Lightning Surge: lyhyt selitys
Salamahuippuyksinkertaisesti sanottuna viittaa salamapurkauksen aikana syntyvän voimakkaan jännitteen ja virran aiheuttamaan välittömään vaikutukseen sähkölaitteisiin. Sen ydinominaisuus on "välitön energiapurkaus" – samanlainen kuin korkeapaineisen -vesiputken äkillinen repeämä, jossa iskuvoima vahingoittaa putkistoa. Samoin salama uhkaa korkeajännitteisten sähkölaitteiden turvallisuutta, sillä se on yksi yleisimmistä luonnonvaaroista korkeajännitteisessä sähkökentässä.
Salama edustaa pohjimmiltaan sähkövarausten neutralointia pilvien välillä tai pilvien ja maan välillä. Kitka pilvikerrosten sisällä kerää huomattavia positiivisia ja negatiivisia varauksia. Kun varausero saavuttaa kriittisen kynnyksen, se murtuu ilman läpi muodostaen purkauskanavan, vapauttaen välittömästi valtavaa energiaa ja synnyttää salaman. Sen ydinominaisuudet ovat kaksijakoiset: ensinnäkin erittäin korkea jännite (joka saavuttaa miljoonia tai jopa kymmeniä miljoonia voltteja); toiseksi erittäin lyhyt kesto (ylijänniteprosessi kestää vain muutamasta mikrosekunnista kymmeniin mikrosekunteihin, mikä vastaa yhtä kymmentuhatosaa sekuntia). Tämä "lyhytkestoinen, korkean energian" ylijännite on avaintekijä, joka aiheuttaa laitevaurioita. Salamajännite=hetkellinen korkea jännite + hetkellinen korkea virta. Se tunkeutuu sähkölaitteisiin reittejä, kuten johtimia ja laitteiden koteloita pitkin, vaarantaen eristysrakenteita ja mahdollisesti tehden laitteet käyttökelvottomaksi tai laukaisemalla onnettomuuksia.
II. Ensisijaiset sovellusskenaariot
Salamapiikit vaikuttavat pääasiassa ulkotiloihin ja korkeajännitteisiin{0}}sähköympäristöihin. Ottaen huomioon mahdolliset kosketukset laitteisiin, kuten GIS ja muuntajiin, nämä skenaariot luokitellaan neljään eri tyyppiin:
1. Ulkoilman korkeajännite{1}}siirtojohdot: Tämä on yleisin salamaniskun skenaario. Kun salama iskee linjaan, ylijännite etenee nopeasti johtimessa tunkeutuen suoraan sähköasemille ja uhkaamalla ydinlaitteita, kuten GIS, muuntajia ja katkaisijoita. Pienet tapahtumat voivat aiheuttaa laitteiden kompastumisen, kun taas vakavat tapaukset voivat johtaa eristeen rikkoutumiseen.
2. Sähköaseman ulkoalueet: Virtakiskot, ylijännitesuojat ja muut laitteet, jotka on asennettu ulos sähköasemien sisälle, voivat riittämättömästi suojattuna kestää suoria salamaniskuja tai indusoituneita ylijännitejännitteitä. Tämä voi vahingoittaa sisäisiä komponentteja, häiritä koko sähköaseman toimintaa ja mahdollisesti aiheuttaa alueellisia sähkökatkoja.
3. Jakeluhuoneet ja pieni-jännitepiirit: Salamapiikit voivat tunkeutua pienjännitepiireihin "induktion" kautta. Esimerkiksi kun ulkolinjoihin osuu, ylijännite voi syntyä kaapeleiden kautta jakelutiloihin, mikä vaurioittaa kojeistoja, katkaisijoita ja jopa sisätilojen sähkölaitteita. Tämä skenaario jää usein huomiotta, mutta siihen liittyy merkittäviä riskejä.
4. Korkeajännitelaitteiden{1}}tehdastestaus: Tämä edustaa ennakoivaa lähestymistapaa salamapiikin lieventämiseen. Alan standardit edellyttävät, että muuntajille, GIS-kytkimelle (Gas Insulated Switchgear) ja muille korkeajännitelaitteille on suoritettava salamapulssitestit ennen tehtaalta lähtöä. Nämä testit simuloivat todellisia salamapiikin olosuhteita varmistaakseen, että laitteen eristyskyky vastaa vaatimuksia, mikä estää ei--yhteensopivia laitteita tulemasta käyttöön.
III Keskeiset käytännön kohdat
1. Yksityiskohtainen salamajännitesuojaus GIS-laitteille: Vaikka GIS-laitteissa on tiivis rakenne, jolla on erinomaiset eristysominaisuudet, salamapiikit voivat silti tunkeutua sisään tulevien linjaporttien tai kotelon läpi. Sydänsuojaus keskittyy "suljettuun suojaukseen yhdistettynä tarkaan virran ohjaukseen". Ensinnäkin sinkkioksidiylijännitesuojat (soveltuvimmin korkea-jännitesovelluksiin) on asennettava GIS-syöttöön-holkkeihin. Niiden maadoitusjohtimet on liitettävä luotettavasti sekä GIS-koteloon että sähköaseman päämaadoitusverkkoon, jotta salamahuippuvirrat ohjautuvat nopeasti maan alle läpivientien eristyksen rikkoutumisen estämiseksi. Toiseksi GIS-kotelo vaatii kattavan potentiaalintasauksen, joka yhdistää kaikki kenttäkotelot ja tuet maadoitusverkkoon. Tämä estää mahdolliset erot koteloiden välillä salamaniskun aikana, mikä voi aiheuttaa vastaiskun aiheuttamia vahinkoja sisäisille komponenteille. Lopuksi, määräaikaistarkastuksissa, keskity ylijännitesuojainten sähkönjohtavuuden ja sisäisen eristävän kaasun (SF6) paineen tarkistamiseen GIS:ssä. Tarkista samanaikaisesti maadoitusliitännät löystymisen tai korroosion varalta purkausreittien epäonnistumisen estämiseksi. Ennen lähettämistä erityisillä salamaimpulssitesteillä on vahvistettava suljetun rakenteen eristyssuojauskyky.
2. Muuntajan salamansuojauksen yksityiskohdat: Muuntajat ovat voimajärjestelmien ydinlaitteita, joissa on herkkiä eristysrakenteita. Salamaimpulssit aiheuttavat helposti käämieristyksen rikkoutumisen ja sydänvaurioita. Suojaus korostaa "porrastettua puolustusta + koordinoitua maadoitusta" -lähestymistapaa. Ensinnäkin venttiili{5}}tyyppiset ylijännitesuojat on asennettava korkean Ylijännitesuojat on asennettava myös matalan jännitteen puolelle, jotta vältetään salama-aaltojen tunkeutuminen päinvastaiseen Toiseksi muuntajan kotelon, sydämen ja matalajännitteisen nollapisteen on oltava tasaisesti maadoitettuja täydellisen maadoituspiirin muodostamiseksi. Maadoitusresistanssi tulee säilyttää alle 4 Ω (pienemmät arvot vaaditaan suurilta sähköasemilta), jotta varmistetaan ylijännitevirtojen nopea purkautuminen ja estetään kohonneen maadoituspotentiaalin aiheuttama laitevaurio. Kolmanneksi määräaikaistarkastuksissa tulee ylijännitesuojainten kunnon tarkastuksen lisäksi testata muuntajan käämien eristysresistanssi ja dielektrinen häviökerroin. Tarkastustiheyttä tulee lisätä ennen ukkosmyrskykautta. Samanaikaisesti tulisi käyttää ulkoisia ukkossuojaustoimenpiteitä, kuten ukkosenmyötäisiä, estämään suorat iskut muuntajan runkoon, mikä vahvistaa ulkopuolista suojausta.
