Supratensiuni temporare

Supratensiuni temporare

Supratensiunile temporare U_TOV sunt supratensiunile de frecventa industriala de durata limitata. Pentru acestea se cer masuri speciale in cazul descarcatoarelor cu eclatoare. La aceste descarcatoare curentul de insotire creste foarte mult cu tensiunea de functionare. Daca aceasta tensiune este mai mare decit tensiunea nominala a descarcatorului, curentul de insotire prin descarcator va fi prea mare. In aceste conditii eclatoarele nu mai pot stinge arcul si acesta se reaprinde in fiecare din semiperioadele urmatoare, pina la distrugerea descarcatorului prin supraincalzire. In retelele cu supratensiuni temporare, tensiunea nominala a descarcatorului trebuie aleasa suficient de mare, corespunzator valorii U_TOV , ceea ce conduce la un nivel de protectie mai putin bun al descarcatorului.

Descarcatoarele cu ZnO nu prezinta curent de insotire. Aparitia lui este impiedicata de caracteristica tensiune-curent puternic neliniara a descarcatorului (vezi fig. 1). Din acest motiv descarcatoarele cu ZnO suporta tensiuni de functionare superioare o durata mai mare. Capacitatea de a suporta supratensiuni temporare T, a descarcatoarelor, este prezentata in general grafic ca in exemplul din fig. 3. Se da formula:

U_TOV=T U_c

unde T este masura pentru marimea admisa a U_TOV

Curba a este valabila pentru descarcatoare fara o functionare anterioara semnificativa. Cu cit valoarea T, si deci a U_TOV sunt mai ridicate, cu atit mai mare este puterea generata in descarcator. Deoarece capacitatea de disipare energetica a descarcatorului este limitata, din motive de stabilitate, temperatura descarcatorului cu ZnO nu are voie sa depaseasca o valoare data. Din acest motiv durata permisa a solicitarii descreste cu marirea lui T, respectiv U_TOV.

Fig.3 Capacitatea de a suporta supratensiuni temporare T are expresia  tinind cont de supratensiunea temporara U_TOV ca o functie a duratei acesteia t la o temperatura a mediului ambiant de 45⁰C. Curba a se refera la un descarcator care nu a fost solicitat anterior, curba b la un descarcator care a disipat o energie E.

Curba b se refera la descarcatoarele care la momentul t=0 sunt dupa o functionare cu o energie disipata E, corespunzatoare tensiunii U_c.In mod normal, curba b este sub curba a deoarece in cazul curbei b energia disipabila prin descarcator pe durata t trebuie sa fie mai mica decit in cazul curbei a.

Descarcatoarele care au fost deja solicitate cu valorile E/U_c specificate in fig. 3 pot totusi rezista la supratensiunile temporare corespunzatoare curbei b. Aceasta necesita ca descarcatorul sa aiba capacitatea de a disipa energia totala mai mare decit energia cu care este solicitat. In intervalul de timp t; in acest interval descarcatorul poate disipa continuu energia primita sub forma de impulsuri de energie. Suma acestor impulsuri nu trebuie sa fie mai mare decit E.

Urmatorul exemplu ilustreaza modul de utilizare a fig. 3:

Un descarcator pentru reteaua de 24 kV, cu U_c=24 kV, sta sub tensiune o durata de timp oricit de mare la U_c. Temperatura aerului ce inconjoara descarcatorul nu depaseste 45⁰C.

La momentul t=0 descarcatorul este solicitat cu energia de E. Apare supratensiunea temporara U_TOV=28 kV. Astfel:

Pentru T=1,17 din curba b rezulta t=300 s. Astfel durata U_TOV este limitata la 300 s. Dupa aceasta descarcatorul este capabil sa suporte U_c si se raceste.

Daca in retea sunt de asteptat U_TOV de durata mai mare decit 300 s, atunci se va alege un descarcator cu U_c marit.