વિદ્યુત નેટવર્ક્સમાં વાતાવરણીય ઓવરવોલ્ટેજ

ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનના ઇન્સ્યુલેશન માટે જોખમી મૂલ્યમાં અચાનક ટૂંકા ગાળાના વોલ્ટેજને કહેવામાં આવે છે ઓવરવોલ્ટેજ... તેમના મૂળ દ્વારા, ઓવરવોલ્ટેજ બે પ્રકારના હોય છે: બાહ્ય (વાતાવરણીય) અને આંતરિક (સ્વિચિંગ).

વાતાવરણીય ઉછાળો ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનમાં સીધા વીજળીના ત્રાટકવાથી અથવા તેની નજીકના વિસ્તારમાં વીજળીના પ્રહારોથી ઉદ્ભવે છે. વાતાવરણીય ઓવરવોલ્ટેજ વિદ્યુત સ્થાપન માટે સૌથી મોટા જોખમનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જેમ કે સીધી અસર સાથે વીજળી તેઓ 200 kA સુધીના વીજળી પ્રવાહ સાથે 1,000,000 V સુધી પહોંચી શકે છે. તેઓ ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્ટોલેશનના નજીવા વોલ્ટેજના મૂલ્ય પર આધાર રાખતા નથી. તેઓ ખાસ કરીને નીચલા વોલ્ટેજ સ્થાપનો માટે જોખમી છે, કારણ કે આ સ્થાપનોમાં જીવંત ભાગો અને ઇન્સ્યુલેશન સ્તર વચ્ચેનું અંતર ઉચ્ચ વોલ્ટેજ કરતાં ઓછું હોય છે.

વાતાવરણીય ઓવરવોલ્ટેજને પ્રેરિત અને સીધી લાઈટનિંગ સ્ટ્રાઇક્સમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. પ્રથમ વિદ્યુત સ્થાપન નજીક વીજળી સ્રાવ દરમિયાન થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે સબસ્ટેશન અથવા પાવર લાઇન.અતિશય ઉચ્ચ સંભવિત (કેટલાક મિલિયન વોલ્ટ્સ) પર ચાર્જ કરાયેલા વીજળીના વાદળોની પ્રેરક અસર દ્વારા ઉછાળો ઉત્પન્ન થાય છે.

ડાયરેક્ટ લાઈટનિંગ હડતાલના કિસ્સામાં, ઓવરવોલ્ટેજને કારણે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયા ઉપરાંત, યાંત્રિક નુકસાન પણ જોવા મળે છે, ઉદાહરણ તરીકે લાકડાના થાંભલાઓ અથવા ઓવરહેડ પાવર લાઇન સ્લીપર્સનું વિભાજન.

પ્રેરિત ઉછાળો 100 kV ના ક્રમનો છે, જે સીધી વીજળીની હડતાલને કારણે થતા ઉછાળા કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછો છે. તેઓ અસ્પષ્ટ તરંગોના સ્વરૂપમાં સ્રાવ પછી ઓવરહેડ લાઇન કંડક્ટર સાથે પ્રચાર કરે છે.

મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં વીજળીની હડતાલ એક બીજાને અનુસરતા વ્યક્તિગત કઠોળની શ્રેણી ધરાવે છે. સમગ્ર સ્રાવ સેકન્ડના દસમા ભાગ સુધી ચાલે છે, અને વ્યક્તિગત કઠોળ પ્રત્યેક દસ માઇક્રોસેકન્ડનો સમયગાળો ધરાવે છે. વીજળીની હડતાલ દરમિયાન વ્યક્તિગત કઠોળની સંખ્યા 1 થી 40 સુધીની હોઈ શકે છે.

વાતાવરણીય ઓવરવોલ્ટેજથી વિદ્યુત સ્થાપનોનું રક્ષણ

તે ઉપર નોંધ્યું હતું કે વાતાવરણીય ઓવરવોલ્ટેજ ઘણા મિલિયન વોલ્ટ સુધી પહોંચી શકે છે. વિદ્યુત સ્થાપનોનું ઇન્સ્યુલેશન આવા વોલ્ટેજ સ્તરનો સામનો કરી શકતું નથી, તેથી તેને નુકસાન સામે વધારાના રક્ષણની જરૂર છે. આ એજન્ટો વિદ્યુત ઉપકરણોને થતા નુકસાનને અટકાવે છે અને તેનો ઉપયોગ ગ્રાહકોને અવિરત વીજ પુરવઠો વધારવા અને લોકો અને પ્રાણીઓના રક્ષણ માટે વિદ્યુત સ્થાપનોમાં થવો જોઈએ.

10 અને 0.4 kV ઓવરહેડ લાઇન તેમજ ગ્રામીણ વિસ્તારોમાં સ્થિત ઉપભોક્તા સબસ્ટેશનના વધારાના રક્ષણ પર વિશેષ ધ્યાન આપવું જોઈએ.

આગ એ ઓવરવોલ્ટેજનું ગંભીર પરિણામ હોઈ શકે છે, ખાસ કરીને સીધી વીજળીની હડતાલને કારણે. તેથી, વાતાવરણીય ઓવરવોલ્ટેજ (અથવા લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન) સામે સાચા અને વિશ્વસનીય કાર્યકારી સંરક્ષણના સંગઠન પર સૌથી ગંભીર ધ્યાન આપવામાં આવે છે.

લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શનની સમસ્યામાં વિદ્યુત સ્થાપનોના વ્યક્તિગત તત્વોને સીધા વીજળીની હડતાલથી બચાવવા, ઇલેક્ટ્રિકલ મશીનો અને ઉપકરણોને નુકસાનથી અલગ પાડવા, ઉછાળાની તરંગોની લાઇનમાંથી પસાર થતા આવેગથી બચાવવાનાં પગલાં શામેલ છે. આ પગલાં રક્ષણાત્મક ઉપકરણો અને ઉપકરણોના સ્થાપન માટે ઉકળે છે જે તરંગ સ્થાપનના કોઈપણ નિર્ણાયક તત્વ સુધી પહોંચે અને તેને નિષ્ક્રિય કરે તે પહેલાં ઉછાળામાંથી આવેગ (તરંગ)ને જમીનમાં વાળે છે.

તેથી, તમામ રક્ષણાત્મક ઉપકરણોનો મુખ્ય ભાગ અર્થિંગ સ્વીચો છે. તેઓ પરિપૂર્ણ થવું જોઈએ PUE અનુસાર અને જમીન પર ચાર્જનું વિશ્વસનીય ડિસ્ચાર્જ પ્રદાન કરો.

લાઈટનિંગ એરેસ્ટર્સ, એરેસ્ટર્સ અને સ્પાર્ક એરેસ્ટર્સનો ઉપયોગ વાતાવરણના ઓવરવોલ્ટેજ સામે પ્રાથમિક રક્ષણાત્મક સાધનો તરીકે થાય છે.

વીજળીના સળિયા વાતાવરણના સ્રાવને પોતાની તરફ દિશામાન કરે છે, તેને ઇન્સ્ટોલેશનના વર્તમાન-વહન ભાગોથી દૂર લઈ જાય છે. સંકેન્દ્રિત વસ્તુઓ (ઉદાહરણ તરીકે, સબસ્ટેશન અથવા અન્ય સ્ટ્રક્ચર્સ) ને સુરક્ષિત કરવા માટે, સળિયા લાઈટનિંગ સળિયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, અને વિસ્તૃત વસ્તુઓને સુરક્ષિત કરવા માટે (ઉદાહરણ તરીકે, ઓવરહેડ લાઇન વાયર), સંપર્ક વાયર લાઈટનિંગ સળિયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ચાર્જને જમીનમાં ડ્રેઇન કરવા માટે, ધરપકડકર્તાઓ સ્થાપિત થયેલ છે અને મીણબત્તીઓ.

સ્ટેશન જનરેટર્સ અને ટ્રાન્સફોર્મર્સના વીજળીના રક્ષણ માટે, સીધી વીજળીની હડતાલ અને લાઇનમાંથી પડતા ઉછાળાના તરંગો સામે રક્ષણ માટે સાધનોનો સમૂહ પ્રદાન કરવામાં આવે છે.

સ્ટેશન અથવા સબસ્ટેશન સુધીની ઓવરહેડ લાઇનના અભિગમો પર વીજળીના સળિયા અને સંપર્ક વીજળી દ્વારા સીધી વીજળીની હડતાલ સામે રક્ષણ પૂરું પાડવામાં આવે છે. જનરેટર્સ લિમિટર્સ સાથેની લાઇનમાંથી પડતા તરંગોથી સુરક્ષિત છે જે તરંગના કંપનવિસ્તારને એવા મૂલ્ય સુધી મર્યાદિત કરે છે જે ઇલેક્ટ્રિકલ મશીનના ઇન્સ્યુલેશન માટે જોખમી નથી.

મોટા જનરેટરને આઉટગોઇંગ પાવર લાઇન્સ સાથે સીધા કનેક્ટ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવતી નથી. જનરેટર વોલ્ટેજ પર ગ્રાહકોને વીજળી સપ્લાય કરતા નાના સ્ટેશનો માટે, જનરેટરની સુધારેલી લાક્ષણિકતાઓ સાથે વિશેષ લિમિટર્સના વધારાના ઇન્સ્ટોલેશન સાથે આવા જોડાણ શક્ય છે.

જો જનરેટર્સ સ્ટેપ-અપ ટ્રાન્સફોર્મર્સ સાથે સીધા જ જોડાયેલા હોય, એટલે કે જનરેટર-ટ્રાન્સફોર્મર બ્લોક ડાયાગ્રામ અનુસાર, તેમને પોલી ઓવરવોલ્ટેજ સામે વિશેષ સુરક્ષા પગલાંની જરૂર નથી.

લાકડાના થાંભલાઓ પર બનેલી 6 — 35 kV ના વોલ્ટેજવાળી ઓવરહેડ લાઈનોને ખાસ વધારાની સુરક્ષાની જરૂર હોતી નથી. તેમના ઇન્સ્યુલેશનની વીજળી પ્રતિકાર લાકડાના ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણધર્મો દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે. અહીં વાયરો (લાકડામાં) વચ્ચે નીચેના લઘુત્તમ ઇન્સ્યુલેશન અંતર જાળવવા માટે જ મહત્વપૂર્ણ છે: 6-10 વોલ્ટેજ માટે 0.75 મીટર, વોલ્ટેજ 20 માટે 1.5 મીટર અને વોલ્ટેજ 35 kV માટે 3 મીટર.

નબળા ઇન્સ્યુલેશન સાથે ઓવરહેડ લાઇનોના વ્યક્તિગત વિભાગો (ઉદાહરણ તરીકે, મેટલ અથવા રિઇનફોર્સ્ડ કોંક્રિટ સપોર્ટનો ઉપયોગ કરીને, ઓવરહેડ લાઇનને કેબલ સાથે જોડવી વગેરે) એરેસ્ટર્સ અથવા સ્પાર્ક ગેપ્સ (નીચા પ્રવાહ પર) દ્વારા સુરક્ષિત છે (જુઓ — પાઇપ નિયંત્રણો અને વાલ્વ પ્રતિબંધક). આ ઉપકરણોના ગ્રાઉન્ડિંગ ઉપકરણોનો પ્રતિકાર 10 ઓહ્મથી વધુ ન હોવો જોઈએ.

લિમિટર્સ અને સ્પાર્ક ગેપ્સ એકબીજાને પાર કરતી બે ઓવરહેડ લાઇનના સપોર્ટ પર અથવા કોમ્યુનિકેશન લાઇન સાથે ઓવરહેડ પાવર લાઇનના આંતરછેદ પર સ્થાપિત થયેલ છે. અહીં ગ્રાઉન્ડિંગ ઉપકરણોનો પ્રતિકાર 15 ઓહ્મ કરતા વધારે ન હોવો જોઈએ. સપોર્ટ્સના ગ્રાઉન્ડિંગ ઢોળાવમાં બોલ્ટેડ કનેક્શન હોવું આવશ્યક છે, અને તેમનો ક્રોસ સેક્શન ઓછામાં ઓછો 25 એમએમ 2 હોવો જોઈએ.

ઝડપી ક્ષણિક વીજળીની ખામીઓ પછી ઓવરહેડ લાઇનની ઉપરની શક્તિને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે, લાઇનના સ્વચાલિત પુનઃપ્રાપ્ત ઉપકરણો (ઓટોમેટિક રિક્લોઝિંગ) નો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન ડિવાઈસ તરીકે ઓટોમેટિક રિક્લોઝરની સફળ કામગીરી સાથે, વપરાશકર્તાઓને પાવર વિક્ષેપનો અનુભવ થશે નહીં જે 0.2 સે કરતા વધુ નહીં હોય અને તેમની સામાન્ય કામગીરીમાં ખલેલ નહીં આવે.

કેબલ ગ્રંથીઓ સ્ટોપ સાથે બંને છેડે સુરક્ષિત છે.

0.38 / 0.22 kV ના વોલ્ટેજ સાથે ગ્રાહક નેટવર્કનું રક્ષણ ખાસ કરીને કાળજીપૂર્વક હાથ ધરવામાં આવે છે. આ નેટવર્ક્સ સામાન્ય રીતે હવાઈ હોય છે અને તેમની રચના વાતાવરણીય ઉછાળો માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ હોય છે કારણ કે તે અન્ય તમામ માળખાંથી ઉપર વધે છે અને ખુલ્લા વિસ્તારોમાંથી પસાર થાય છે.

લો-વોલ્ટેજ નેટવર્ક લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન ડિવાઈસથી સજ્જ હોય ​​છે જે ઈમ્પલ્સ ડિસ્ચાર્જ કરંટને પૃથ્વી પર વિચલિત કરે છે. આ તમને લોકો અને પ્રાણીઓનું રક્ષણ કરવા, વીજળીના કારણે થતી આગ અને આંતરિક વિદ્યુત વાયરોમાં તેમના ઘૂંસપેંઠને રોકવા માટે પરવાનગી આપે છે.

લો-વોલ્ટેજ નેટવર્ક્સમાં, તમામ તબક્કાના વાહક અને તટસ્થ વાહકના ઇન્સ્યુલેટરના હૂક અથવા પિન માટે લાઈટનિંગ પ્રોટેક્શન ગ્રાઉન્ડિંગ માટે કનેક્શન આપવામાં આવે છે.

ઘરોમાં અથવા ઇમારતોના પ્રવેશદ્વાર પર સીધા જ વાયરના નળ સાથેના સપોર્ટ પર અર્થિંગ પણ આપવામાં આવે છે. રક્ષણાત્મક અર્થિંગ ઉપકરણનો પ્રતિકાર 30 ઓહ્મથી વધુ ન હોવો જોઈએ.

10 / 0.4 kV કન્ઝ્યુમર સબસ્ટેશનમાં, ઓવરહેડ લાઇન સાથે જોડાયેલા લો-વોલ્ટેજ વિન્ડિંગ્સ એરેસ્ટર્સ દ્વારા સુરક્ષિત હોવા જોઈએ. તેઓ ટ્રાન્સફોર્મરની શક્ય તેટલી નજીક સ્થાપિત થાય છે અને સબસ્ટેશનના સામાન્ય ગ્રાઉન્ડ સર્કિટ સાથે જોડાયેલા હોય છે. જ્યારે ટ્રાન્સફોર્મરની શક્તિ 630 kVA અને તેથી વધુ હોય, ત્યારે તેમાંથી વિસ્તરેલી રેખાઓ સાથે બે વધારાના રક્ષણાત્મક અર્થિંગ બનાવવામાં આવે છે - નિર્દિષ્ટ પ્રતિકાર મૂલ્ય સાથે સબસ્ટેશનથી 50 અને 100 મીટર પર.