Elektrik şebekelerinde atmosferik aşırı gerilim

Bir elektrik tesisatının yalıtımı için tehlikeli bir değere ulaşan ani kısa süreli voltaj yükselmelerine ne ad verilir? aşırı gerilim... Kaynaklarına göre, aşırı gerilimler iki türdür: harici (atmosferik) ve dahili (anahtarlama).

Atmosferik dalgalanmalar, bir elektrik tesisatındaki doğrudan yıldırım çarpmalarından veya yakın çevredeki yıldırım çarpmalarından kaynaklanır. Doğrudan darbelerde olduğu gibi, atmosferik aşırı gerilimler bir elektrik tesisatı için en büyük tehlikeyi temsil eder. yıldırım 200 kA'ya kadar yıldırım akımı ile 1.000.000 V'a ulaşabilirler. Elektrik tesisatının nominal geriliminin değerine bağlı değildirler. Düşük gerilim tesisatları için özellikle tehlikelidirler, çünkü bu tesisatlarda canlı parçalar arasındaki mesafeler ve yalıtım seviyesi yüksek gerilimlere göre daha düşüktür.

Atmosferik aşırı gerilimler, indüklenen ve doğrudan yıldırım çarpmalarına ayrılır. İlki, örneğin bir trafo merkezi veya elektrik hattı gibi bir elektrik tesisatının yakınında bir yıldırım deşarjı sırasında meydana gelir.Dalgalanma, çok yüksek bir potansiyele (birkaç milyon volt) yüklenmiş bir fırtına bulutunun endüktif etkisiyle üretilir.

Doğrudan bir yıldırım düşmesi durumunda, aşırı gerilime neden olan elektromanyetik etkinin yanı sıra, örneğin ahşap direklerin veya havai elektrik hattı traverslerinin yarılması gibi mekanik hasarlar da gözlenir.

İndüklenen dalgalanmalar 100 kV mertebesindedir ve bu, doğrudan bir yıldırım çarpmasının neden olduğu dalgalanmadan önemli ölçüde daha azdır. Deşarjdan sonra havai hat iletkenleri boyunca uçucu dalgalar şeklinde yayılırlar.

Çoğu durumda bir yıldırım çarpması, birbirini takip eden bir dizi bireysel darbeden oluşur. Boşalmanın tamamı saniyenin onda biri kadar sürer ve bireysel darbelerin her biri onlarca mikrosaniyelik sürelere sahiptir. Bir yıldırım çarpması sırasında bireysel darbelerin sayısı 1 ila 40 arasında olabilir.

Elektrik tesisatlarının atmosferik aşırı gerilimden korunması

Yukarıda, atmosferik aşırı gerilimlerin birkaç milyon volta ulaşabileceği belirtildi. Elektrik tesisatlarının yalıtımı bu tür voltaj seviyelerine dayanamaz, bu nedenle hasara karşı ek korumaya ihtiyaç duyar. Bu maddeler elektrikli ekipmanların zarar görmesini önler ve elektrik tesisatlarında hem tüketicilere kesintisiz güç sağlamak hem de insanları ve hayvanları korumak için kullanılmalıdır.

Kırsal alanlarda bulunan tüketici trafo merkezlerinin yanı sıra 10 ve 0,4 kV havai hatların aşırı gerilim korumasına özel dikkat gösterilmelidir.

Yangınlar, özellikle doğrudan yıldırım düşmeleri nedeniyle aşırı gerilimin ciddi bir sonucu olabilir. Bu nedenle, atmosferik aşırı gerilime (veya yıldırımdan korunmaya) karşı doğru ve güvenilir şekilde çalışan bir korumanın organizasyonuna en ciddi dikkat gösterilmektedir.

Yıldırımdan korunma sorunu, elektrik tesisatlarının münferit elemanlarını doğrudan yıldırım çarpmalarından, elektrikli makinelerin ve cihazların izolasyonunu, dalgalanma dalgaları hattından geçen impulslardan korumaya yönelik önlemleri içerir. Bu önlemler, dalga tesisatın herhangi bir kritik unsuruna ulaşıp devre dışı bırakmadan önce darbeyi (dalgayı) dalgalanmadan toprağa yönlendiren koruyucu cihazların ve cihazların kurulumuna indirgenir.

Bu nedenle, tüm koruyucu cihazların ana kısmı topraklama anahtarlarıdır. Onlar yerine getirilmelidir PUE'ye uygun olarak ve yükün toprağa güvenilir bir şekilde boşaltılmasını sağlar.

Paratonerler, paratonerler ve kıvılcım önleyiciler, atmosferik aşırı gerilime karşı birincil koruyucu ekipman olarak kullanılır.

Paratonerler atmosferik deşarjı kendilerine doğru yönlendirerek tesisatın akım taşıyan kısımlarından uzaklaştırırlar. Konsantre nesneleri (örneğin trafo merkezleri veya diğer yapılar) korumak için çubuk paratonerler, uzatılmış olanları (örneğin havai hat kabloları) korumak için kontak telli paratonerler kullanılır.Yükü toprağa boşaltmak için parafudrlar yüklü ve mumlar.

İstasyon jeneratörlerinin ve trafoların yıldırımdan korunması için, hem doğrudan yıldırım çarpmalarına hem de hattan düşen dalgalanma dalgalarına karşı koruma için bir dizi araç sağlanmıştır.

Doğrudan yıldırım çarpmalarına karşı koruma, havai hattın istasyona veya trafo merkezine yaklaşımlarında paratonerler ve kontak yıldırımları ile sağlanır. Jeneratörler, hattan düşen dalgalardan, dalganın genliğini bir elektrik makinesinin yalıtımı için tehlikeli olmayan bir değerle sınırlayan sınırlayıcılarla korunur.

Büyük jeneratörlerin giden elektrik hatlarına doğrudan bağlanması önerilmez. Jeneratör voltajında ​​tüketicilere elektrik sağlayan küçük istasyonlar için, jeneratöre geliştirilmiş özelliklere sahip özel sınırlayıcıların ek kurulumu ile böyle bir bağlantı mümkündür.

Jeneratörler doğrudan yükseltici trafolara bağlanırsa, yani jeneratör-trafo blok şemasına göre poli aşırı gerilime karşı özel koruma önlemleri gerektirmezler.

Ahşap direkler üzerine yapılan 6 - 35 kV gerilimli havai hatlar, özel aşırı gerilim koruması gerektirmez. Yalıtımlarının yıldırım direnci, ahşabın yalıtım özellikleri ile sağlanır. Burada yalnızca teller arasında (ahşapta) aşağıdaki minimum yalıtım mesafelerinin korunması önemlidir: 6-10 gerilimler için 0,75 m, 20 gerilim için 1,5 m ve 35 kV gerilim için 3 m.

Yalıtımı zayıflamış havai hatların münferit bölümleri (örneğin, metal veya betonarme destekler kullanılarak, havai hattı bir kabloyla bağlamak, vb.) tutucular veya kıvılcım boşlukları (düşük akımlarda) ile korunur (bkz. - Boru kısıtlamaları Ve Valf sınırlayıcılar). Bu cihazların topraklama cihazlarının direnci 10 ohm'dan fazla olmamalıdır.

Sınırlayıcılar ve kıvılcım boşlukları, birbirini geçen iki havai hattın desteklerine veya bir havai elektrik hattının bir iletişim hattıyla kesiştiği yere kurulur. Buradaki topraklama cihazlarının direnci 15 ohm'dan yüksek olmamalıdır. Desteklerin topraklama eğimleri civatalı bağlantılı olmalı ve kesitleri en az 25 mm2 olmalıdır.

Hızlı geçici yıldırım arızalarından sonra havai hat üzerinde gücü geri yüklemek için hatların otomatik tekrar kapama cihazları (otomatik tekrar kapama) kullanılır. Otomatik tekrar kapamalıların yıldırımdan korunma cihazı olarak başarılı bir şekilde çalışması ile kullanıcılar 0,2 sn'yi geçmeyecek bir elektrik kesintisi hissetmeyecek ve normal çalışmaları bozulmamış olacaktır.

Kablo rakorları her iki uçta da stoplarla korunmaktadır.

0,38 / 0,22 kV voltajlı tüketici ağlarının korunması özellikle dikkatli bir şekilde gerçekleştirilir. Bu ağlar tipik olarak havadadır ve tasarımları, diğer tüm yapıların üzerinde yükseldikçe ve açık alanlardan geçerken atmosferik dalgalanmalara karşı en hassastır.

Alçak gerilim şebekeleri, darbe deşarj akımlarını toprağa saptıran yıldırımdan korunma cihazları ile donatılmıştır. Bu, insanları ve hayvanları korumanıza, yıldırımdan kaynaklanan yangınları ve bunların dahili elektrik kablolarına girmesini önlemenize olanak tanır.

Alçak gerilim şebekelerinde, tüm faz iletkenlerinin ve nötr iletkenin izolatörlerinin kancaları veya pimleri için yıldırımdan korunma topraklamasına bağlantılar sağlanır.

Topraklama ayrıca evlere veya doğrudan bina girişlerine tel tapalı destekler üzerinde sağlanır. Koruyucu topraklama cihazının direnci 30 ohm'u geçmemelidir.

10 / 0,4 kV tüketici trafo merkezlerinde, havai hatlara bağlanan alçak gerilim sargıları parafudrlarla korunmalıdır. Transformatöre mümkün olduğu kadar yakın monte edilirler ve trafo merkezlerinin ortak topraklama devresine bağlanırlar. Transformatörün gücü 630 kVA ve daha fazla olduğunda, ondan uzanan hatlar boyunca - belirtilen direnç değerine sahip trafo merkezinden 50 ve 100 m'de iki ek koruyucu topraklama yapılır.