Posts Tagged ‘lovituri de traznet’

Supratensiunile atmosferice nu respecta regulile!

23/07/2017

 

Ne plac lucrurile simple pe care sa la putem cataloga si controla. De asemenea ne place sa nu ne incarcam mintea cu date, informatii, reguli legate de accesul la reteaua de distributie, de proiectarea si realizarea corecta a instalatiei interioare, de compatibiliattea electromagnetica, etc (etc-ul este descurajant de consistent!)

Un alt lucru este cert am vrea ca ori de cate ori ni se deterioreaza receptoarele electrice sa fie altcineva „de vina” si sa isi asume despagubirea / inlocuirea si asta repede si fara comentarii!

Din pacate viata nu este asa de simpla! Supratensiunile atmosferice nu respecta intoadeauna regulile imaginate de oameni! Nu exista nimeni care sa ne poarte de grija sau sa repare in locul nostru stricaciunile ramase in urma unei/unor supratensiuni de origine atmosferica.

Toate sistemele de protectie la supratensiuni atmosferice se bazeaza pe ipoteze simplificatoare privind, frecventa loviturilor de traznet, intensitatea lor, existenta „zonelor protejate”, numarul de canale de descarcare etc.

Ori de cate ori supratensiunile respecta parametrii cu care au fost creditate si daca instalatiile / receptoarele sunt protejate corespunzator atunci putem vorbi de un deznodamant fericit. Pagubele vor fi minime!

Exista insa foarte multe cazuri in care loviturile de traznet nu respecta regulile si supratensiunile  asociate depasesc cu mult valorile de dimensionare ale echipamentelor de protectie. In aceste cazuri chiar si sistemele de protectie la supratensiuni atmosferice sofisticate si corect realizate sunt depasite si receptoarele protejate sunt distruse.

Pentru a intelege  fenomenul trebuie sa explicam cum apar supratensiunile de origine atmosferica. Traznetul reprezinte o descarcare puternica intre puncte/zone intre care se acumuleaza o diferenta foarte mare de potential care depaseste adeseori sute de kV.

Trazentul poate avea loc intre nori respectiv intre nori si sol. Putem avea lovituri de traznet in camp liber, in apropierea reteleor electrice care adesea strabat zeci de km intre localitati. Putem avea lovituri de traznet in interiorul unor localitati, direct in cladiri,  direct in diferite retele de utilitati: telefonie, energie electrica, apa, gaz, canalizare sau in apropierea acestora. Putem avea lovituri de traznet in paratraznete sau in apropierea acestora.

O constanta a traznetelor o constituie canalele de descarcare. In canalele de descarcare ia nastere un curent deosebit de mare prin care trece energia traznetului. Acest curent de descarcare este insotit de un camp elegtromagnetic in jurul canalului de descarcare si care se propaga pe distante foarte mari.

Oriunde campul electromagnetic asociat loviturilor de traznet intalneste elemente conductoare: receptoare electrice, instalatii interioare, retele electrice de diverse tensiuni si roluri in sitemul energetic, conducte de utilitati: apa, gaz, canalizare etc, induce supratensiuni de origine atmosferica.

Fulgere 1

Un caz paradoxal il constituie paratraznetele. Adesea se uita, sau nu se cunoaste, care este adevarata lor menire respectiv nu li se asociaza nici o masura de protectie impotriva supratensiunilor atmosferice.

Pratraznetul este menit sa protejeze cladirile, depozitele, sau alt fel de suprafete / construictii tehnologice considerate importante. Protectia consta in asigurarea unui ansamblu de conductoare prin care curentul asociat  loviturii de traznet preluata de paratraznet sa se scurga la pamant.

In cazul paratraznetului canalul de descarcare este asigurat de conductoarele care leaga paratraznetul de priza de pamant. Si acest curent de descarcare are asociat un camp electromagnetic puternic care induce tensiuni periculoase in toate elementele conductoare cu care se intersecteaza penetrand toate mediile inclusiv zidurile constructiilor si se propaga pe distante mari.

Fulgere 2

Paratraznetul asigura protectia cladirii impotriva loviturilor de traznet care altfel ar putea sa o distruga de exemplu prin incendiere. Paratraznetul nu asigura implicit si protectia la supratensiuni atmosferice!! Sa ne gandim la un depozit de furaje sau la un depozit de produse petroliere este clar ca nu ne dorim o lovitura directa de traznet caz in care apelam la protectia impotriva traznetelor!

Daca cladirea protejata prin partraznet adaposteste receptoare electrice atunci trebuie sa prevedem in asociere cu paratraznetul setul complet de masuri tehnice de protectie impotriva supratensiunilor de origine atmosferica!

Trebuie sa precizam ca existenta unui paratraznet reduce probabilitatea unei lovituri de traznet direct in obiectivul protejat fara insa sa poata garanta ca obiectivul protejat nu va fi lovit direct de un traznet!

In pozele incluse in articol an cautat sa va prezint cateva exemple de traznete care „nu respecta regulile” avand asociate mai multe canale de descarcare producandu-se atat intre nori cat si intre nori si pamant, lovind direct o retea de 110 kV desi acesta este protejata printr-un paratraznet orizontal (conductor de garda).

Internetul abunda de poze spectaculoase ale unor traznete care de cele mai multe ori „nu respecta regulile”

Regulile la care ma refer sunt: intensitate relativ mica a descarcarii, un singur canal de descarcare, propagare pe caile deja protejate la supratensiuni atmosferice, inducerea de tensiuni de traznet in limita tensiunilor de tinere la care au fost dimensionate protectiile sau receptoarele electrice.

In imaginea de mai sus aveti principalele tipuri de fovituri de traznet si  cai de propagare a supratensiunilor asociate.

Scopul acestui articol este de constientizare a riscurilor aparitiei supratensiunilor atmosferice si asupra  limitelor sistemelor de protectie la supratensiuni de origine atmosferica.

O realitate in Romania o constituie in fapt inexistenta cvasigeneralizata a protectiilor la supratensiuni de origine atmosferica in instalatiile interioare. Poate gresesc dar apreciez ca peste 95% din instalatiile interioare nu sunt protejate la supratensiuni atmosferice.

Foate multe supratensiuni care se propaga pe retele electrice se si „sting” pe retelele de distributie protejand instalatiile consumatorilor racordate la aceste retele. In cazul retelelor electrice aeriene tensiunea de tinere limitata la supratensiuni a izolatiei asigura cai de descarcare a energiei traznetului in lungul retelei. Pe timpul furtunilor cu descarcari electrice sunt de notorietate penele de curent de cele mai multe ori de scurta durata.

Cu tot disconfortul creat de intreruperea alimentarii cu energie electrica putem avea o mica bucurie daca ne gandin ca in fapt reteaua de distributie ne-a protejat impotriva supratensiunilor  atmosferice!

Majoritatea acestor intreruperi in alimentarea cu energie electrica se datoreaza supratensiunilor atmosferice care se induc in retelele electrice si care determina conturnarea izolatiei insotita de curenti de descarcare pe care protectiile ii „vad” ca si curenti de scurtcircuit. Dupa descarcarea undei de supratensiune rigiditatea dielectrica a izolatiei se restabileste si linia respectiva (de 20 kV sau 110 kV) poate fi repusa sub tensiune prin manevre sau printr-o automatizare (reanclasare automata rapida) reluandu-se alimentarea normala cu energie electrica a consumatorilor.

In statiile de transformare respectiv la intrarea in posturile de transformare aeriene si ocazional pe traseul liniilor electrice aeriene (LEA) 20 kV sunt montate descarcatoare cu coarne sau mai nou cu oxid de zinc care au menirea sa protejeze acipamentele scumpe din statiile si posturile de transformare asigurand puncte suplimentare, celor mentionate mai sus, de descarcare la pamant a supratensiunilor atmosferice.

In cazul retelelor electrice aeriene stradale de joasa tensiune acestea au o capacitate intrinseca ridicata de protectie la supratensiuni atmosferice prin tensiunea de tinere redusa la supratensiuni astfel incat de cele mai multe ori nu este necesara montarea unor protectii suplimentare. Conturnarea/strapungerea izolatiei retelei stradale asigura calea de scurgere spre pamant a undei de supratensiune limitand pagubele.

Tinand cont ca in cazul retelelor electrice aeriene stradale de distributie publica, noi sau modernizate, se trece pe scara tot mai larga la realizarea retelelor electrice cu conductoare torsadate se monteaza de regula la primii stalpi de iesire in posturile de transformare protectii la supratensiuni atmosferice constand in descarcatoare cu oxizi de zinc. Aceste descracatoare  au in principal scopul de evitare a cazurilor de strapungere a izolatiei conductoarelor torsadate intrucat sunt distrugeri ireversibile a caror reparare dureaza mai mult perturband alimentarea cu energie electrica a consumatorilor pe durate mai mari.

Retele de distributie in cablu au un grad de autoprotectie sportit la supratensiuni insa de fiecare data acesta „autoprotectie” este insotita de strapungeri locale ale izolatiei cablului care presupun reparatii prin indepartarea zonei avariate si inlocuirea portiunii defecte cu cablu nou care se mansoneaza cu capetele „sanatoase” ale cablului existent.

Schema protectii STA 1

Contrar perceptiei comune cele mai multe supratensiuni nu ajung in instalatia interioara dinspre reteaua electrica de distributie ci prin inductie urmare a loviturilor indirecte de traznet care se produc in vecinatatea localitatii, pe teritoriul localitatii, in paratraznete sau intre nori.

Din punctul meu de vedere ar trebui promovate mai intens necesitatea protectiei instalatiilor interioare la supratensiuni atmosferice dar si la supratensiuni de frecventa industriala. Pe langa actiuni de informare a opiniei publice sau chiar de educare prin sistemul primar de invatamant eforturile ar trebui dublate de reglementari dedicate instalatiilor interioare care reglementari in acest moment sunt destul de vagi si permisive.

Schema protectii STA 2

Subiectul compatibilitatii electromangnetice a instalatiilor interioare si a receptoarelor electrice din cladiri cu retelele de distributie publica este unul de complexitate ridicata. Va recomand sa cititi pe blog si alte articole care trateaza diferite aspecte ale competibilitatii electromangentice si in special ale protectiilor la supratensiuni.

Stoian Constantin

Protectia la supratensiuni atmosferice moft sau necesitate

– Supratensiunile atmosferice o prezentare agreabila pentru aprofundarea subiectului

Supratensiunile atmosferice in viziunea lui Klaxxi

Blocurile de masura si protectie nu se pot proteja nici pe ele la supratensiuni atmosferice

Influenta sarcinii dezechilibrate asupra valorii supratensiunilor de frecventa industriala.

Intreruperea nulului in LEA jt genereaza supratensiuni

Compatibilitatea instalatiilor electrice interioare cu retelele electrice de distributie publica in reglementarile ANRE

Impact of Floating Neutral in Power Distribution

Informatia salveaza vieti!

Delimitarea raspunderii!