Захист від перенапруги

Завжди існує можливість того, що електрична система живлення може страждати від аномальних перенапруг. Ці аномальні перенапруги можуть бути спричинені різними причинами, такими як раптове переривання важкої навантаженості, імпульси від блискавок, комутаційні імпульси тощо. Ці напруженні стреси можуть пошкодити ізоляцію різного обладнання та ізоляторів електричної системи. Хоча не всі напруженні стреси достатньо сильні, щоб пошкодити ізоляцію системи, все ж ці перенапруги також слід уникати, щоб забезпечити плавну роботу електричної системи живлення.
Усі типи знищувальних та незнищувальних аномальних перенапруг виключаються з системи за допомогою захисту від перенапруг.

Перенапруга

Напруженні стреси, прикладені до системи живлення, зазвичай мають транзиторний характер. Транзиторне напруження або перенапруга визначається як раптовий підйом напруги до високого піку протягом дуже короткого періоду.
Перенапруги мають транзиторний характер, що означає, що вони існують дуже короткий час. Основною причиною цих перенапруг у системі живлення є імпульси від блискавок та комутаційні імпульси системи. Але перенапруга в системі живлення також може бути спричинена невдачею ізоляції, дуговим заземленням та резонансом тощо.

Перенапруги, що з'являються в електричній системі живлення через комутаційні перенапруги, невдачу ізоляції, дугове заземлення та резонанс, не дуже великі за величиною. Ці перенапруги майже не перевищують двічі нормального рівня напруги. Зазвичай, правильна ізоляція різного обладнання системи живлення достатня для запобігання будь-яких пошкоджень через ці перенапруги. Але перенапруги, що виникають у системі живлення через блискавки, дуже високі. Якщо захист від перенапруг не наданий системі живлення, є висока ймовірність серйозних пошкоджень. Тому всі пристрої захисту від перенапруг, використовувані в системі живлення, головним чином пов'язані з імпульсами від блискавок.

Розглянемо різні причини перенапруг по черзі.

Комутаційний імпульс або комутаційна перенапруга

Коли порожній лінійний провід раптово підключається, напруга на лінії стає удвічі більшою за нормальну системну напругу. Ця напруга є транзиторною. Коли завантажений провід раптово відключається або переривається, напруга на лінії також стає достатньо високою, особливо під час відкриття повітряного стрибкового вимикача, що спричиняє перенапругу в системі. Під час невдачі ізоляції живий провід раптово заземлюється. Це також може спричинити раптову перенапругу в системі.

Якщо хвиля ЕДС, створена генератором, деформована, може виникнути проблема резонансу через 5-й або вищі гармоніки. Насправді, для частот 5-ї або вищих гармонік, в системі виникає критична ситуація, коли індуктивна реактивна опір системи стає рівною ємності реактивному опору системи. Оскільки ці два опори взаємно компенсують один одного, система стає чисто резистивною. Цей феномен називається резонансом, і при резонансі напруга системи може значно збільшитися.
Але всі вищезазначені причини створюють перенапруги в системі, які не дуже великі за величиною.
Але перенапруги, що виникають в системі через імпульси від блискавок, дуже великі за амплітудою і сильно знищуючі. Вплив імпульсу від блискавок тому слід уникати для захисту системи від перенапруг.

Методи захисту від блискавок

Основними є три основні методи, які зазвичай використовуються для захисту від блискавок. Вони такі:

1. Заземлювальна сітка.

2. Повітряний заземлювальний дріт.

3. Ліхтарний гаситель або розділювачі сурджів.

Заземлювальна сітка

Заземлювальна сітка зазвичай використовується над електричними підстанціями. У цьому випадку мережа дротів з гальванізованим покриттям монтується над підстанцією. Дроти, використовувані для заземлювальної сітки, правильно заземлені через різні конструкції підстанції. Ця мережа заземлених дротів над підстанцією забезпечує дуже низький опір шляху до землі для ударів блискавок.

Цей метод захисту від високого напруги дуже простий та економічний, але основний недолік полягає в тому, що він не може захистити систему від бігучої хвилі, яка може досягти підстанції через різні підведення.

Повітряний заземлювальний дріт

Цей метод захисту від перенапруг подібний до заземлювальної сітки. Єдиний відмінок полягає в тому, що заземлювальна сітка розташовується над електричною підстанцією, тоді як повітряний заземлювальний дріт розташовується над електричною мережею передачі. Один або два дроти з гальванізованим покриттям з відповідним поперечним перерізом розташовуються над провідниками передачі. Ці дроти правильно заземлені на кожній опорі передачі. Ці повітряні заземлювальні дроти або заземлювальні дроти відводять всі ударі блискавок до землі, замість того, щоб дозволити їм прямо ударити по провідниках передачі.

Ліхтарний гаситель

Два раніше обговорені методи, а саме заземлювальна сітка та повітряний заземлювальний дріт, дуже підходять для захисту електричної системи живлення від прямих ударів блискавок, але ці методи не можуть забезпечити жодного захисту від високого напруги бігучої хвилі, яка може розповсюджуватися по лінії до обладнання підстанції.
Ліхтарний гаситель — це пристрій, який забезпечує дуже низький імпедансний шлях до землі для високого напруги бігучої хвилі.
Концепція ліхтарного гасителя дуже проста. Цей пристрій веде себе як нелінійний електричний опір. Опір зменшується при збільшенні напруги і навпаки, після певного рівня напруги.

Функції ліхтарного гасителя або розділювачів сурджів можна перерахувати нижче.

1. При нормальному рівні напруги ці пристрої легко витримують системну напругу як електричний ізолятор і не надають провідного шляху для системного струму.

2. При виникненні напруженої сурги в системі ці пристрої надають дуже низький імпедансний шлях для надлишкового заряду сурги до землі.

3. Після проведення зарядів сурги до землі, напруга повертається до свого нормального рівня. Тоді ліхтарний гаситель відновлює свою ізоляцію правильно і запобігає подальшому провідному шляху струму до землі.

Існують різні типи ліхтарних гасителів, використовуваних в системах живлення, таких як стержневий гаситель, роговий гаситель, багатозазорний гаситель, вигнавний тип LA, клапанний тип LA.
Окрім цього, найпоширеніший ліхтарний гаситель для захисту від перенапруг зараз беззазорний ZnO ліхтарний гаситель також використовується.

Заява: Поважайте оригінал, добре статті варті поширення, якщо є порушення авторських прав, будь ласка, зв'яжіться для видалення.