وقتی ما در مورد افزایش ولتاژ صحبت می کنیم، اکثر مردم بلافاصله به برق فکر می کنند.و درست ميگن يه ضربه مستقيم يا حتي يه نبض الکترومغناطيسي نزديک مي تونه ميليون ها ولت رو در مايکرو ثانيه از يه خط برق عبور کنه.
اما اگه ابري در آسمان نباشه چي؟
در دنیای سیستم های برق،ولتاژ بالادر واقع، برخی از آسیب پذیرترین افزایش ولتاژ ها ازداخلخود شبکه.
اگر شما مهندس، پیمانکار یا مدیر تاسیسات هستید، درک این تهدیدات "داخلی" برای محافظت از تجهیزات شما بسیار مهم است.
1ولتاژ فوق العاده دقیقاً چیست؟
در هسته خود، ولتاژ بیش از حد هر ولتاژ است که بیش از دستگاهسطح عایق نامیتجهیزات الکتریکی طراحی شده اند تا ولتاژ کار عادی خود را (به عنوان مثال 220V، 10kV، 110kV) و همچنین حاشیه ایمنی برای حوادث گذرا اداره کنند.
هنگامی که ولتاژ بالاتر از این محدوده است، عایق دیگر نمی تواند برق را نگه دارد.فلاش اوور(شاخ) یاشکستن دی الکتریکنتيجه اش، سوختگي ترانسفورماتورها، نابود شدن قطعات برق و خرابی فاجعه بار سیستم.
2. خارجی در مقابل داخلی: دو چهره از ولتاژ بالا
ولتاژ فوق العاده بر اساس منبع آن طبقه بندی می شود:
- خارج (برق):ناشی از تخلیه اتمسفر. سریع (میکرو ثانیه) و وحشیانه (قله های بسیار بالا).
- درونی (تغییر/رایضا):تولید شده توسط عملیات شبکه خود. این اغلب کمتر از رعد و برق است اما می تواند بسیار طولانی تر باشد و به همان اندازه آسیب می رساند.
اجازه دهید چهار نوع اصلی ولتاژ بیش از حد داخلی را تجزیه کنیم.
3چهار تهدید داخلی
الف. تغییر موج
علت:این شایع ترین تهدید داخلی است. هر بار که یک قطعات مداری باز یا بسته می شود، یا یک خط انرژی می گیرد / انرژی می گیرد، "شوک" الکتریکی یک موج گذرا ایجاد می کند.
- مثال ها:باز کردن یک ترانسفورماتور خالی، تغییر یک بانک خازن، یا انرژی یک خط انتقال طولانی.
- خطر:این موج ها اوج بالایی دارند و طولانی تر از صاعقه زدن هستند. آنها یک علت اصلی پیری عایق هستند.
ب - آهنرآواز
علت:اين "روح" داخل دستگاهه.این اتفاق می افتد زمانی که تجهیزات تحرک (مانند ترانسفورماتورها یا ترانسفورماتورهای ولتاژ با هسته های آهن) با عناصر ظرفیت (مانند کابل های طولانی یا بانک های خازن) تعامل دارند..
- خطر:در شرایط خاص، سیستم مثل یک زنگ صدا می کند ولتاژ و جریان در فرکانس های غیرطبیعی نوسان می کنند که منجر به ولتاژ بیش از حد می شودفِرو رِزونانس می تواند برای چند دقیقه یا حتی ساعت ها طول بکشد.، آهسته آشپزی تجهیزات خود را تا زمانی که آن را شکست.
ج. ولتاژ فوق العاده فرکانس قدرت
علت:يه تغيير ناگهاني در حالت ثابت شبکه
- مثال ها:یک خطای فاز به زمین رخ می دهد، یا یک ژنراتور بزرگ به طور ناگهانی از کار خارج می شود (رد بار).
- خطر:ولتاژ بالا می رود و بالا باقی می ماند. در حالی که شدت ممکن است به اندازه ضربه برق شدید نباشد، مدت زمان آن می تواند قابل توجهی باشد و عایق را در طول زمان تحت فشار قرار دهد.
D. برق (خارج)
علت:ضربه هاي مستقيم يا تحريك الکترومغناطيسي
- خطر:ولتاژ اوج فوق العاده بالا در مدت بسیار کوتاه (میکرو ثانیه) ، محدودیت دی الکتریک مطلق عایق شما را آزمایش می کند.
4چرا طول عمر مهم تر از آن است که فکر می کنید
برای یک سیستم عایق بندی، همه ولتاژ های فوق العاده برابر ایجاد نمی شوند:
- برق:اوج بالا، مدت کوتاه، ضربه ی ضرب و شتم
- جابجایی / فِرِرِزونانس:قله ي پايين، طولاني، يه ضربه ي آهسته و بي وقفه
یک کابل ممکن است به لطف سطح عایق بندی اساسی (BIL) ، از ضربه صاعقه مایکرو ثانیه ای نجات پیدا کند، اما اگر یک وضعیت فِرو رِزونانس ادامه یابد،گرمای تولید شده توسط ولتاژ بالا در نهایت مواد دی الکتریک را تجزیه می کند..
5چگونه شبکه مبارزه می کند
حفاظت از شبکه نیاز به یک رویکرد چند لایه دارد:
- حفاظت از صاعقه:بازدارنده هاي زيادي (واريستور هاي اكسيده فلزي) و سيستم هاي قوي زمين گيري
- کنترل سوئیچ:استفاده از مقاومت های قبل از قرار دادن در قطع کننده ها و تکنولوژی کنترل شده برای کاهش شوک الکتریکی.
- کاهش صدا:اجتناب از ترکیب پارامترهای نامطلوب در طول طراحی سیستم و استفاده از "زمینگیری مقاومت نقطه خنثی" برای کاهش نوسانات.
- هماهنگی عایق بندی:اطمینان از اینکه مقاومت عایق کابل ها و تجهیزات با سطوح ولتاژ بیش از حد انتظار می رود مطابقت داشته باشد.
خلاصه
دفعه بعد که یک قطعه تجهیزات در یک روز آفتابی خراب شود، آب و هوا را سرزنش نکنید.
ولتاژ بالا یک تهدید مداوم است، چه آسمان صاف باشد یا طوفانی کلید قابلیت اطمینان فقط متوقف کردن رعد و برق نیست بلکه مدیریت دینامیک الکتریکی شبکه خود است.
"یک شبکه سالم فقط برق را حمل نمی کند بلکه انرژی خود را مدیریت می کند. درک ولتاژ بالا اولین گام برای جلوگیری از قطع برق بعدی است".
بحث:آیا تا به حال دچار خرابی تجهیزات در زمان "آب و هوا خوب" شده اید؟ آیا از یک ولتاژ بیش از حد داخلی مشکوک هستید؟ داستان های جنگی فنی خود را در زیر به اشتراک بگذارید!
