اهمیت برقگیرهای ورودی خط
در بیشتر پست هایی با عایق هوا، برقگیر سوار شده بر ترانسفورماتور به اندازه کافی نزدیک به تجهیزات دیگر برای حفاظت موثر در برابر جرقه و تخلیه‌ی الکتریکی است. با این وجود این فقط در صورتی است که دژنکتورها بسته باشند. اگر یک دژنکتور باز شود، عایق‌ها در سمت خط آن – از جمله بوشینگ‌های طرف خط – محافظت نمی شوند. در این راستا، نصب برقگیر ورودی خطوط، از کلیه نقاط در پست برق زمانی که دژنکتور‌های بحرانی باز هستند حفاظت می‌کند – و این در مورد تمام ولتاژ های سیستم، از جمله ولتاژ توزیع، اعمال می شود. در حقیقت، چون سطح آستانه تحمل عایقی در سطوح ولتاژ توزیع پایین است، خطر حتی بیشتر نیز می باشد. تعریف برقگیر ورودی خط مهم است، زیرا ممکن است نام‌های دیگری نیز برای توصیف آن استفاده شود. همانطور که در بالا توضیح داده شد، این اصطلاح به یک برقگیر سوار شده بر ساختار اول روی یک خط ورودی یا خروجی در یک پست برق اتلاق می شود. با توجه به این تعریف، حدود ۳۰ درصد از تمام پست های دارای دژنکتور در حال حاضر با برقگیرهای ورودی خط مجهز شده اند.
هدف از برقگیر ورودی
نقش اصلی یک برقگیر ورودی خط این است که از یک دژنکتور که در هر صاعقه و رعد و برق “باز” است و به پست در امتداد مسیر خط وارد می شود، محافظت می‌کند. از آنجا که به طور کلی پذیرفته شده است که برقگیر های خطوط ورودی معمولا برای مدت طولانی باز نمی شوند، ممکن است نتیجه گیری شود که دلیل کمی برای نگرانی وجود دارد. درست است که دژنکتور ها معمولاً بسته می مانند. اما اگر یک خطای ناشی از رعد و برق در سیستم وجود داشته باشد، دژنکتور عمل می‌کند تا آن را قطع کند. این بدان معنی است که هر بار که خطا در خطی رخ می دهد می تواند برای ۱۰۰ میلی ثانیه یا بیشتر باز بماند. این ممکن است که یک مدت کوتاه به نظر برسد، اما زمانی که بحث از رعد و برق پیش می‌آید، آن زمان در واقع بسیار طولانی می‌باشد. از آنجایی که بیشتر رویداد های ناشی از صاعقه شامل چندین پالس رعد و برق هستند، پالس صاعقه‌ها می‌تواند از ۲ تا ۱۴ پالس مستقل با دامنه‌های مختلف، خود را در سیستم قدرت نشان دهد، هر کدام از آن‌ها بین ۵۰ تا ۱۵۰ میلی ثانیه جدا شده اند.
ساختار آویزان شده از زیر برقگیر ورودی خطوط.
سناریوی اول: دژنکتور باز
این سناریو زمانی اتفاق می افتد که هیچ برقگیر ورودی در خط نصب نشده باشد. زمان های زیر پالس رعد و برق در یک سیستم با دژنکتور باز را توصیف می‌کند:
- T0: پالس ۱ – ۱ تا ۱۰۰ کیلوآمپری صاعقه به خط
- T5: خطای تشخیص داده شده بر روی مدار
- T50: دژنکتورها باز می‌شود
- T100: پالس ۲ – ۱ تا ۱۵ کیلوآمپر، ۵۰ تا ۱۵۰ میلی ثانیه فاصله بین هر صاعقه
- T100: پالس ۲ به دژنکتور باز برخورد می‌کند
- T100: تخلیه الکتریکی بوشینگ ناشی از اثر دوچندان ولتاژ به دلیل عدم توانایی محافظت برقگیر از ترانسفورماتور در طول دژنکتور باز
تخلیه الکتریکی (جرقه) بوشینگ احتمالا به این دلیل است که هنگامی که پالس با یک مدار باز مواجه می‌شود، دامنه‌ی آن را دو برابر می‌کند. خوشبختانه جرقه‌ی صاعقه همیشه به یک خطا در شبکه‌ی قدرت تبدیل نمی شود، زیرا ولتاژ فرکانس توان در خط در این نقطه در دسترس نیست. با این حال، یک پالس رعد و برق می‌تواند منجر به یک تخلیه الکتریکی دیگر در نزدیکی گاز موضعی یونیزه شده شود. اگر این اتفاق بیفتد، ممکن است آسیب چشمگیر و قابل توجهی ایجاد شود. در مقابل، اگر یک برقگیر ورودی خط نصب شده باشد، دژنکتور طرف خط از پالس صاعقه محافظت می‌شود، حتی اگر دژنکتور باز باشد. بنابراین سناریو فوق در زمانی که پالس دیگری به پست وارد می‌شود، تغییر می کند و هیچ تخلیه الکتریکی صورت نمی‌‌گیرد.
سناریوی ۲ : باز شدن دژنکتور
یکی دیگر از سناریو که احتمال رخدادن کمتری دارد هنگامی است که یک ژنراتور از خط و مدار خارج شود. از آنجایی که دژنکتور در سمت خط با ترانسفورماتور step-up برای ایزوله کردن مورد استفاده قرار می‌گیرد، بوشینگ طرف خط آن می‌تواند از اولین پالس ورودی رعد و برق دچار تخلیه الکتریکی شود. اساسا، تا زمانی که یک دژنکتور باز باشد، برقگیر ترانسفورماتور نمی تواند از بوشینگ‌های طرف خط آن محافظت کند.
برای ارتقاء پست های برق قدیمی، برقگیر خطوط انتقال نیز می‌توانند به عنوان برقگیر خطوط ورودی استفاده شوند.
پیکربندی های برقگیر ورودی خط
یک برقگیر ورودی خط تقریبا با هر ساختاری را می‌توان نصب کرد و هنوز هم موثر واقع شود. به عنوان مثال، قرار دادن برقگیر نزدیک به دژنکتور لازم نیست، اگرچه فاصله بین آن‌ها باید مورد توجه قرار گیرد. لازم به ذکر است که برقگیر واقع شده در اولین برج از یک پست احتمالا از دژنکتور محافظت نخواهد‌کرد. برقگیر ورودی خط حتی می تواند یک برقگیر خط انتقال باشد که از اولین عایق انتهایی تعلیق شده است. و اگر هنوز در مورد ارزش سرمایه گذاری از این نوع برقگیرها شک دارید، فقط هزینه‌ی جایگزین کردن یک دژنکتور را در نظر بگیرید.