מהן שיטות ההארקה עבור מתג-מתח גבוה?

הארקה של מתג-מתח גבוה הוא פרויקט הנדסת מערכת רב-שכבתית. כדי להבטיח את בטיחות מערכת החשמל והמפעילים, הוא משלב בדרך כלל דרישות תפקודיות ובטיחותיות. ביישומים מעשיים, השיטות הבאות משמשות בדרך כלל:

I. שיטות הארקת נקודה ניטרלית של המערכת

1. נקודה נייטרלית לא מקורקעת: הנקודה הנייטרלית מבודדת מהאדמה. במקרה של תקלת הארקה חד-פאזית, זרם התקלה קטן מאוד, ומתח הקו התלת-פאזי נשאר סימטרי, מה שמאפשר פעולה עם תקלה למשך 1-2 שעות. משמש בעיקר במערכות 6-10kV עם זרם קיבולי של פחות מ-10A, כגון רשתות חשמל תעשייתיות וכרייה ורשתות חשמל כפריות.

2. נקודה ניטרלית מקורקעת דרך סליל דיכוי קשת: במקרה של תקלת הארקה חד-פאזית, הזרם האינדוקטיבי מפצה על הזרם הקיבולי, ומדכא הדלקה מחדש של קשת. משמש בעיקר במערכות עם זרם קיבולי בין 10A-30A ומעלה, ודרישות גבוהות לאמינות אספקת החשמל, כגון רשתות חשמל גדולות לתעשייה וכרייה ורשתות הפצה עירוניות.

3. נקודה ניטרלית מקורקעת דרך נגד קטן: מגביל את מתח יתר, מאפשר זרמי תקלה גדולים יותר ומאפשר יציאה מהירה של מעגלי הגנה. משמש בעיקר במערכות עם זרמים קיבוליים גדולים או רגישות לרמות מתח יתר, כגון רשתות חשמל עירוניות הנשלטות על ידי קווי כבלים וכוח עזר לתחנת כוח.

4. הארקה נייטרלית ישירה: הארקה נייטרלית ישירה גורמת לקצר חד-פאזי על תקלת הארקה חד-פאזית, ומכבה מיד את מערכת ההגנה. שיטה זו משמשת בעיקר במערכות מתח גבוה- של 110kV ומעלה, ולעתים רחוקות משתמשים בה במיתוג מתח בינוני-3-35kV, למעט במערכות מתח נמוך של 400V.

II. ציוד (מארז וארון) שיטות הארקה מגן

1. פס הארקה ראשי (קו PE): פס הארקה מנחושת מותקן בכל המתג, עם שטח חתך - העונה על דרישות היציבות התרמית (בדרך כלל גדול או שווה ל-30×4 מ"מ או יותר).

כל מארזי המתכת, הדלתות, המחיצות, מסגרות העגלה ומסופי הארקה של המעגלים המשניים מחוברים לפס זה באמצעות חוט דו-צבעוני צהוב-.

2. הארקה משולבת (TN-S System): פס ההארקה של המתג מחובר לרשת ההארקה הראשית של תחנת המשנה, ויוצר קשר שווי פוטנציאל. במקביל, הנקודה הנייטרלית (קו N) והאדמה המגינה (קו PE) מופרדות בצד המתח הנמוך- של השנאי, עם בידוד מוחלט של בידוד לאחר מכן.

3. מתג הארקה מתגי הארקה ידניים/חשמליים מותקנים בדרך כלל בצד הקו היוצא או בצד פס המסילה של המתג. אלה משמשים לקצר-להארקה של הקווים במהלך תחזוקה כדי למנוע הזנה חוזרת או אינדוקציה אלקטרוסטטית. פעולתם חייבת להיות ננעלת מכנית או חשמלית עם המפסק והמנתק (חמש-הוכחה).

III. שיטות הארקה לפי פונקציה

1. הארקה מגן: מחבר את מעטפת המתכת או מסגרת הציוד הרגילה ללא אנרגיה-לאדמה כדי למנוע תאונות התחשמלות הנגרמות כתוצאה מכשל בידוד.

2. הארקה פונקציונלית: מספקת נקודת ייחוס אפס- פוטנציאלית יציבה למערכת החשמל כדי להבטיח פעולה תקינה של המערכת.

3. הארקה להגנה מפני ברקים: מספק נתיב לזרם הברק להתנקז לקרקע, ומונע נזק לציוד כתוצאה ממתח יתר ברק.

4. הארקה אנטי-סטטית: מונעת הצטברות של מטען סטטי ומבטלת את הסכנות של ניצוצות סטטיים לרכיבים אלקטרוניים ולסביבות דליקות ונפיצות.

5. הארקת מיגון: מבטל הפרעות אלקטרומגנטיות ומבטיח פעולה תקינה של ציוד אלקטרוני ומערכות תקשורת.

IV. שיטות הארקה מיוחדות

1. הארקה עם התנגדות- גבוהה: נדירה, משמשת להגבלת מתח יתר של הארקת קשת, אך זרם התקלה קטן במיוחד (פחות או שווה ל-10A), הדורש הגנת רגישות גבוהה-.

2. הארקה של מערכות לא מקורקעות באמצעות ארון דיכוי קשת: ארון דיכוי קשת (המכיל מגע ואקום ונגד מתח גבוה) מותקן על פס האוטובוס כדי ליצור באופן מלאכותי הארקה מתכתית כדי לכבות את הקשת, אך הוא נושא סיכונים מסוימים ולעתים רחוקות מומלץ בהנדסה מודרנית.