इलेक्ट्रिकल नेटवर्क्समध्ये वायुमंडलीय ओव्हरव्होल्टेज

अचानक शॉर्ट-टर्म व्होल्टेज एका मूल्यापर्यंत वाढते जे इलेक्ट्रिकल इन्स्टॉलेशनच्या इन्सुलेशनसाठी धोकादायक असते. ओव्हरव्होल्टेज... त्यांच्या उत्पत्तीनुसार, ओव्हरव्होल्टेज दोन प्रकारचे असतात: बाह्य (वातावरण) आणि अंतर्गत (स्विचिंग).

इलेक्ट्रिकल इन्स्टॉलेशनमध्ये थेट विजेच्या झटक्यांमुळे किंवा त्याच्या जवळच्या परिसरात विजेच्या झटक्यांमुळे वातावरणातील लाट निर्माण होते. वायुमंडलीय ओव्हरव्होल्टेज थेट प्रभावांप्रमाणेच विद्युत स्थापनेसाठी सर्वात मोठा धोका दर्शवतात वीज 200 kA पर्यंत विजेच्या प्रवाहासह ते 1,000,000 V पर्यंत पोहोचू शकतात. ते इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशनच्या नाममात्र व्होल्टेजच्या मूल्यावर अवलंबून नाहीत. ते कमी व्होल्टेजच्या स्थापनेसाठी विशेषतः धोकादायक आहेत, कारण या स्थापनेमध्ये थेट भागांमधील अंतर आणि इन्सुलेशनची पातळी उच्च व्होल्टेजपेक्षा कमी असते.

वातावरणातील ओव्हरव्होल्टेज प्रेरित आणि थेट विजेच्या झटक्यांमध्ये विभागलेले आहेत. प्रथम विद्युत प्रतिष्ठापन जवळ विजेच्या स्त्राव दरम्यान उद्भवते, उदाहरणार्थ सबस्टेशन किंवा पॉवर लाइन.अतिउच्च क्षमतेवर (अनेक दशलक्ष व्होल्ट) चार्ज केलेल्या मेघगर्जनेच्या प्रेरक प्रभावामुळे लाट निर्माण होते.

थेट विजेच्या झटक्याच्या बाबतीत, ओव्हरव्होल्टेजमुळे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक क्रियेव्यतिरिक्त, यांत्रिक नुकसान देखील दिसून येते, उदाहरणार्थ लाकडी खांब किंवा ओव्हरहेड पॉवर लाइन स्लीपरचे विभाजन.

प्रेरित लाट 100 kV च्या क्रमाने आहेत, जी थेट विजेच्या धडकेमुळे होणाऱ्या लाटेपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी आहे. ते ओव्हरहेड लाईन कंडक्टरच्या बाजूने विसर्जनानंतर अस्पष्ट लहरींच्या रूपात प्रसार करतात.

लाइटनिंग स्ट्राइक बहुतेक प्रकरणांमध्ये एकमेकांच्या मागे असलेल्या वैयक्तिक डाळींची मालिका असते. संपूर्ण स्त्राव सेकंदाच्या दहाव्या भागाचा असतो आणि वैयक्तिक डाळींचा कालावधी दहा मायक्रोसेकंदांचा असतो. लाइटनिंग स्ट्राइक दरम्यान वैयक्तिक डाळींची संख्या 1 ते 40 पर्यंत असू शकते.

वायुमंडलीय ओव्हरव्होल्टेजपासून विद्युत प्रतिष्ठापनांचे संरक्षण

हे वर नमूद केले आहे की वातावरणातील ओव्हरव्होल्टेज अनेक दशलक्ष व्होल्टपर्यंत पोहोचू शकतात. इलेक्ट्रिकल इंस्टॉलेशन्सचे इन्सुलेशन अशा व्होल्टेज पातळीचा सामना करू शकत नाही, म्हणून त्यास नुकसानाविरूद्ध अतिरिक्त संरक्षण आवश्यक आहे. हे एजंट विद्युत उपकरणांचे नुकसान टाळतात आणि ग्राहकांना अखंड वीज पुरवठा वाढवण्यासाठी आणि लोक आणि प्राण्यांचे संरक्षण करण्यासाठी विद्युत प्रतिष्ठापनांमध्ये वापरले जावे.

10 आणि 0.4 kV ओव्हरहेड लाईन, तसेच ग्रामीण भागात असलेल्या ग्राहक सबस्टेशन्सच्या संरक्षणासाठी विशेष लक्ष दिले पाहिजे.

आग ओव्हरव्होल्टेजचा गंभीर परिणाम असू शकतो, विशेषत: थेट विजेच्या झटक्यामुळे. म्हणूनच, वातावरणातील ओव्हरव्होल्टेज (किंवा विद्युल्लता संरक्षण) विरूद्ध योग्य आणि विश्वासार्हपणे कार्यरत संरक्षणाच्या संस्थेकडे सर्वात गंभीर लक्ष दिले जाते.

विजेच्या संरक्षणाच्या समस्येमध्ये विद्युत प्रतिष्ठानांच्या वैयक्तिक घटकांचे थेट विजेच्या झटक्यापासून संरक्षण करणे, विद्युत मशीन आणि उपकरणांचे नुकसान होण्यापासून वेगळे करणे, लाटांच्या लहरींच्या ओळीतून जाणाऱ्या आवेगांपासून संरक्षण करणे समाविष्ट आहे. हे उपाय संरक्षणात्मक उपकरणे आणि उपकरणांच्या स्थापनेपर्यंत उकळतात जे लाटेतून आवेग (वेव्ह) जमिनीत वळवण्याआधी लाट स्थापनेच्या कोणत्याही गंभीर घटकापर्यंत पोहोचते आणि ते अक्षम करते.

म्हणून, सर्व संरक्षणात्मक उपकरणांचा मुख्य भाग म्हणजे अर्थिंग स्विचेस. त्यांची पूर्तता झालीच पाहिजे PUE नुसार आणि जमिनीवर चार्जचे विश्वसनीय डिस्चार्ज प्रदान करा.

लाइटनिंग अरेस्टर्स, अरेस्टर्स आणि स्पार्क अरेस्टर्सचा वापर वातावरणातील ओव्हरव्होल्टेजविरूद्ध प्राथमिक संरक्षणात्मक उपकरणे म्हणून केला जातो.

लाइटनिंग रॉड्स वातावरणातील डिस्चार्ज स्वतःकडे वळवतात, ते इंस्टॉलेशनच्या वर्तमान-वाहक भागांपासून दूर नेतात. केंद्रित वस्तूंचे संरक्षण करण्यासाठी (उदाहरणार्थ, सबस्टेशन किंवा इतर संरचना), रॉड लाइटनिंग रॉड्स वापरल्या जातात आणि विस्तारित वस्तू (उदाहरणार्थ, ओव्हरहेड लाइन वायर्स) संरक्षित करण्यासाठी, कॉन्टॅक्ट वायर लाइटनिंग रॉड्स वापरल्या जातात. चार्ज जमिनीत काढून टाकण्यासाठी, अरेस्टर्स स्थापित आणि मेणबत्त्या आहेत.

स्टेशन जनरेटर आणि ट्रान्सफॉर्मरच्या विजेच्या संरक्षणासाठी, थेट विजेचा झटका आणि लाईनवरून पडणाऱ्या लाटा या दोन्हींपासून संरक्षणासाठी साधनांचा एक संच प्रदान केला जातो.

थेट विजेच्या झटक्यांपासून संरक्षण हे स्टेशन किंवा सबस्टेशनकडे जाणाऱ्या ओव्हरहेड लाईनच्या वळणावर विजेच्या रॉडद्वारे आणि संपर्क विजेद्वारे प्रदान केले जाते. विद्युत यंत्राच्या इन्सुलेशनसाठी धोकादायक नसलेल्या मूल्यापर्यंत वेव्हचे मोठेपणा मर्यादित करणाऱ्या लिमिटर्ससह रेषेतून पडणाऱ्या लाटांपासून जनरेटरचे संरक्षण केले जाते.

मोठ्या जनरेटरना आउटगोइंग पॉवर लाईन्सशी थेट जोडण्याची शिफारस केलेली नाही. जनरेटर व्होल्टेजवर ग्राहकांना वीजपुरवठा करणार्‍या लहान स्टेशनसाठी, जनरेटरला सुधारित वैशिष्ट्यांसह विशेष लिमिटर्सच्या अतिरिक्त स्थापनेसह असे कनेक्शन शक्य आहे.

जर जनरेटर थेट स्टेप-अप ट्रान्सफॉर्मरशी जोडलेले असतील, म्हणजेच जनरेटर-ट्रान्सफॉर्मर ब्लॉक आकृतीनुसार, त्यांना पॉली ओव्हरव्होल्टेज विरूद्ध विशेष संरक्षण उपायांची आवश्यकता नाही.

6 - 35 kV च्या व्होल्टेजच्या ओव्हरहेड लाईन्स, लाकडी खांबावर बनवलेल्या, विशेष लाट संरक्षणाची आवश्यकता नाही. त्यांच्या इन्सुलेशनचा विजेचा प्रतिकार लाकडाच्या इन्सुलेट गुणधर्मांद्वारे प्रदान केला जातो. येथे वायर्समधील (लाकडात) खालील किमान इन्सुलेशन अंतर राखणे महत्त्वाचे आहे: 6-10 व्होल्टेजसाठी 0.75 मीटर, व्होल्टेज 20 साठी 1.5 मीटर आणि व्होल्टेज 35 केव्हीसाठी 3 मीटर.

कमकुवत इन्सुलेशनसह ओव्हरहेड लाईन्सचे वैयक्तिक विभाग (उदाहरणार्थ, मेटल किंवा प्रबलित काँक्रीट सपोर्ट वापरणे, ओव्हरहेड लाइनला केबलने जोडणे इ.) अरेस्टर्स किंवा स्पार्क गॅप्स (कमी प्रवाहांवर) (पहा — पाईप प्रतिबंध आणि वाल्व प्रतिबंधक). या उपकरणांच्या ग्राउंडिंग डिव्हाइसेसचा प्रतिकार 10 ohms पेक्षा जास्त नसावा.

एकमेकांना ओलांडणाऱ्या दोन ओव्हरहेड लाईन्सच्या सपोर्टवर किंवा कम्युनिकेशन लाइनसह ओव्हरहेड पॉवर लाइनच्या छेदनबिंदूवर मर्यादा आणि स्पार्क गॅप्स स्थापित केले जातात. येथे ग्राउंडिंग डिव्हाइसेसचा प्रतिकार 15 ohms पेक्षा जास्त नसावा. समर्थनांच्या ग्राउंडिंग स्लोप्समध्ये बोल्ट कनेक्शन असणे आवश्यक आहे आणि त्यांचा क्रॉस सेक्शन किमान 25 मिमी 2 असणे आवश्यक आहे.

जलद क्षणिक विजेच्या दोषांनंतर ओव्हरहेड लाईनच्या वरची शक्ती पुनर्संचयित करण्यासाठी, ओळींचे स्वयंचलित रीक्लोजिंग डिव्हाइसेस (स्वयंचलित रीक्लोजिंग) वापरले जातात. लाइटनिंग प्रोटेक्शन डिव्हाईस म्हणून ऑटोमॅटिक रीक्लोजरच्या यशस्वी ऑपरेशनमुळे, वापरकर्त्यांना 0.2s पेक्षा जास्त वीज व्यत्यय जाणवणार नाही आणि त्यांच्या सामान्य ऑपरेशनमध्ये अडथळा येणार नाही.

केबल ग्रंथी स्टॉपसह दोन्ही टोकांना संरक्षित आहेत.

0.38 / 0.22 केव्हीच्या व्होल्टेजसह ग्राहक नेटवर्कचे संरक्षण विशेषतः काळजीपूर्वक केले जाते. हे नेटवर्क सामान्यत: हवाई असतात आणि त्यांची रचना वातावरणातील वाढीस सर्वात जास्त संवेदनशील असते कारण ते इतर सर्व संरचनांच्या वर चढतात आणि खुल्या भागांमधून जातात.

लो-व्होल्टेज नेटवर्क वीज संरक्षण उपकरणांनी सुसज्ज आहेत जे आवेग डिस्चार्ज करंट्स पृथ्वीवर विचलित करतात. हे आपल्याला लोक आणि प्राण्यांचे संरक्षण करण्यास, विजेमुळे होणारी आग आणि अंतर्गत विद्युत तारांमध्ये त्यांच्या प्रवेशास प्रतिबंध करण्यास अनुमती देते.

लो-व्होल्टेज नेटवर्कमध्ये, सर्व फेज कंडक्टर आणि तटस्थ कंडक्टरच्या इन्सुलेटरच्या हुक किंवा पिनसाठी लाइटनिंग प्रोटेक्शन ग्राउंडिंगसाठी कनेक्शन प्रदान केले जातात.

घरांना किंवा थेट इमारतींच्या प्रवेशद्वारांवर वायर टॅप्सच्या सहाय्याने अर्थिंग देखील प्रदान केले जाते. संरक्षणात्मक अर्थिंग यंत्राचा प्रतिकार 30 ohms पेक्षा जास्त नसावा.

10 / 0.4 kV ग्राहक सबस्टेशन्समध्ये, ओव्हरहेड लाईन्सशी जोडलेले लो-व्होल्टेज विंडिंग्स अटककर्त्यांद्वारे संरक्षित केले जाणे आवश्यक आहे. ते ट्रान्सफॉर्मरच्या शक्य तितक्या जवळ स्थापित केले जातात आणि सबस्टेशनच्या सामान्य ग्राउंड सर्किटशी जोडलेले असतात. जेव्हा ट्रान्सफॉर्मरची शक्ती 630 kVA आणि त्याहून अधिक असते, तेव्हा त्यापासून विस्तारलेल्या रेषांसह दोन अतिरिक्त संरक्षणात्मक अर्थिंग केले जातात - निर्दिष्ट प्रतिरोध मूल्यासह सबस्टेशनपासून 50 आणि 100 मीटर अंतरावर.