden dalgayı sistemi koruyamamasıdır.
Havada Toprak Kablosu
Bu gerilim aşımı koruma yöntemi, topraklama ekranına benzerdir. Tek fark, topraklama ekranı bir elektrik alt istasyonun üzerinde yer alırken, havada toprak kablosu elektrik transmisyon ağı üzerinde yer alır. Uygun kesiti olan bir veya iki stranlı GI tel, transmisyon iletkenlerinin üzerinde yerleştirilir. Bu GI teller, her transmisyon kulesinde doğru şekilde toprağa bağlanır. Bu havada toprak kablosu veya toprak kablosu, transmisyon iletkenlerine doğrudan vurmak yerine tüm yıldırım darbelerini toprağa yönlendirir.
Yıldırım Yakalayıcı
Daha önce tartışılan iki yöntem, yani topraklama ekranı ve havada toprak kablosu, doğrudan yıldırım darbelerinden elektrik güç sistemini korumak için çok uygun olsa da, bu yöntemler, alt istasyon ekipmanlarına doğru ilerleyebilecek yüksek gerilimli seyahat eden dalgalar konusunda hiçbir koruma sağlamaz.
Yıldırım yakalayıcı, yüksek gerilimli seyahat eden dalgalar için toprağa çok düşük bir empedans yolunu sağlayan bir cihazdır.
Yıldırım yakalayıcının kavramı çok basittir. Bu cihaz, doğrusal olmayan bir elektriksel direnç gibi davranır. Gerilim arttıkça direnç azalır ve bunun tersi, belirli bir gerilim seviyesinden sonra.
Yıldırım yakalayıcı veya dalga bölücülerin işlevleri aşağıdaki gibi sıralanabilir.
Normal gerilim seviyesinde, bu cihazlar kolayca sistemin gerilimini dayanır ve elektrik yalıtıcı olarak hareket eder ve sistem akımına herhangi bir iletken yol sağlar.
Sisteminde bir gerilim fırtınası olduğunda, bu cihazlar fazladan yükün toprağa gitmesi için çok düşük bir empedans yolunu sağlar.
Fırtına yükünü toprağa ilettiği zaman, gerilim normal seviyesine döner. Daha sonra yıldırım yakalayıcı yalıtım özelliklerini tekrar kazanır ve toprağa daha fazla akım iletimini engeller.
Güç sistemlerinde kullanılan farklı tür yıldırım yakalayıcılar bulunmaktadır, örneğin çubuk boşluk yıldırım yakalayıcı, kornet boşluk yıldırım yakalayıcı, çok boşluklu yıldırım yakalayıcı, atış tipi LA, valf tipi LA.
Bunların yanı sıra, şu anda en yaygın olarak kullanılan yıldırım yakalayıcı, gerilim aşımı koruması için boşluksız ZnO yıldırım yakalayıcıdır.
Açıklama: Orijinali saygıya değer, iyi makaleler paylaşılabilir, herhangi bir fiziki veya zihinsel tehlit varsa lütfen silme başvurusunda bulunun.
