نوع‌ها و ویژگی‌های سیم‌کش‌های حفاظتی

مقدمه

برخورد برق اتمسفری با خطوط هوایی، هادی‌های عاری و سازه‌های فلزی در زیرстанسیون‌های خارجی، همچنین ولتاژهای بالا ناشی از عملیات قطع و وصل تجهیزات و شبکه‌ها (ولتاژهای بالای قطع و وصل)، خطرات قابل توجهی برای تجهیزات الکتریکی دارند. برای حفاظت از تجهیزات و تسهیل هماهنگی عایق‌بندی، باید محدودکننده‌های ولتاژ (همچنین به عنوان "محدودکننده‌های برق") در نقاط ورودی/خروجی خطوط هوایی و در نزدیکی ترانسفورماتورها نصب شوند، به دلیل منطقه محافظت مکانی محدود آنها.

انواع و ویژگی‌های محدودکننده‌های ولتاژ

محدودکننده‌های ولتاژ رایج‌ترین، نوع مقاومت اکسید فلز غیرخطی (MO) هستند که در ظروف سرامیک یا کائوچو سیلیکونی قرار دارند. این دستگاه‌ها به صورت موازی با تجهیزات محافظت شده و از طریق شبکه زمین متصل می‌شوند. نوع دیگری از ساختار استفاده از مقاومت‌های کربید سیلیسیم (SiC) (محدودکننده‌های شیره‌ای) است، اگرچه این نوع در حال حاضر کمتر مرسوم است.

ویژگی‌های الکتریکی کلیدی:

• ولتاژ بازسازی: ولتاژ موجود در محدودکننده ولتاژ که پس از جرقه‌زدن، جریان پیگیر به طور مطمئن قطع می‌شود.

• بالاترین ولتاژ عملیاتی مداوم (MCOV): بالاترین ولتاژ فرکانس تغذیه (50 Hz یا 60 Hz) که محدودکننده ولتاژ می‌تواند به طور مداوم تحمل کند.

• جریان کوتاه‌مداری اسمی: بیشترین جریان کوتاه‌مداری که محدودکننده ولتاژ می‌تواند به طور ایمن مدیریت کند.

• جریان تخلیه اسمی: مقادیر رایج شامل 5 kA، 10 kA و 20 kA هستند که ظرفیت محدودکننده ولتاژ برای تخلیه انرژی جرقه را نشان می‌دهند.

محدودکننده‌های ولتاژ بین هادی‌های زنده و زمین متصل می‌شوند. در نصب‌های با ولتاژ بالاتر از 52 kV، ممکن است شمارنده‌های عملیات تخلیه برای نظارت بر عملکرد شامل شوند. یک نمونه از محدودکننده‌های ولتاژ در شکل 1 نشان داده شده است.

روش‌های اضافی

در خطوط هوایی و زیرستانسیون‌های خارجی با ولتاژ بالاتر از 52 kV، روش معمول نصب سیستم محافظت از برق شامل "پینه‌های ضد برق"، "سیم‌های حفاظتی هوایی" یا ترکیبی از هر دو است.

محافظت از ولتاژ بالا در ولتاژ پایین

تجهیزات ولتاژ پایین (LV، که \(V \leq 1 \, \text{kV}\))، به ویژه سیستم‌های الکترونیکی و اطلاعاتی، بسیار حساس به آسیب‌های شدید ناشی از جرقه‌های برق که از طریق کابل‌ها یا سازه‌های ساختمان منتشر می‌شوند هستند.

برای کاهش چنین ریسک‌هایی، معمولاً محافظ‌های ولتاژ بالا (SPDs) در بلوک‌های کلید ولتاژ پایین نصب می‌شوند. این دستگاه‌ها دارای جریان‌های تخلیه اسمی استاندارد 5 kA، 10 kA و 20 kA هستند و بعضی مدل‌های پیشرفته قادر به مدیریت 30-70 kA هستند.

مانند محدودکننده‌های ولتاژ، SPDs بین هادی‌های زنده و زمین متصل می‌شوند، مانند آنچه در شکل 4 نشان داده شده است. این کانفیگوراسیون جریان‌های جرقه را از تجهیزات حساس دور می‌کند و محافظت در برابر رویدادهای ولتاژ بالا را تضمین می‌کند.