الدرس السابق:المعدات الرئيسية في محطات التحويل الكهربائية Substation' High Voltage Equipment.
هى أول عنصر يركب على خط الدخول الهوائى line Transmission Overhead بعد عبوره سور المحطة . والشكل التالي يظهر شكلها فى الواقع العملى.
وبالتالى يظهر كأول عنصر على مخطط الــ SLD . أما إذا كان الدخول للمحطة بكابلات أرضية بدلا من الخطوط الهوائية فلن تكون هناك حاجة له ، إذ هو يستخدم لحماية المحطة من الصواعق البرقية التى يمكن أن تدخل إليها بعد اصطدامها بالخط الهوائى مسببة زيادة هائلة في الجهد وقد تدمر هذه الصاعقة المحطة إذا لم يتم منع دخولها بواسطة هذا الـــ (LA Lightning Arrestor (Surge Arrestor .
وتتميز مانعة الصواعق بارتفاع مقاومتها جدا فى الظروف الطبيعية والجهود العادية ، وبالتالى يكون التيار خلالها تقريبا يساوى صفرا ، أما فى حالة الجهود العالية الخاطفة Voltages Impulse (مثل لحظات الصاعقة) فتصبح مقاومتها صغيرة جدا ومن ثم تسمح بمرور تيار عالي فتتسرب الصاعقة خلالها قبل الدخول للمحطة.
تعرف على مانعة الصواعق SURGE ARRESTOR بمحطات التحويل AIS وأنواعها.
هى أول عنصر يركب على خط الدخول الهوائى line Transmission Overhead بعد عبوره سور المحطة . والشكل التالي يظهر شكلها فى الواقع العملى.
وبالتالى يظهر كأول عنصر على مخطط الــ SLD . أما إذا كان الدخول للمحطة بكابلات أرضية بدلا من الخطوط الهوائية فلن تكون هناك حاجة له ، إذ هو يستخدم لحماية المحطة من الصواعق البرقية التى يمكن أن تدخل إليها بعد اصطدامها بالخط الهوائى مسببة زيادة هائلة في الجهد وقد تدمر هذه الصاعقة المحطة إذا لم يتم منع دخولها بواسطة هذا الـــ (LA Lightning Arrestor (Surge Arrestor .
وتتميز مانعة الصواعق بارتفاع مقاومتها جدا فى الظروف الطبيعية والجهود العادية ، وبالتالى يكون التيار خلالها تقريبا يساوى صفرا ، أما فى حالة الجهود العالية الخاطفة Voltages Impulse (مثل لحظات الصاعقة) فتصبح مقاومتها صغيرة جدا ومن ثم تسمح بمرور تيار عالي فتتسرب الصاعقة خلالها قبل الدخول للمحطة.
والشكل أسفله يظهر علاقة الجهد والتيار خلاها. لاحظ أن التيار يساوي صفرا مع القيم المنخفضة
للجهد ( normal operating region) ثم فجأة يرتفع لقيمة عالية مع ارتفاع الجهد عن حد معين
، (lightning surge region)
النقطة الهامة التى يجب أن تذكر هنا أن التيار يعود مرة أخرى للصفر بمجرد انخفاض الجهد ، أي أن
المنحنى فى الشكل أسفله يمكن أن تبدأه من أي جهة شئت.
وهناك نوعان من مانعة الصواعق:
Conventional Gapped Arrestor (Valve Type Arrestor) -1
Metal-Oxide (ZnO) Arrestor -2
1- النوع الاول :
هو مانع من النوع الصمامى ، و يتكون هذا النوع من Non Linear Resistor Element مركب
على التوالي مع Gap Spark كما فى الشكل أسفله.
فأما الـ Non-linear Resistance فتكون قيمتها كبيرة جدا فى الحالة العادية أى عند جهد الشبكة الطبيعي . وأما الـ Gap Unit فيكون لديه فراغ Gap بمسافة معينة ، بحيث يكون الـ Arrestor غير
قادر على توصيل التيار فى الحالة العادية. وعند حدوث الصاعقة يزداد الجهد بصورة كبيرة و ينكسرعز ل الهواء فى الـ Gap و تصبح قيمة المقاومة صغيرة جدا و يتم تفريغ التيار للأرض. وقد تم استخدام هذا النوع لعدة عقود من الزمن حتى ظهر النوع الثاني وهو الـ Metal-Oxide Arrestors فى منتصف
سبعينات القرن الماضى.
النوع التاني:Metal-Oxide (ZnO) Arrestor:
هو مانع يستخدم أكسيد الزنك ، ففى هذا النوع تم استبدال الـ Non-linear Resistance المصنعة
من كربونات السيليكون Silicon-Carbide بأخرى من Metal-Oxide التى تتمتع بـ -Non linearity characteristics أعلى من نظيرتها.
وتم أيضا الاستغناء عن Series Gap فى هذا
النوع و بذلك يكون قد قضى على مشكلة الحرارة المرتفعة التى كانت تنتج من حدوث breakdown للـ ـــ spark gaps ، كما يقلل من احتمالات الفشل التى كانت تحدث نتيجة لتغير الـــ breakdown
voltage الخاص بالــــ spark gaps بسبب تغير أحد الظروف مثل الضغط أو درجة الحرارة أو
التلوث.
و يصنع هذا النوع عادة من أكسيد الخارصين (Zinc Oxide ) الذي يمتاز بانهيار مقاومته عند قيمة
محددة للجهد ثم استردادها مرة أخرى عند انخفاض هذه القيمة ، مما يوفر حماية و أداء أفضل لل arrestor.
وتزود هذه الأجهزة بعدادات كما فى الشكل التالي لقياس تيار الصاعقة و لحصر عدد المرات التى مرت
فيها الصواعق خلاله وهذه المعلومات هامة فى تقييم صالحية الـــ LA
و يجب تغير مجموعة الأقراص (التى تتكون منها المقاومة الغير خطية) الموجودة داخل مانعة الصواعق
بعد عدد معين من مرات التفريغ و هذا العدد يتم تحديده بواسطة الشركة المصنعة. وإذا لم يتم استبدال و
فحص الأقراص فقد نتفاجأ بحدوث صاعقة وتنهار مانعة الصواعق و المعدات معها.
كذلك يوجد عداد آخر لقياس تيار الــــ SS معاير بالمللى امبير ، وفى حالة زيادة هذا التيار بمرور الوقت
فإن هذا قد يكون مؤشرا للإنهيار الحرارى لمانعة الصواعق وعوازل الخط الكهربائى أيضا.
علما بأن الـــ LA قد يوضع أيضا ليس فقط عند نقطة دخول الخطوط الهوائية للمحطة بل أيضا يوضع
مباشرة قبل المحول وذلك لوجود احتمال أن الصاعقة ضربت أي عنصر من عناصر المحطة الموجودة
فى منطقة التفريعات (بالهواء الطلق)وبالتالى فهناك احتمال أن تصل للمحول (وهو العنصر الأهم والأغلى
بمحطة المحولات) ولذا وجبت حمايته بـــ LA إضافى كما فى الشكل أسفله.
