Moderne mreže za distribuciju električne energije temelje se na korištenju zaštitnih uređaja koji ne otkazuju pri reagiranju na nagle promjene u električnoj energiji. Uzrok tih prijelaznih pojava može biti udar groma, prebacivanje opterećenja s visokom induktivnošću, šum u mreži, uključivanje kondenzatorske baterije ili kvarovi opreme. Elementi za zaštitu od prenapona, izolacijski sustavi, odvodnici, prekidači u distribuciji i relejno-korektivna oprema trebali bi imati sposobnost preživjeti takve kratke, ali dramatične naponske udare. Laboratorijska kontrola nad prenaponski generatori je ključ za validaciju takvih performansi, budući da se realni obrasci poremećaja reproduciraju pod ponovljivim uvjetima.
U stvarnim sustavima, prijelazne pojave teško da su ujednačene. Strmije oblike napona uzrokuje udar groma, a prebacivanje kondenzatora uzrokuje sporije, ali visokoenergetske skokove. Industrijski strojevi, koji se preskoče pri pokretanju, uzrokuju ponavljajuće poremećaje. Zaštitni uređaji za distribuciju električne energije moraju biti svjesni takvih pojava, moći apsorbirati takvu energiju i moći reagirati bez degradacije. Simulacija prenapona omogućuje inženjerima da vide te mogućnosti prije nego što se oprema može sastaviti na terenu.

Svrha simulacije prenapona u zaštitnom inženjerstvu

Zaštitna oprema je postavljena kako bi provodila ili vraćala energiju prije nego što dođe u kontakt s osjetljivom opremom na radnim mjestima. Svaka od ovih funkcija provjerava se simulacijom prenapona korištenjem kontroliranih impulsa prenapona. U nedostatku takve validacije, oprema može besprijekorno raditi u svojim podcijenjenim načinima rada, ali može zakazati u nepredviđenim prijelaznim interakcijama.
Ispitivač impulsnog prenapona je duplikator valnih oblika prenapona koji su točno definirani i vremenom porasta, maksimalnim naponima i padom napona. To omogućuje inženjerima da testiraju ne samo podnosljivu sposobnost, već i redoslijed rada zaštitnih uređaja. Proizvođači poput LISUN osigurati kalibrirani sustav prenapona posebno koji se koristi u ispitivanju električne sigurnosti visoke ponovljivosti kako bi se osiguralo da se mjeri električno prijelazno ponašanje umjesto približnih vrijednosti.

Procjena izdržljivosti izolacije i karakteristika proboja

Početna prevencija prolaznog napona često je izolacija. Kabeli, namoti, čahure i kućišta konektora trebaju biti otporni na velike promjene električnih napona. Konstantno AC ili DC ispitivanje ne pokazuje ponašanje izolacije pri naglom porastu napona. Oprema za zaštitu od prenapona dinamički se napreže generiranjem valnih oblika poput standardiziranog impulsa od 1.2/50 ms. Kako se napon brzo povećava, električna polja se koncentriraju u spojevima mikroskopskih rupa, pukotina i granica materijala.
Ispitivanje pokazuje da se izolacija može oporaviti nakon privremene situacije ili ako se unutarnji djelomični pražnjenja nakupe u put proboja. Generatori prenapona određuju napon pri kojem se točno događa proboj i gdje je energija fokusirana te ukazuje li obrazac kvara na nedostatke u proizvodnji.

Provjera uređaja za zaštitu od prenapona i odvodnika

Uređaji za zaštitu od prenapona (SPD) i odvodnici prenapona izrađeni su tako da apsorbiraju trenutnu snagu. Međutim, vrijednosti navedene na papiru trebale bi biti slične karakteristikama stvarnih odziva u stvarnim uvjetima. Ispitivanje prenapona sastoji se od analize ponašanja stezaljki, ujednačenosti reakcija među fazama i stabilnosti rasipanja energije.
Zaštitni uređaj koji se aktivira kasnije dat će previše prolazne energije koja teče kroz distribucijske krugove. Jedan od njih koji se prerano aktivira može djelovati kao kratki spoj koji preopterećuje uzvodne prekidače. Generatori prenapona pomažu u osiguravanju da nema odstupanja u radnim pragovima u više petlji. Ponašanje starenja također se pokazuje u impulsnom testu.

Koordinacija releja i prekidača u prijelaznim uvjetima

Upotreba digitalnih zaštitnih releja i prekidača u modernim distribucijskim mrežama ključna je i moraju se ponašati na odgovarajući način u vrijeme prenapona. Mjerenjem naponskih potpisa i djelovanjem u hodu, releji prate razine napona. Prekidači otklanjaju kvarove samo na zahtjev i u takvom trenutku moraju se podudarati s prepoznavanjem prijelaznih pojava.
Čak ni sami prekidači ne bi trebali biti fizički oštećeni tijekom događaja visoke energije. Komore za gašenje luka unutar njih su pod velikim električnim opterećenjem u prijelaznim pojavama. Uvjeti se sigurno reproduciraju u kontroliranom okruženju u kirurškim generatorima. Mjerenjem brzine otvaranja prekidača pod vršnim prijelaznim naponima, inženjeri provjeravaju mogu li radni mehanizmi biti konzistentni iz ciklusa u ciklus.

Analiza zaštite transformatora i namota

Transformatori su izloženi jakim naprezanjima pri pojavi prenapona. Sprezanje dolaznog vala u namote je neravnomjerno, što dovodi do koncentracije električnog polja između zavoja. Generatori prenapona koriste se za određivanje otpornosti na udare groma, parametara koordinacije izolacije i ponašanja naprezanja između zavoja.
U većini slučajeva, namot transformatora može se činiti stabilnim u normalnim uvjetima, ali može doći do kvara izolacije kada se ona prolazno brzo povećava. Inženjeri analiziraju obrasce rezultirajućih oscilacija, ponašanje električne rezonancije i karakteristike prigušenja. Ovi parametri će odlučiti između geometrije namota i debljine izolacije koja je prikladna za upotrebu na terenu. Rezultati ispitivanja kalibriranim ispitivačem impulsnih prenapona mnogo su točniji u usporedbi s isključivo teorijskim modeliranjem.

Pouzdanost kabelskog sklopa i konektora pod utjecajem prenapona

Kroz velike udaljenosti prijenosa, energetski kabeli, konektori i terminatori doživljavaju naponske udare. Ove komponente su osjetljivije na onečišćenje prašinom, prodiranje vlage i stare izolatore. Ispitivanje prenapona određuje otpornost kućišta konektora i dielektričnih slojeva kabela na vršne napone bez razvoja kanala djelomičnog pražnjenja.
Trenutni valni oblik se izvodi tako da konektori drže metalne rubove ili neravnine izolacije. U slučaju slabog mjesta, prenapon stvara žarišna polja koja mogu propaliti mikroskopske prolaze. Ispitivanje će održati kabelske sklopove stabilnima tijekom ekstremnih uvjeta, čime će se ukloniti mogućnost kvarova u budućim podzemnim i nadzemnim instalacijama.

Važnost oblikovanja i ponovljivosti valnog oblika

Vjernost valnog oblika prenaponskom ispitivanju je točan način testiranja. Valni oblik s pogrešnim vremenom početka ili kraja stoga ne prikazuje stvarne uvjete na polju. Generatori prenapona osvjetljavaju impulse na točno onaj način koji omogućuje da zaštitni uređaji budu podvrgnuti realnom električnom naprezanju.
Ponovljivost jamči dosljednost performansi pri mjerenju između serija. Rezultati ispitivanja nisu pouzdani u slučaju da se oblik vala mijenja na velikoj frekvenciji. Kvalitetni sustavi poput onih koje proizvodi LISUN imaju interne sustave kalibracije koji omogućuju točnost valnih oblika čak i nakon dulje upotrebe. Ovu stabilnost inženjeri primjenjuju za usporedbu materijala, dizajna izolacije, zaštitnih uređaja i sklopnih sustava u duljim razdobljima.

Slika: Generator prenapona

Integracija u okvire za certificiranje proizvoda

Dokumentacija o prenaponskim performansama neposredno prije odobrenja proizvoda obavezna je u većini standarda električne sigurnosti. Višestruke vrste prenapona često se zahtijevaju u nacionalnim i međunarodnim programima certificiranja, kao što su ispitivanje impulsa munje i prenaponsko ispitivanje sklopki te ispitivanje kombiniranih valova. Generatori prenapona omogućuju proizvođačima da dobro zadovolje takve potrebe.
Laboratorijsko kontrolirano ispitivanje impulsa također je važno za certifikacijska tijela jer promatranje prenapona na terenu nije predvidljivo. Jedna sezona munja uzrokovat će preživljavanje zaštitnog uređaja, a kvar u sljedećoj sezoni bit će uzrokovan samo razlikom u valnim oblicima. Slučajnost se eliminira laboratorijskom simulacijom i pouzdanost je osigurana.

Zaključak

Pouzdana raspodjela snage je briga komponenti koje mogu podnijeti visokoenergetski električni prenapon. Točni valni oblici potrebni za provjeru čvrstoće izolacije komponenti, odziva releja, stezanja odvodnika, koordinacije prekidača, integriteta namota transformatora i dielektrične izdržljivosti kabela nalaze se u laboratorijskim uvjetima. prenaponski generatori.
Kalibrirani ispitivač impulsnih prenapona, posebno kombinacije koje nude renomirani proizvođači kao što su LISUN, omogućuje inženjerima pravilno razumijevanje zaštitnih sposobnosti distribucijskih komponenti. Ova prediktivna potvrda eliminira kvarove na polju i jamči poštivanje sigurnosnih zahtjeva te povećanje trajnosti energetske infrastrukture.