Skąd się biorą przepięcia

W systemie elektroenergetycznym praktycznie nieustannie dochodzi do operacji łączeniowych. Wśród tych operacji szczególne znaczenie mają te, podczas których dochodzi do przerywania przepływu prądu w sieciach o charakterze silnie indukcyjnym albo w elementach indukcyjnych takich jak transformatory czy dławiki kompensacyjne. Tego typu sytuacje mają szczególne znaczenie, np. gdy dochodzi do przerywania prądu zwarciowego. Wtedy w indukcyjnościach zbiera się szczególnie duża energia pola magnetycznego i w wyniku nagłego odłączenia miejsca, gdzie zwarcie powstało, poprzez zabezpieczenia nadprądowe dojdzie do wytworzenia wysokiego napięcia. Napięcie to nie będzie istniało w obwodach sieci długo, ale może mieć dość duże wartości.

Skąd się biorą przepięcia

W systemie elektroenergetycznym praktycznie nieustannie dochodzi do operacji łączeniowych. Wśród tych operacji szczególne znaczenie mają te, podczas których dochodzi do przerywania przepływu prądu w sieciach o charakterze silnie indukcyjnym albo w elementach indukcyjnych takich jak transformatory czy dławiki kompensacyjne. Tego typu sytuacje mają szczególne znaczenie, np. gdy dochodzi do przerywania prądu zwarciowego. Wtedy w indukcyjnościach zbiera się szczególnie duża energia pola magnetycznego i w wyniku nagłego odłączenia miejsca, gdzie zwarcie powstało, poprzez zabezpieczenia nadprądowe dojdzie do wytworzenia wysokiego napięcia. Napięcie to nie będzie istniało w obwodach sieci długo, ale może mieć dość duże wartości.

Innym źródłem przepięć są wyładowania atmosferyczne. Bezpośrednie uderzenie pioruna w sieć elektroenergetyczną jest zjawiskiem szczególnie niszczycielskim. Przepięcia pojawiające się w sieci na jego skutek są bardzo poważnym zagrożeniem dla infrastruktury sieciowej, urządzeń wytwarzających energię elektryczną, jak też dla odbiorników energii. Warto pamiętać, że wyładowania nie tylko w sposób bezpośredni doprowadzają do przepięć. Przepięcia mogą też być indukowane na bazie wytwarzanego przez piorun impulsu elektromagnetycznego. Tego typu impulsy mają zdecydowanie mniejszą dawkę energetyczną niż bezpośrednie uderzenie pioruna, co nie oznacza, że nie mogą uszkadzać urządzeń. Impuls powodowany przez wyładowania jest tym większy, im bliżej wyładowanie nastąpiło i tym większy, im większa jest energia samego wyładowania. Wrażliwość obwodów na impuls elektromagnetyczny jest różna.

Źródłem przepięć mogą być też przekształtniki energoelektroniczne, które charakteryzują się bardzo dużą szybkością wykonywania operacji łączeniowych, czyli także dużą stromością narastania prądu di/dt, a jak wiadomo − wartość napięcia wytworzonego przez proces przerywania prądu jest iloczynem indukcyjności i właśnie stromości prądu – L∙di/dt.

Autor: dr inż. Łukasz Rosłaniec, absolwent studiów magisterskich i doktoranckich na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskiej