Métodos de proteção contra sobretensão em redes elétricas
Sobretensão - é um modo anormal de operação em redes elétricas, que consiste em um aumento excessivo do valor da tensão acima dos valores permitidos para uma seção da rede elétrica, o que é perigoso para os elementos do equipamento desta seção de a rede elétrica.
O isolamento do equipamento das instalações elétricas é projetado para operação normal em determinados valores de tensão, em caso de sobretensão o isolamento torna-se inutilizável, o que leva a danos ao equipamento e representa perigo para o pessoal de serviço ou pessoas que estão próximas aos elementos de redes elétricas.
As sobretensões podem ser de dois tipos — natural (externa) e chaveada (interna). A onda natural é um fenômeno da eletricidade atmosférica. As sobretensões de comutação ocorrem diretamente nas redes elétricas, as razões para sua manifestação podem ser grandes quedas de carga nas linhas de energia, fenômenos de ferrorressonância, modos de operação de situações de emergência após situações de emergência.
Métodos de proteção contra surtos
Nas instalações elétricas, a fim de proteger os equipamentos de possíveis sobretensões, são utilizados equipamentos de proteção, como prendendo e pára-raios não lineares (limitadores).
O principal elemento estrutural deste equipamento de proteção é um elemento com características não lineares. Uma característica desses elementos é que eles mudam sua resistência dependendo do valor da tensão aplicada a eles. Vamos considerar brevemente o princípio de operação desses elementos de proteção.
O pára-raios ou pára-raios de sobretensão é conectado ao barramento da tensão operacional e ao loop de terra da instalação elétrica. Em operação normal, ou seja, quando a tensão da rede está dentro dos valores permitidos, o pára-raios (pára-raios) tem uma resistência muito alta e não conduz tensão.
No caso de uma sobretensão em um trecho da rede elétrica, a resistência do pára-raios (descarregador) cai drasticamente e esse elemento de proteção conduz a tensão, contribuindo para a fuga do surto de tensão resultante para o circuito de aterramento. Ou seja, no momento da sobretensão, o pára-raios (SPD) faz a ligação elétrica do condutor ao terra.
Limitadores e pára-raios são instalados para proteger os elementos do equipamento no território dos dispositivos de distribuição das instalações elétricas, bem como no início e no final das linhas de energia de 6 e 10 kV que não estão equipadas com um cabo de proteção contra raios.
Para proteger contra surtos naturais (externos) em estruturas de metal e concreto armado de aparelhagem aberta, instale pára-raios em forma de haste... Em linhas de alta tensão com tensão de 35 kV e superior, um cabo de proteção contra raios (pára-raios com fio de contato) que está localizado na parte superior dos suportes da linha de energia ao longo de todo o seu comprimento, conectando-se aos elementos metálicos dos portais de linha das subestações de distribuição aberta. Os pára-raios atraem cargas atmosféricas para si mesmos, evitando que caiam sobre partes vivas de equipamentos elétricos de instalações elétricas.
Para garantir a proteção confiável dos equipamentos elétricos contra possíveis surtos, os pára-raios e os pára-raios, como todos os elementos do equipamento, devem passar por reparos e testes periódicos. Também é necessário, de acordo com a frequência estabelecida, verificar a resistência e o estado técnico dos circuitos de aterramento do quadro.
Sobretensão em redes de baixa tensão
O fenômeno de sobretensão também é característico de redes de baixa tensão com tensão de 220/380 V. As sobretensões em redes de baixa tensão causam danos não apenas aos equipamentos dessas redes elétricas, mas também aos aparelhos elétricos incluídos no rede.
Para proteção contra surtos na fiação doméstica, relés de tensão ou estabilizadores de tensão, são usadas fontes de alimentação ininterruptas, nas quais a função correspondente é fornecida. Existem também protetores contra surtos modulares projetados para instalação em um quadro elétrico residencial.
Nos comutadores de baixa tensão das empresas, instalações elétricas, linhas de transmissão para proteção contra surtos, são utilizados pára-raios especiais de acordo com o princípio de operação semelhante aos pára-raios de alta tensão.