Що таке перенапруга?

Основою перенапруги є миттєве або короткочасне-ненормальне підвищення напруги, а ключовими критеріями її вимірювання є кратні значення та форми хвилі.

 Кратність: відношення амплітуди перенапруги до пікового значення найвищої напруги робочої фази системи. Наприклад, багаторазова перенапруга 2,0 означає, що напруга вдвічі перевищує нормальне робоче пікове значення.

 Форма сигналу: визначає енергію та руйнівну силу перенапруги. Наприклад, імпульсні хвилі блискавки (з крутими схилами в діапазоні мікросекунд) перевіряють здатність ізоляції витримувати імпульсні напруги; тоді як тимчасові перенапруги (тривалістю від мілісекунд до секунд) перевіряють здатність ізоляції витримувати тривалі високі напруги та термічну стабільність.

Блискавка є найбільш концентрованим джерелом перенапруги в природі, струми якого досягають десятків-сотень кілоампер.

1. Пряма грозова перенапруга

◦ Виникнення: блискавка безпосередньо влучає в опори, блискавковідводи або провідники ліній електропередачі. Величезний струм блискавки потрапляє в землю через опір, створюючи надзвичайно високу напругу в точці удару.

Характеристики: Надзвичайно висока амплітуда, до кількох тисяч кіловольт; надзвичайно крутий, з часом хвильового фронту 1-4 мікросекунди, що становить найбільшу загрозу для ізоляції. Це основний елемент блискавкозахисту для ліній електропередач.

2. Перенапруга, викликана блискавкою

◦ Виникнення: блискавка не вдаряє безпосередньо в лінію, а розряджається на землю поблизу лінії.

Механізм:

Електростатична індукція: під час головної стадії грозової хмари на провідниках лінії індукується велика кількість зв’язаних зарядів протилежної полярності до грозової хмари. Коли виникає основний розряд, ці зв’язані заряди раптово вивільняються, утворюючи хвилі перенапруги, які поширюються вздовж провідників.

.Електромагнітна індукція: потужний струм блискавки створює швидко змінюване магнітне поле навколо розрядного каналу. Це магнітне поле проходить через петлю провідника, викликаючи електрорушійну силу.

◦ Характеристики: амплітуда зазвичай нижча, ніж амплітуда прямих ударів блискавки (зазвичай не перевищує 300-400 кВ), але вона становить значну загрозу для розподільних ліній напругою 35 кВ і нижче та слабкого електричного обладнання (наприклад, систем зв’язку та моніторингу), оскільки рівень їх ізоляції відносно низький.

Це спричинено внутрішнім перетворенням енергії або змінами параметрів у системі та пропорційно номінальній напрузі системи.

1. Комутаційна перенапруга

◦ Генерація: внаслідок спрацьовування автоматичних вимикачів або системних збоїв стан схеми різко змінюється, викликаючи коливання електромагнітної енергії.

◦ Основні типи:

▪ Перевищення напруги через вимикання ліній без-навантаження: коли автоматичний вимикач відключає ємнісний струм (наприклад, ненавантажену довгу лінію), відбувається «повторне запалювання», що спричиняє електромагнітні коливання, і напруга може досягати нормального рівня в 3-4 рази. Це значно зменшилося завдяки застосуванню автоматичних вимикачів без-повторного запалювання в наш час.

▪ Перевищення напруги через увімкнення ліній без-навантаження: коли лінію із залишковим зарядом закрито, це еквівалентно заряджанню конденсатора, що може спричинити перенапругу з високою-амплітудою. Це один із керуючих факторів у проектуванні ізоляції для систем над-надвисокої та над{4}}високої напруги.

▪ Перенапруга через вимикання трансформаторів без навантаження: коли невеликий індуктивний струм (струм намагнічування) відключається, енергія магнітного поля перетворюється на енергію електричного поля, створюючи перенапругу на еквівалентній ємності обладнання. Для захисту зазвичай використовуються розрядники перенапруг.

▪ Перенапруга заземлення дуги: у системі з незаземленою нейтральною точкою, коли виникає однофазне замикання на землю-, дуга в точці замикання постійно гасне та знову запалюється, що призводить до обміну енергією між ємністю та індуктивністю системи, що призводить до перенапруги в усій системі з амплітудами, що досягають 3,5 разів. Це можна придушити, змінивши нейтральну точку, заземлену через котушку для гасіння дуги або невеликий резистор.

2. Тимчасова перенапруга

◦ Виникнення: перенапруга з частотою, що дорівнює або наближається до частоти мережі, і відносно довго триває (від 0,1 секунди до кількох секунд).

◦ Основні типи:

▪ Підвищення напруги частоти живлення: наприклад, ефект ємності довгої лінії (напруга в кінці лінії вища, ніж на початку), підвищення напруги здорової фази, спричинене асиметричним коротким замиканням, та підвищення напруги, спричинене відключенням навантаження тощо. Це «базова напруга» робочої перенапруги, яка визначає безперервну робочу напругу розрядника.

▪ Ферорезонансна перенапруга: коли система містить нелінійну індуктивність (наприклад, осердя трансформатора напруги) і ємність (ємність-–-земля, послідовна ємність тощо), вона може збуджуватися для генерування резонансів із дуже високими амплітудами та частотами, які є частками частоти живлення (наприклад, 1/2, 1/3, тощо) у разі порушення (наприклад, після усунення одно-фазного замикання на землю). Він триває довго і дуже небезпечний.

1. Пряме пошкодження ізоляції: це викликає руйнування твердої, рідкої або газоподібної ізоляції в електрообладнанні, що призводить до короткого замикання.

2. Прискорення старіння ізоляції: тривала перенапруга, яка не досягає значення пробою, прискорить старіння ізоляційних матеріалів і скоротить термін служби обладнання.

3. Несправність або неспроможність захисних пристроїв: Це може заважати нормальній роботі пристроїв релейного захисту та обладнання автоматизації.

4. «М'які пошкодження» електронного обладнання: особливо грозові перенапруги, які можуть призвести до погіршення продуктивності інтегральних схем, помилок або втрати даних та інших непомітних пошкоджень.

Для різних типів перенапруг захистом є систематичний проект:

1. Захист від прямих ударів блискавки:

◦ Блискавковідводи: блискавковідводи та блискавковідводи (повітряні дроти заземлення) притягують блискавку до себе.

Хороший заземлюючий пристрій: він може швидко та з низьким опором розрядити струм блискавки в землю, зменшуючи потенціал.

2. Захист від грозових перенапруг і робочої перенапруги:

◦ Клапанний-тип/беззазорні металооксидні розрядники перенапруги: захисні пристрої сердечника. Вони мають високий опір за нормальних умов, але швидко змінюють опір на низький, коли виникає перенапруга, розряджаючи енергію перенапруги на землю та фіксуючи напругу на захищеному обладнанні нижче безпечного рівня (рівня захисту). Вони є останньою та найважливішою лінією захисту від зовнішніх і внутрішніх перенапруг.

Захисники від перенапруги: вони використовуються для багато-рівневого точного захисту в-системах розподілу низької напруги та електронних інформаційних системах.

3. Придушення внутрішньої перенапруги:

◦ Паралельний опір автоматичного вимикача: вставте резистор послідовно під час процесу замикання/розмикання, щоб гасити коливання.

Встановлення шунтуючих реакторів: Компенсація ємнісного ефекту довгих ліній, придушення підвищення напруги промислової частоти та робочої перенапруги.

Нейтральна точка заземлена через дугогасильну котушку / малий опір: придушіть дугову перенапругу заземлення.

Використання-високоефективних розрядників із оксиду цинку є найбільш економічним і ефективним способом обмеження різних типів внутрішньої перенапруги.

Резюме: перенапруга становить значну загрозу безпечній роботі енергосистем. Сучасні енергетичні системи створили багато{1}}рівневу та глибоку систему захисту від виробництва електроенергії, передачі, перетворення до розподілу та споживання за допомогою комплексної стратегії «відведення, розрядки, обмеження та демпфування».

Вакуумний автоматичний вимикач ВС1-12 є комутаційним обладнанням внутрішнього призначення на номінальну напругу 12 кВ і змінний струм 50/60 Гц. Він використовує інтегрований рамний робочий механізм і підходить для різних промислових і гірничодобувних підприємств, а також обладнання для електромереж. Його можна використовувати як ручний візок для використання з розподільним пристроєм KYN28A-12 або як стаціонарний блок із відповідним механічним блокуванням, що робить його придатним для XGN2 та інших стаціонарних шаф.

  Shaanxi West Power Tongzhong Electrical Co., Ltd.

Контактна особа: паніГрейс Лю(директор відділу продажів)

Тел.: +86 917 3661109 Факс: +86 917 6739416

Мобільний: +86 18091765882(WhatsApp/Wechat/facebook)

сайт:https://www.xdtzelectrical.com

Додати: село Нанпо, авеню Ченканг, район Цзіньтай, місто Баоцзі, провінція Шеньсі, Китай.