Atmosfääriline liigpinge elektrivõrkudes

Nimetatakse äkilisi lühiajalisi pingetõususid elektripaigaldise isolatsioonile ohtliku väärtuseni ülepinge... Oma päritolu järgi on liigpingeid kahte tüüpi: väline (atmosfääriline) ja sisemine (lülitus).

Atmosfääri liigpinged tekivad otsestest pikselöögist elektripaigaldises või pikselöögist selle vahetus läheduses. Atmosfääri liigpinged kujutavad endast elektripaigaldise suurimat ohtu, nagu ka otseste löökide puhul välk need võivad ulatuda 1 000 000 V-ni, välguvooluga kuni 200 kA. Need ei sõltu elektripaigaldise nimipinge väärtusest. Need on eriti ohtlikud madalama pingega paigaldiste puhul, kuna nendes paigaldistes on pinge all olevate osade vahelised kaugused ja isolatsioonitase madalamad kui kõrgepinge puhul.

Atmosfääri liigpinged jagunevad indutseeritud ja otsesteks välgulöökideks. Esimene tekib pikselahenduse ajal elektripaigaldise, näiteks alajaama või elektriliini lähedal.Ülepinge tekitab väga kõrge potentsiaaliga (mitu miljonit volti) laetud äikesepilve induktiivne efekt.

Otsese pikselöögi korral täheldatakse lisaks ülepinget tekitavale elektromagnetilisele tegevusele ka mehaanilisi kahjustusi, näiteks puitpostide või õhuliini liiprite lõhenemist.

Indutseeritud liigpinged on suurusjärgus 100 kV, mis on oluliselt väiksem otsesest pikselöögist põhjustatud liigpingest. Need levivad mööda õhuliini juhtmeid pärast tühjenemist kaduvate lainetena.

Pikselöögid koosnevad enamikul juhtudel üksteisele järgnevatest üksikutest impulssidest. Kogu tühjenemine kestab kümnendikke sekundist ja iga üksiku impulsi kestus on kümneid mikrosekundeid. Üksikute impulsside arv pikselöögi ajal võib olla 1 kuni 40.

Elektripaigaldiste kaitse atmosfääri ülepinge eest

Eespool märgiti, et atmosfääri liigpinged võivad ulatuda mitme miljoni voldini. Elektripaigaldiste isolatsioon ei talu selliseid pingetasemeid, mistõttu vajab täiendavat kaitset kahjustuste eest. Need ained hoiavad ära elektriseadmete kahjustamise ning neid tuleks kasutada elektripaigaldistes nii tarbijate katkematu elektrivarustuse suurendamiseks kui ka inimeste ja loomade kaitseks.

Erilist tähelepanu tuleks pöörata 10 ja 0,4 kV õhuliinide, samuti maapiirkondades asuvate tarbijaalajaamade liigpingekaitsele.

Tulekahjud võivad olla ülepinge tõsiseks tagajärjeks, eriti otsese pikselöögi tõttu. Seetõttu pööratakse kõige tõsisemat tähelepanu õige ja usaldusväärselt töötava atmosfääri ülepingekaitse (või piksekaitse) korraldamisele.

Piksekaitse probleem hõlmab meetmeid elektripaigaldiste üksikute elementide kaitsmiseks otseste pikselöögi eest, elektrimasinate ja -seadmete isoleerimist kahjustuste, liiglainete joonest tulevate impulsside eest. Need meetmed taanduvad kaitseseadmete ja seadmete paigaldamisele, mis suunavad impulsi (laine) tõusult maapinnale enne, kui laine jõuab paigalduse mis tahes kriitilise elemendini ja selle välja lülitab.

Seetõttu on kõigi kaitseseadmete põhiosa maanduslülitid. Need peavad olema täidetud vastavalt PUE-le ja tagavad laengu usaldusväärse mahalaadimise maapinnale.

Atmosfäärilise liigpinge eest kaitsva esmase kaitsevahendina kasutatakse pikse-, ja sädemepüüdureid.

Piksevardad suunavad atmosfäärilahenduse enda poole, viies selle eemale paigaldise voolu kandvatest osadest. Kontsentreeritud objektide (näiteks alajaamad või muud rajatised) kaitsmiseks kasutatakse varrastega piksevardaid, pikendatud (näiteks õhuliinide juhtmete) kaitseks kontaktliini piksevardaid. Laengu maasse ärajuhtimiseks kasutatakse piirikuid. on paigaldatud ja küünlad.

Jaamageneraatorite ja trafode piksekaitseks on ette nähtud vahendite komplekt nii otseste pikselöögi kui ka liinilt langevate liiglainete kaitseks.

Otsese pikselöögi eest pakuvad kaitset piksevardad ja kontaktvälk jaama või alajaama õhuliini lähenemistel. Generaatorid on kaitstud liinilt langevate lainete eest piirajatega, mis piiravad laine amplituudi väärtuseni, mis ei ole ohtlik elektrimasina isolatsioonile.

Suuri generaatoreid ei soovitata ühendada otse väljuvate elektriliinidega. Väikestes jaamades, mis varustavad tarbijaid generaatoripingega, on selline ühendus võimalik generaatorile täiendavate täiustatud omadustega spetsiaalsete piirajate paigaldamisega.

Kui generaatorid on ühendatud otse astmelise trafoga, st vastavalt generaator-trafo plokkskeemile, ei vaja need spetsiaalseid kaitsemeetmeid polüliigpinge vastu.

Puitpostidel valmistatud õhuliinid pingega 6 — 35 kV ei vaja erilist liigpingekaitset. Nende isolatsiooni piksekindluse tagavad puidu isoleerivad omadused. Siin on oluline säilitada ainult järgmised minimaalsed isolatsioonikaugused juhtmete vahel (puidust): 0,75 m pingel 6-10, 1,5 m pingel 20 ja 3 m pingel 35 kV.

Nõrgenenud isolatsiooniga õhuliinide üksikud lõigud (näiteks metallist või raudbetoonist tugede kasutamine, õhuliini ühendamine kaabliga jne) on kaitstud piirikute või sädemevahedega (madala voolu korral) (vt — Torupiirangud ja Klapi piirajad). Nende seadmete maandusseadmete takistus ei tohiks olla suurem kui 10 oomi.

Piirajad ja sädemevahed paigaldatakse kahe üksteisega ristuva õhuliini tugedele või elektriõhuliini ristumiskohale sideliiniga. Maandusseadmete takistus siin ei tohiks olla suurem kui 15 oomi. Tugede maandusnõlvad peavad olema poltühendusega ja nende ristlõige peab olema vähemalt 25 mm2.

Toite taastamiseks õhuliini kohal pärast kiireid mööduvaid äikeserikkeid kasutatakse liinide automaatse taassulgemise seadmeid (automaatne taassulgemine). Automaatsete taassulgurite eduka töö korral piksekaitseseadmena ei tunne kasutajad voolukatkestust, mis ei ületa 0,2 s, ega häiri nende tavapärast tööd.

Kaabli tihendid on mõlemast otsast kaitstud tõkestidega.

Tarbijavõrkude kaitsmine pingega 0,38 / 0,22 kV toimub eriti hoolikalt. Need võrgud on tavaliselt õhust ja nende disain on kõige vastuvõtlikum atmosfääri tõusudele, kuna need tõusevad kõigist teistest struktuuridest kõrgemale ja läbivad avatud alasid.

Madalpingevõrgud on varustatud piksekaitseseadmetega, mis suunavad impulsslahendusvoolud maapinnale. See võimaldab kaitsta inimesi ja loomi, vältida pikselöögist põhjustatud tulekahjusid ja nende tungimist sisemistesse elektrijuhtmetesse.

Madalpingevõrkudes on piksekaitsemaandusega ühendused kõigi faasijuhtmete ja nulljuhtme isolaatorite konksude või tihvtide jaoks.

Maandus on ette nähtud ka traatkraanidega tugedel majade külge või otse hoonete sissepääsude juures. Kaitsemaandusseadme takistus ei tohi ületada 30 oomi.

10 / 0,4 kV tarbijaalajaamades peavad õhuliinidega ühendatud madalpinge mähised olema kaitstud piirikutega. Need paigaldatakse trafole võimalikult lähedale ja on ühendatud alajaamade ühise maandusahelaga. Kui trafo võimsus on 630 kVA ja rohkem, tehakse sellest väljuvatele liinidele kaks täiendavat kaitsemaandust — määratud takistuse väärtusega alajaamast 50 ja 100 m kaugusel.