مشکلات نصب برقگیرها در خطوط انتقال انرژی
نصب برقگيرها در خطوط انتقال با مشکلات مكـانيكي والكتريكي متعددي همراه اسـت . از نظـر مكـانيكي وزن و حجـم برقگيرهـا بـا بدنـه چينـيمخصوص در رديف ولتاژهاي انتقال قابل مالحظه است و نصب آنها را در خط غيـرممكنمي سازد. تنها برقگيرها با بدنه پلي مر مجهز به يك ستون مقاومـت هـاي غيرخطـي بـهمنظور نصب در خط مناسب خواهند بود.
برآورد توانايي تخليه برقگيرهاي مورد نصب در خطوط انتقال انرژي: چنانكه ديـدهشد در رديف ولتاژهايUn > 300kvنصب برقگيرها در خطوط به منظور كـاهش دامنـهاضافه ولتاژهاي قطع و وصل و يكنواخت كردن دامنه اضافه ولتاژهـا صـورت مـي پـذيرد،در حالي كه برقگير نصب شده در خط به طور مداوم در معرل اضـافه ولتاژهـاي تخليـهجوي واقع بوده، صدمه و از بين رفتن خاصيت خطـي مقاومـت هـا تحـت تـأثير ايـن نـوعاضـافه ولتاژهـا روي خواهـد داد.
ايـن نـوع اضـافه ولتاژهـا كـه در پـي تخليـه در مجـاوربرقگيرها ظاهر مي شوند، جريان تخليه قابل مالحظه تا حدود 21-011kA را در برقگيـربرقرار خواهند ساخت كه موجبـات صـدمه كامـل برقگيرهـا را فـراهم خواهـد سـاخت .
بـه همين علت توانايي تخليه برقگيرها و نوع مناسب آنـان بـا توجـه بـه دامنـه جريـ ان هـايموجي تخليه جوي و تعداد آنها با توجه به سطح اضافه ولتاژهاي قطع و وصل ]شكل 9-03 )ب([ تعيين مي شود. افزايش توانايي تخليه برقگيرهـا مسـتلزم تعـداد بـاالي سـتونمقاومت ها خواهد بود كه با فزوني وزن و حجـم برقگيـر همـراه بـوده، نصـب آنـان را درخط غيرممكن مي سازد.
راه حل مناسب ابداع واريستورها با قطـر و مشخصـات مشـابه وتوانايي تخليهاست، در اين صـورت برقگيـر بـا اسـتفاده از يـك سـتونمقاومت با حجم و قطر محدود چنـد سـانتيمتر بـه منظـور نصـب در خـط انتقـال سـاخته خواهد شد.
مشكل عمده احتمال صدمه و آسيب ديـدگي وار يسـتورها تحـت تـأثير جريـان هـايتخليه جوي مداوم و ظهور اتصالي فاز- زمين از طريق برقگير اسـت كـه رفـع آن مسـتلزمزمان طوالني قطع خط به منظور يافتن برقگير آسيب ديده و تعـوي آن اسـت .
مقابلـه
با قطع خط به شرح فوق ايجاب مي كند تا احتمال بـروز صـدمه در برقگيرهـا بـه حـداقلممكن كاهش يابد، آنچنان كه در قبال تعداد قطعي هاي قابل قبـول خـط بـه ميـزان يـكبار در ده سال، احتمال صدمه در برقگيرها از يـك بـار در سـي سـال تجـاوز نكنـد . بـه ازاياحتمال صدمه به ميزان يك بار در سي سال، در قبال جريـان هـاي تخليـه جـوي 011kA-21، جريان تخليه در برقگير محاسبه مي شود، جريـان تخليـه برقـرار شـده در برقگيـر بـهمحل برخورد تخليه جوي و فاصله آن از محل برقگير بسـتگي دارد .
خطرنـاك تـرين نقطـه
تخليه در خط از نظر برقگير، محدوده اسپان مجاور آن است، نظيـر تخليـه a در شـكل 9-06 كه احتمال آن ناچيز مي باشد. جريان هاي ديگر از تخليه ها در فاصله بـين برقگيرهـابه طـول 41-21km، برقـرار مـي شـوند، جريـان برقـرار شـده در برقگيرهـا ناشـي از ايـنتخليه ها محدود است، در عول احتمـال بـروز آنهـا باالسـت )تخليـه b در شـكل 06-9(.براي هر دو حالت، احتمال تخليه ها آن چنان كه جريان برقرار شـده در برقگيرهـا از مقـدارقابل قبول تجاوز نكند، برآورد مي شود.
اگر تخليه در نقطهM1واقع در اسپان مجاور برقگير روي دهد بـا توجـه بـه مسـيرجريان موجي و امپدانس معادل مسير، جريان برقرار شده در برقگيـر بـه دسـت مـي آيـد .
طبق مدار معادل شكل 02-9 امپدانس معادل عبارت است از:
جريان تخليه جوي برقرار شده در رساناي فاز ناشي از تخليـه در نقطـهI Ma بـا M1نشان داده مي شود، در ايـن صـورت چنانچـه جريـان برقـرار شـده در برقگيـر فرض شود، جريان چنين است:
با افزايش هر چه بيشتر جريـان تخليـه اسـمي برقگيرهـا،احتمال آسيب ديدگي آنها به سرعت كاهش مي يابد. در قبـال تخليـه هـا در اسـپان هـايمجاور درصد آسيب ديدگي بر حسب جريان تخليـه اسـمي برقگيـر بـه صـورت خـط افقـيكاهش ناچيز را نشان مي دهد. در حالي كـه در قبـال تخليـه هـا در فاصـله دور از برقگيـرجريان اسمي تخليه برقگير اثر قابل مالحظه اي دارد و با افـزايش آن، تعـداد برقگيرهـايآسيب ديده به سرعت كاهش مي يابد.
نصب برقگيرها در خطوط ويژه
همچنـان كـه اشـاره گرديـد اسـتفاده از بـر قگيرهـا در طـول خطـوط انتقـال انـرژيعليرغم تأثير قابل مالحظه در ابعـاد و انـدازه هـاي خطـوط، كـاهش تعـداد قطعـي هـا وكاهش هزينه خط، به علت پـاره اي مشـكالت، تـاكنون جنبـه عمـومي نيافتـه و بـه روشقابل قبول اسـتاندارد تبـديل نگشـته اسـت .
بـا ايـن همـه در مـوارد ويـژه ، بـا توجـه بـهمشكلات ظاهر شده در طي بهره برداري و باال بودن تعداد قطعي ها بـه عنـوان راه حـلمناسب و اقتصادي به كار مي رود. در اين گونـه مـوارد اسـتفاده از برقگيرهـا بـه عنـوانتنها راه حل مناسـب و اقتصـادي تشـخيص دا ده شـده اسـت . برقگيرهـاي مـورد نيـاز نيـزمتناسب با مشخصات پروژه به طور مناسب طراحي و ابداع شده اند.
يك نمونه از موارد باال، خـط انتقـال 039kv در ايالـت Virginia در كشـور آمريكـابوده است. استفاده از برقگيرها پس از احداق خط و بهره برداري درازمدت، با توجـه بـهبالا بودن تعداد قطعـي هـا و در پـي انجـام مطالعـات لازم، بـه عنـوان راه حـل مناسـب واقتصادي تعيين و پيشنهاد شده اسـت .
تهيـه طـرح شـامل انجـام مطالعـات ومشخصـاتمناســب برقگيرهــا در ســال 0891 آغــاز شــده اســت و در ســال هــاي 0893 و 0894برقگيرهاي ساخته شده در خط نصب شده اند.
علت عمده قطعي ها درصد بـاالي قـوس برگشـتي بـوده اسـت كـه تعـداد محـدودبرجهـا بـا مقاومـت بـاال بـالغ بـر100-200 امگا رخ داده انـد. در حـالي كـه مقاومـت زمـينمعمول برجها به منظور درصد قابـل قبـول قـوس هـاي برگشـتي و قطعـي هـاي خـط دركليه خطوط انتقال انرژي به حدود 10 امگا بالغ مي شود. با توجـه بـه بررسـي هـاي انجـامشده امكان كاهش مقاومت برجها به طريق ساده و با هزينه مناسـب و اقتصـادي مقـدورنبوده است.
راه حل پيشنهادي عبارت از نصب برقگير در فاصله برج و رساناي فاز بوده است بـانصب برقگير، از بروز قوس برگشتي جلوگيري شده، انتقال بارهاي الكتريكي از بدنه بـرجبـه رسـاناي فـاز از طريـق برقگيـر صـورت مـي پـذيرد . بـه عبـارت ديگـر برقگيـر بارهـايالكتريكي را به زمين منتقل نساخته بلكه از بدنه برج بـه ر سـاناي فـاز منتقـل مـي سـازد .بدين ترتيب عدم بروز قوس در فاصله ايزولاسيون موجب مي شود تـا امكـان قطـع خـطفراهم نشود.