7 dersten 4.

Aşırı Gerilimler: Yıldırım & Anahtarlama Darbeleri

Önceki dersteki BIL değeri, belirli bir şeye dayanmak için vardır: hızlı, yüksek büyüklükte bir gerilim geçici olayı. Bu ders, bu geçici olayların gerçekte nereden geldiğine ve neden tek bir noktadaki basit bir gerilim sıçramasından çok yürüyen dalgalara benzer şekilde davrandıklarına bakıyor.

İki temelde farklı kaynak

Yıldırım darbeleri

Bir hatta doğrudan yıldırım düşmesinden, ya da büyük bir geçici olay oluşturacak kadar yakına düşmesinden kaynaklanır. Tamamen güç sisteminin dışındadır — şiddeti, şebekenin kendisinin yaptığı bir şeye değil, yıldırım fiziğine ve hat/direk tasarımına bağlıdır.

Anahtarlama darbeleri

Güç sisteminin kendi anahtarlama işlemleri tarafından içeriden üretilir — uzun bir iletim hattını enerjilendirmek, bir arızayı gidermek, ya da bir kondansatör bataryasının enerjisini kesmek. Genellikle yıldırım darbelerinden daha yavaş yükselir ve daha düşük büyüklüktedir, ama çok yüksek gerilim sistemlerinde (IEC Aralık II, 245 kV üzeri) anahtarlama darbeleri, yıldırım yerine baskın tasarım endişesi haline gelebilir.

Darbelerin neden sıçrama değil dalga olarak yayıldığı

Bir iletim hattı, tüm uzunluğu boyunca dağılmış endüktans ve kapasitansa sahiptir (temeller rotasında ele alındığı gibi); bu da bir noktadaki ani bir gerilim bozulmasının hat üzerinde her yerde anında görünmediği anlamına gelir — havai hatlar için tipik olarak ışık hızına yakın bir hızda, yürüyen bir dalga olarak dışarı doğru yayılır. Bu önemlidir, çünkü bu dalga bir empedans süreksizliğine — bir hattın sonu, bir transformatör, açık bir kesici — çarptığı her yerde dalganın bir kısmı yansır, ve süreksizliğin türüne bağlı olarak, yansıyan dalga gelen darbeyi kısmen iptal edebilir, ya da en kötü gerçekçi durumda, ona eklenerek o noktadaki gerilimi kabaca ikiye katlayabilir.

Anahtarlama darbeleri: somut bir örnek

Uzun, daha önce enerjisiz bir iletim hattını enerjilendirmek, klasik bir anahtarlama darbesi kaynağıdır: hattın kendi kapasitansı, kaynağın endüktansıyla birleşerek, yerleşmeden önce kararlı durum değerinin önemli ölçüde üzerinde geçici bir gerilim üretebilen, salınabilen bir devre oluşturur. Çok uzun EHV hatlarında, bu spesifik geçici olayı kontrol etmek, kesicilerin ön ekleme dirençleriyle veya kontrollü (dalga-noktası) kapatmayla donatılmasının başlıca sebeplerinden biridir — bu, yalnızca bu tek darbe mekanizmasını evcilleştirmek için tasarlanmış anahtarlama teknikleridir.

Darbelerin neden istatistiksel olarak tanımlandığı

Ne yıldırım çarpması parametreleri ne de bir kesicinin AC dalga formuna göre tam olarak ne zaman kapandığı herhangi bir tek olay için önceden tahmin edilebilir. Bu yüzden yalıtım koordinasyonu çalışmalarında kullanılan aşırı gerilimler, tek bir garantili en kötü durum sayısı yerine, ilişkili bir olasılıkla olası darbe büyüklüklerinin bir dağılımı olarak istatistiksel şekilde tanımlanır; ve bu, yalıtım koordinasyonu marjlarının arızayı fiziksel olarak imkansız değil, kabul edilebilir derecede nadir hale getirecek şekilde seçilmesinin de sebebidir.