ما هو الجهد الزائد؟

إن جوهر الجهد الزائد هو الزيادة غير الطبيعية في الجهد الكهربي على المدى القصير أو القصير{{0}، ومعايير القياس الرئيسية هي المضاعفات وأشكال الموجة.

 متعدد: نسبة سعة الجهد الزائد إلى القيمة القصوى لأعلى جهد في مرحلة التشغيل للنظام. على سبيل المثال، يعني الجهد الزائد المتعدد بمقدار 2.0 أن الجهد قد وصل إلى ضعف قيمة ذروة التشغيل العادية.

 الشكل الموجي: يحدد الطاقة والقوة التدميرية للجهد الزائد. على سبيل المثال، تختبر الموجات النبضية البرقية (ذات المنحدرات الشديدة في نطاق الميكروثانية) قدرة العزل على تحمل الفولتية النبضية؛ في حين أن الجهد الزائد المؤقت (الذي يستمر من ميلي ثانية إلى ثانية) يختبر قدرة العزل على تحمل الفولتية العالية لفترات طويلة والاستقرار الحراري.

البرق هو المصدر الأكثر تركيزًا للجهد الزائد في الطبيعة، حيث تصل التيارات إلى عشرات إلى مئات الكيلومترات.

1. الجهد الزائد البرق المباشر

◦ الحدوث: يضرب البرق الأبراج أو موصلات الصواعق أو موصلات خطوط النقل مباشرة. يدخل تيار البرق الضخم إلى الأرض من خلال المعاوقة، مما يولد جهدًا كهربائيًا عاليًا للغاية عند نقطة الضربة.

الخصائص: سعة عالية للغاية، تصل إلى عدة آلاف من الكيلوفولت؛ شديدة الانحدار، مع واجهة موجة تبلغ 1-4 ميكروثانية، مما يشكل أكبر تهديد للعزل. وهو محور الحماية من الصواعق لخطوط الكهرباء.

2. الجهد الزائد الناجم عن البرق

◦ الحادثة: البرق لا يضرب الخط مباشرة بل ينطلق إلى الأرض بالقرب من الخط.

الآلية:

الحث الكهروستاتيكي: خلال المرحلة الرائدة للسحابة الرعدية، سيتم تحفيز كمية كبيرة من الشحنات المقيدة ذات القطبية المعاكسة للسحابة الرعدية على موصلات الخط. عند حدوث التفريغ الرئيسي، يتم تحرير هذه الشحنات المقيدة فجأة، لتشكل موجات الجهد الزائد التي تنتشر على طول الموصلات.

الحث الكهرومغناطيسي: يولد تيار البرق القوي مجالًا مغناطيسيًا سريع التغير حول قناة التفريغ. يمر هذا المجال المغناطيسي عبر حلقة الموصل، مما يؤدي إلى قوة دافعة كهربائية.

◦ الخصائص: تكون السعة عادة أقل من قوة الصواعق المباشرة (لا تتجاوز عادة 300-400 كيلوفولت)، إلا أنها تشكل خطراً كبيراً على خطوط التوزيع 35 كيلوفولت وما دون وضعف المعدات الكهربائية (مثل أنظمة الاتصالات والمراقبة) لأن مستويات عزلها منخفضة نسبياً.

يحدث هذا بسبب تحويل الطاقة الداخلية أو تغيرات المعلمات داخل النظام ويتناسب مع الجهد المقدر للنظام.

1. تبديل الجهد الزائد

◦ التوليد: بسبب تشغيل قواطع الدائرة أو أخطاء النظام، تتغير حالة الدائرة فجأة، مما يتسبب في تذبذبات الطاقة الكهرومغناطيسية.

◦ الأنواع الرئيسية:

▪ الجهد الزائد الناتج عن إيقاف تشغيل خطوط عدم التحميل-: عندما يقوم قاطع الدائرة بقطع تيار سعوي (مثل خط طويل غير محمّل)، تحدث "إعادة الإشعال"، مما يتسبب في تذبذب كهرومغناطيسي، ويمكن أن يصل الجهد إلى 3 إلى 4 أضعاف المستوى الطبيعي. وقد تم تقليل ذلك بشكل كبير من خلال استخدام قواطع الدائرة الكهربائية التي تعمل بنظام "عدم-إعادة الإشعال" في العصر الحديث.

▪ الجهد الزائد الناتج عن تشغيل خطوط عدم التحميل-: عندما يتم إغلاق خط به شحنة متبقية، فإن ذلك يعادل شحن مكثف، مما قد يولد جهدًا زائدًا عالي السعة-. يعد هذا أحد العوامل المتحكمة في تصميم العزل لأنظمة الجهد العالي جدًا-والإضافي-.

▪ الجهد الزائد الناتج عن إيقاف تشغيل محولات عدم التحميل: عند قطع تيار حثي صغير (تيار ممغنط)، يتم تحويل طاقة المجال المغناطيسي إلى طاقة مجال كهربائي، مما يولد جهدًا زائدًا على السعة المكافئة للمعدات. تُستخدم مانعات الصواعق بشكل شائع للحماية.

▪ الجهد الزائد للتأريض القوسي: في النظام الذي يحتوي على نقطة محايدة غير مؤرضة، عند حدوث عطل أرضي أحادي الطور، ينطفئ القوس عند نقطة العطل ويشتعل من جديد بشكل متكرر، مما يؤدي إلى تبادل الطاقة بين سعة النظام والتحريض، مما يؤدي إلى زيادة الجهد الكهربي في جميع أنحاء النظام، بسعات تصل إلى 3.5 مرة. يمكن قمع ذلك عن طريق التغيير إلى نقطة محايدة مؤرضة من خلال ملف قمع القوس أو المقاوم الصغير.

2. الجهد الزائد المؤقت

◦ الحدوث: جهد زائد بتردد من تردد الطاقة أو قريب من تردد الطاقة، ومدة طويلة نسبياً (0.1 ثانية إلى عدة ثواني).

◦ الأنواع الرئيسية:

 ارتفاع جهد تردد الطاقة: مثل تأثير سعة الخط الطويل (الجهد في نهاية الخط أعلى من ذلك في البداية)، وارتفاع الجهد في المرحلة الصحية الناجم عن ماس كهربائى غير متماثل، وارتفاع الجهد الناجم عن تساقط الأحمال، وما إلى ذلك. هذا هو "الجهد الأساسي" للجهد التشغيلي الزائد، الذي يحدد جهد التشغيل المستمر لمانع الصواعق.

▪ الجهد الزائد لرنين الحديد: عندما يحتوي النظام على محاثة غير خطية (مثل قلب محول الجهد) وسعة (سعة الخط-إلى-الأرضية، والسعة التسلسلية، وما إلى ذلك)، فقد يتم تحفيزه لتوليد رنينات بسعات وترددات عالية جدًا تمثل أجزاء من تردد الطاقة (مثل 1/2، 1/3، إلخ.) عند الاضطراب (مثل بعد إزالة خطأ أرضي واحد -مرحلة واحدة). يستمر لفترة طويلة وهو شديد الخطورة.

1. الضرر المباشر للعوازل: ويتسبب في انهيار المواد العازلة الصلبة أو السائلة أو الغازية في المعدات الكهربائية، مما يؤدي إلى حدوث دوائر قصيرة.

2. تسريع تقادم العزل: الجهد الزائد المستمر الذي لا يصل إلى قيمة الانهيار سوف يؤدي إلى تسريع تقادم المواد العازلة وتقصير عمر خدمة المعدات.

3. خلل أو فشل في عمل أجهزة الحماية: قد يتداخل مع التشغيل العادي لأجهزة حماية المرحل ومعدات التشغيل الآلي.

4. "الأضرار الخفيفة" التي تلحق بالمعدات الإلكترونية: وخاصة الصواعق، التي قد تؤدي إلى تدهور أداء الدوائر المتكاملة، أو أخطاء في البيانات أو فقدانها وغيرها من الأضرار غير المحسوسة.

بالنسبة لأنواع مختلفة من الجهد الزائد، تعتبر الحماية مشروعًا منهجيًا:

1. الحماية من ضربات الصواعق المباشرة:

◦ مانعات الصواعق: مانعات الصواعق وأسلاك الصواعق (الأسلاك الأرضية العلوية) تجذب البرق إلى نفسها.

جهاز تأريض جيد: يمكنه تفريغ تيار البرق بسرعة وبمقاومة منخفضة إلى الأرض، مما يقلل من الإمكانات.

2. الحماية ضد الصواعق والجهد الزائد أثناء التشغيل:

◦ مانعات اندفاع الأكسيد المعدني من النوع-نوع الصمام/بدون فراغات: أجهزة الحماية الأساسية. إنها توفر مقاومة عالية في ظل الظروف العادية ولكنها تتغير بسرعة إلى مقاومة منخفضة عند حدوث جهد زائد، مما يؤدي إلى تفريغ طاقة الجهد الزائد إلى الأرض وتثبيت الجهد على المعدات المحمية تحت مستوى آمن (مستوى الحماية). إنها خط الدفاع الأخير والأكثر أهمية ضد الجهد الزائد الخارجي والداخلي.

أجهزة الحماية من زيادة التيار: يتم استخدامها للحماية الدقيقة متعددة -المستويات في أنظمة توزيع الجهد المنخفض- وأنظمة المعلومات الإلكترونية.

3. قمع الجهد الزائد الداخلي:

◦ المقاومة المتوازية لقاطع الدائرة الكهربائية: قم بإدخال مقاوم على التوالي أثناء عملية الإغلاق/الفتح لتخفيف التذبذبات.

تركيب مفاعلات التحويل: التعويض عن التأثير السعوي للخطوط الطويلة، وقمع ارتفاع جهد تردد الطاقة والجهد الزائد أثناء التشغيل.

نقطة محايدة مؤرضة من خلال ملف قمع القوس / مقاومة صغيرة: قمع الجهد الزائد للتأريض القوسي.

يعد استخدام مانعات أكسيد الزنك عالية الأداء- الطريقة الأكثر اقتصادية وفعالية للحد من الأنواع المختلفة من الجهد الزائد الداخلي.

ملخص: يشكل الجهد الزائد تهديدًا كبيرًا للتشغيل الآمن لأنظمة الطاقة. أنشأت أنظمة الطاقة الحديثة نظامًا دفاعيًا عميقًا ومتعدد-المستويات بدءًا من توليد الطاقة ونقلها وتحويلها إلى التوزيع والاستهلاك من خلال إستراتيجية شاملة "للتحويل والتفريغ والتثبيت والتخميد".

قاطع الدائرة الفراغية VS1-12 عبارة عن معدات تبديل داخلية بجهد مقدر 12kV وAC 50/60 هرتز. إنها تعتمد آلية تشغيل إطار متكاملة ومناسبة لمختلف المؤسسات الصناعية والتعدينية، وكذلك معدات شبكة الطاقة. يمكن استخدامها كوحدة عربة يدوية للاستخدام مع مجموعة المفاتيح الكهربائية KYN28A-12، أو كوحدة ثابتة مع التشابك الميكانيكي ذي الصلة، مما يجعلها مناسبة لـ XGN2 والخزائن الثابتة الأخرى.

  شنشي الغربية للطاقة Tongzhong الكهربائية المحدودة

الاتصال: السيدة.غريس ليو(مدير قسم المبيعات)

هاتف: +86 917 3661109 فاكس: +86 917 6739416

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

موقع إلكتروني:https://www.xdtzelectrical.com

إضافة: قرية نانبو، شارع تشينسانغ، منطقة جينتاي، مدينة باوجى، مقاطعة شنشي، الصين.