etypes & Characteristics of Surge Arresters etypes ומאפיינים של מכשירי הגנה מפני גלי מתח גבוה
הקדמה
תאונות חשמל אטמוספריות על קווי תחתיות, מוליכים חשופים או מבנים מתכתיים בתחנות כוח פתוחות, וכן מתחים עודפים שנגרמים מפעולות עיבוד של ציוד ורשתות (מתחים עודפים עקב עיבוד), מהווים סיכונים משמעותיים לציוד חשמלי. להגנה על הציוד והקלה על התיאום האיזולציה, יש להתקין מגיני רעידות (ידועים גם בשם "מגני ברקים") בנקודות הכניסה/יציאה של קווי תחתיות ובקרבת טרנספורמרים, בשל אזור ההגנה המרחבי המוגבל שלהם.
סוגי ומאפייני מגיני רעידות
המגנים הנפוצים ביותר הם מסוג מחסום מתכת אוקסיד לא-ליניארי (MO), שממוקם בתוך פורצלן או גומי סיליקון. אלה מחוברים מקבילים לציוד המוגן ומונחים על הקרקע באמצעות רשת האדמה. סוג בניה נוסף משתמש במחסומים של קרבייד סיליקון (SiC) (מגני שסתום), אם כי הם פחות נפוצים כיום.
מאפיינים חשמליים מרכזיים:
מתח הסגירה מחדש: המתח על המגן שבו זרם ההמשך מתנתק באופן надійний після пробою.
מתח הפעולה המשך מקסימלי (MCOV): המתח בתדר הרשת הגבוה ביותר (50 Hz או 60 Hz) שהמגן יכול לשאת בצורה בלתי מוגבלת.
זרם קצר-مدار מרומז: הזרם המרבי של קצר-مدار שהמגן יכול להתמודד איתו בבטיחות.
זרם פריקה נומינלי: ערכים נפוצים כוללים 5 kA, 10 kA ו-20 kA, המעידים על יכולת המגן לספוג אנרגיה של רעידות.
מגני רעידה מחוברים בין מוליכים חשמליים לבין הקרקע. בהתקנות עם מתח מעל 52 kV, עשויים להיות להם מונה פעולות פריקה כדי לעקוב אחר הביצועים. דוגמה למגני רעידות מצוינת בתמונה 1.
שיטות נוספות
בקווי תחתיות ותחנות כוח פתוחות עם מתח מעל 52 kV, נהוג להתקין מערכת הגנה מפני ברקים הכוללת "מוטות ברק", "חוטי הגנה אוויריים" או שילוב של שניהם.
הגנה ממתח עודף נמוך
ציוד מתח נמוך (LV, כאשר \(V \leq 1 \, \text{kV}\)), במיוחד מערכות אלקטרוניות ואינפורמטיקה, רגיש מאוד לנזק קשה מפרצי ברק הנעים דרך כבלים או מבנים.
כדי להפחית את הסיכונים הללו, בדרך כלל מתקינים מגיני רעידות חשמל (SPDs) במגני מתח נמוך. מכשירים אלו כוללים זרמים פריקה נומינליים סטנדרטיים של 5 kA, 10 kA ו-20 kA, כאשר חלק מהדגמים המתקדמים יכולים להתמודד עם 30–70 kA.
בדומה למגני רעידות, SPDs מחוברים בין מוליכים חשמליים לבין הקרקע, כפי שמוצג בתמונה 4. תצורה זו מפנית זרמי רעידות משני הציוד החשוב, ומספקת הגנה ממתחים עודפים.
