اگر یک صاعقه گیر برای یک شبکه ولتاژ متوسط-مشخص می کنید، اولین سؤالی که معمولاً مطرح می شود به اندازه کافی ساده است: آیا به یک واحد 11 کیلوولت نیاز دارم یا یک دستگاه 33 کیلوولت؟ پاسخ واضح به نظر می رسد، اما فرآیند انتخاب بسیار ساده تر از تطبیق برچسب برقگیر با ولتاژ سیستم شما است. اشتباه بگیرید و به دستگاهی نگاه می کنید که یا نمی تواند محافظت کند یا بدتر از آن، در زمانی که نباید هدایت می کند.
این راهنما تفاوت های واقعی بین برقگیرهای 11 کیلو ولت و 33 کیلو ولت را بررسی می کند، رتبه بندی ولتاژ، نیازهای زمین، کلاس برقگیر و مشخصاتی را که در هنگام تصمیم گیری برای خرید اهمیت دارند را پوشش می دهد.
صاعقه گیر
جدول مرجع سریع
| پارامتر | سیستم 11 کیلو ولت | سیستم 33 کیلو ولت |
|---|---|---|
| زمین گیری معمولی | زمین محکم (ستاره) | زمینی نشده-(مثلث) |
| ولتاژ نامی توصیه شده (Ur) | 9 کیلو ولت | 36 کیلو ولت تا 42 کیلو ولت |
| MCOV | ~7.65 کیلو ولت | ~29kV تا 34kV |
| رتبه بندی فعلی تخلیه | 10 کیلو آمپر | 10 کیلو آمپر |
| کلاس دستگیر کننده | کلاس توزیع | کلاس ایستگاه |
| BIL | 75 کیلو ولت | 170 کیلو ولت |
| استاندارد | IEC 60099-4 | IEC 60099-4 |
قسمتی که اکثر مردم اشتباه می کنند: این مربوط به زمین است، نه فقط ولتاژ
در اینجا چیزی است که بسیاری از مهندسان را به خود مشغول می کند: ولتاژ نامی صاعقه گیر با ولتاژ سیستم یکسان نیست. عددی که انتخاب میکنید به شدت به نحوه اتصال به شبکه شما بستگی دارد، و در اینجاست که سیستمهای 11 کیلوولت و 33 کیلوولت رفتار بسیار متفاوتی دارند.
اکثر شبکه های 11 کیلو ولت به صورت زمینی جامد هستند. نقطه ستاره ترانسفورماتور مستقیماً به زمین متصل می شود، به این معنی که در طول یک خطای تک فاز، ولتاژ در دو فاز دیگر نسبتاً ثابت می ماند و تا بیش از 80 درصد ولتاژ خط-به-خط افزایش نمی یابد. به همین دلیل، مهندسان معمولا برقگیر را 0.8 برابر ولتاژ سیستم اندازه میدهند. برای یک شبکه 11 کیلو ولت، ولتاژ نامی حدود 9 کیلو ولت کار می کند. این یک محاسبه ساده است و دستگاه حاصل جمع و جور،{12}}مقرون به صرفه، و برای محافظت در سطح توزیع{14}} مناسب است.رعد و برق 11 کیلو ولتبرای مثال، از Victory Electric، دقیقاً بر اساس این مشخصات کلاس{0} توزیع، با محفظه پلیمری و پشته وریستور اکسید روی بهینه شده برای آن محیط عملیاتی ساخته شده است.
سیستم های 33 کیلوولت یک وضعیت کاملا متفاوت هستند. بخش بزرگی از شبکههای 33 کیلوولت، بهویژه در آسیا، آفریقا و بخشهایی از اروپا، از سیمپیچهای ترانسفورماتور متصل به دلتا-استفاده میکنند. سیم پیچ های دلتا نقطه خنثی ندارند، بنابراین هیچ مسیر مستقیمی به زمین وجود ندارد. هنگامی که یک خطا در یک فاز رخ می دهد، ولتاژ در فازهای سالم می تواند تا ولتاژ کامل خط بالا رود، گاهی اوقات کمی بالاتر. این بدان معناست که برقگیر باید برای کنترل مداوم آن رتبه بندی شود و ضریب 0.8 دیگر اعمال نمی شود. در عوض، ولتاژ نامی روی 100% ولتاژ سیستم یا بالاتر تنظیم میشود، به همین دلیل است که برقگیرهای 33 کیلوولت معمولاً بسته به حاشیه ایمنی ترجیحی شرکت دارای درجهبندیهایی از 36 کیلوولت تا 42 کیلوولت هستند.
اعمال منطق انتخاب 11 کیلوولت به aصاعقه گیر 33 کیلو ولتیکی از رایج ترین و پرهزینه ترین اشتباهاتی است که در هنگام تعیین مشخصات انجام می شود. یک برقگیر کمتر-در شرایط خطای زمین شروع به هدایت می کند، گرمایی ایجاد می کند که نمی تواند دفع کند و در نهایت از کار می افتد.
صاعقه گیر 33 کیلو ولت VICTORY
MCOV: مشخصاتی که اغلب نادیده گرفته می شود
MCOV مخفف Maximum Continuous Operating Voltage است. در استانداردهای IEC نیز میبینید که به صورت Uc نوشته میشود. این بالاترین ولتاژی است که برقگیر می تواند به طور مداوم، تحت شرایط عملیاتی عادی، بدون کاهش در طول زمان، در آن قرار گیرد.
این مهم است زیرا برقگیر همیشه بین فاز و زمین متصل است. حتی زمانی که هیچ موجی اتفاق نمیافتد، ولتاژ فاز طبیعی-به-زمین دائماً روی آن مینشیند. در طول یک خطا در فاز دیگر، آن ولتاژ به طور موقت افزایش می یابد. برقگیر باید بدون هدایت، و بدون پختن خود در این فرآیند، خود را نگه دارد.
اعداد تقریباً به صورت زیر تقسیم می شوند:
- برقگیر 9 کیلوولت برای یک سیستم 11 کیلوولت دارای MCOV حدود 7.65 کیلو ولت خواهد بود.
- برقگیر 36 کیلوولت برای سیستم 33 کیلو ولت معمولاً در حدود 29 کیلو ولت قرار دارد.
- برقگیر 42 کیلو ولت که کمی حاشیه بیشتر می دهد، به حدود 34 کیلو ولت می رسد.
هنگامی که در حال بررسی یک دیتاشیت هستید، فقط به ولتاژ نامی نگاه نکنید. MCOV را در برابر حداکثر ولتاژ واقعی خط-به-زمین سیستم خود، از جمله تحمل عملکرد عادی، که معمولاً مثبت یا منفی 10٪ اسمی است، بررسی کنید. این عددی است که واقعاً به شما می گوید که آیا برقگیر در شبکه شما راحت است یا خیر.
کلاس توزیع در مقابل کلاس ایستگاه
برقگیرهای 11 کیلوولت تقریباً همیشه کلاس توزیع هستند. آنها برای خطوط هوایی، ترانسفورماتورهای نصب شده در قطب، واحدهای اصلی حلقه، و کاربردهای مشابه طراحی شدهاند. آنها سبک تر، کوچکتر هستند و برای استقرار انبوه در شبکه های توزیع قیمت دارند.
برقگیرهای 33 کیلوولت در پست های شبکه کاملاً یک سطح متفاوت هستند. آنها معمولاً Station Class هستند، که به معنای ظرفیت جذب انرژی بالاتر، رتبهبندیهای مقاومت در مدارهای کوتاه{{2} بهتر (برخی استانداردها تا 63000A را آزمایش میکنند)، فواصل خزش طولانیتر برای محیطهای ساحلی یا صنعتی، و مهار گسل داخلی قویتر است. اینها با واحدهای کلاس توزیع قابل تعویض نیستند و تفاوت هزینه نشان دهنده تفاوت های مهندسی واقعی است، نه فقط افزایش ولتاژ.
در یک پست توزیع معمولی 33/11 کیلوولت، سمت ورودی 33 کیلوولت به حفاظت کلاس ایستگاه نیاز دارد، در حالی که فیدرهای خروجی 11 کیلوولت می توانند از سخت افزار کلاس توزیع استفاده کنند. اگر هر دو طرف چنین پستی را تامین میکنید، طیف محصولات 33 کیلوولت ویکتوری الکتریک شامل{6}}دستگاه برقگیرهای کلاس و لوازم جانبی حفاظت ولتاژ متوسط{7}} است که قسمت ولتاژ{8} بالاتر آن نصب را پوشش میدهند.
ولتاژ باقیمانده و حاشیه حفاظتی
هنگامی که در واقع دو برقگیر را به صورت سر به سر مقایسه می کنید، مفیدترین عدد ولتاژ باقیمانده است که گاهی اوقات ولتاژ تخلیه یا سطح حفاظتی صاعقه نامیده می شود. در 10kA با شکل موج 8/20μs اندازهگیری میشود و به شما میگوید برقگیر چه مقدار ولتاژ را در طول یک نوسان از خود عبور میدهد.
هرچه ولتاژ باقیمانده کمتر باشد، محافظت بهتری خواهد داشت. اما همچنین باید بسیار پایین تر از سطح عایق ضربه اولیه (BIL) تجهیزات شما باقی بماند. حاشیه حفاظت راحت معمولاً حدود 20 تا 30 درصد است.
برای یک سیستم 11 کیلوولت با BIL 75 کیلو ولت، ولتاژ باقیمانده برقگیر باید در حالت ایده آل کمتر از حدود 53 کیلو ولت باشد. برای یک سیستم 33 کیلوولت که BIL معمولا 170 کیلو ولت است، ولتاژ باقیمانده باید کمتر از 120 کیلو ولت باشد. اگر واحدهای تامینکنندههای مختلف را با هم مقایسه میکنید، از ستون 10 کیلو آمپری در برگه داده به عنوان نقطه مقایسه خود استفاده کنید و عدد پایینتر را انتخاب کنید.
چند اشتباه که ارزش اجتناب دارد
با فرض اینکه شبکه 33 کیلو ولت شما بدون چک کردن به صورت کاملاً ارت شده است. بسیاری از زیرساختهای قدیمی 33 کیلوولت بر روی پیکربندیهای زمیندار مثلث یا امپدانس{3}} اجرا میشوند. قبل از نوشتن مشخصات، همیشه با اپراتور شبکه تأیید کنید.
مشرف به فاصله خزش در محیط های کثیف. پستهای ساحلی و سایتهای نزدیک به گازهای گلخانهای صنعتی نیاز به خزش طولانی دارند، معمولاً 25 میلیمتر/کیلوولت یا بیشتر. در تجهیزات 33 کیلوولت، این تفاوت فیزیکی قابل توجهی در طول عایق ایجاد می کند.
تطبیق ولتاژ نامی بدون بررسی MCOV. دو برقگیر با Ur یکسان می توانند MCOV های متفاوتی داشته باشند. موردی که MCOV کمتری دارد ممکن است روی کاغذ خوب باشد اما در شرایط واقعی شبکه شما مشکل دارد.
قرار دادن سخت افزار کلاس توزیع بر روی باسبار 33 کیلوولت. سطوح انرژی و قرار گرفتن در معرض خطا در شین های پست خارج از آن چیزی است که برقگیرهای کلاس توزیع برای آن طراحی شده اند. کلاس ایستگاه در آن زمینه اختیاری نیست.
نسخه کوتاه
تفاوت اساسی بین برقگیر 11 کیلوولت و برقگیر 33 کیلوولت فقط ولتاژ روی برچسب نیست. این به نحوه اتصال به شبکه مربوط می شود که محاسبه ولتاژ نامی، نیاز MCOV و کلاس برقگیر را هدایت می کند. یک برقگیر 11 کیلوولت در یک شبکه زمین جامد را می توان به صورت محافظه کارانه اندازه گیری کرد و ساده نگه داشت. صاعقه گیر 33 کیلو ولت، که در یک شبکه به طور معمول کشف شده یا شبکه دلتا کار می کند، باید بالاتر از آنچه انتظار دارید رتبه بندی شود، در کلاس ایستگاه مشخص شده و با دقت در برابر شرایط خطای واقعی تأیید شود.
در صورت شک، از IEC 60099-4 کار کنید، ترتیب اتصال زمین خود را تأیید کنید، و انتخاب برقگیر را به عنوان یک تمرین علامت گذاری جعبه تلقی نکنید.