אאא

מאמרים מקצועיים > משטרי טיפול בנקודת האפס

 

משטרי טיפול בנקודת האפס ברשתות מתח עליון (HV) ומתח גבוה (MV)

 

ברשתות מתח עליון ומתח גבוה, ישנם מספר משטרים "לייצר" את נקודת האפס. ברשתות מתח נמוך (עד מתח שלוב של 1000 וולט), נקודת האפס מוארקת תמיד ישירות לאדמה ("מוארקת בקשיחות"), וזאת במטרה להקטין את לולאת התקלה ככל האפשר, במטרה להגדיל את זרם הקצר, מה שיגרום להפעלת ההגנות באופן המהיר ביותר ובכך ישמור על בטיחות המשתמשים ועל שלמות הציוד.

לעומת את, ברשתות מתח עליון ומתח גבוה, ישנן שיטות נוספות לטיפול בנקודת האפס מלבד הארקה קשיחה. במאמר זה נציין אותן ונמנה את היתרונות והחסרונות של כל אחת מהן.

 

  1. 1.     נקודת אפס "מבודדת":

 

בשיטה זו, לא קיים כלל חיבור של נקודת האפס לאדמה. לכן, בזמן קצר חד-פאזי לאדמה לא נוצר מסלול תקלה וזרם הקצר הינו זורם כלל. ה"אדמה" מקבלת את מתח הפאזה התקולה, ובשל כך, המתח הפאזי של הפאזות ה"בריאות" עולה למתח שלוב.

תופעה נוספת שמתרחשת במצב של קצר חד פאזי לאדמה הינה הופעה של זרם קיבולי ברשת, שבמצב תקין בו שלושת הפאזות תקינות וסימטריות אינו קיים. מכאן שזרם הקצר שנוצר במצב כזה הוא סכום הזרמים הקיבוליים בשתי הפאזות התקינות.

 

יתרונות המשטר:

 

  1. זרם קצר נמוך (סכום הזרמים הקיבוליים כאמור), שאינו גורם למאמצי יתר של הציוד.
  2. אספקת החשמל נמשכת גם בזמן קצר חד-פאזי מהסיבה שהמתחים השלובים שומרים על ערכיהם התקינים.

 

חסרונות המשטר:

 

  1. קושי בזיהוי נקודת הקצר ויישום שיטות הגנה עקב זרמי הקצר הנמוכים.
  2. עליית המתח הפאזי בפאזות הבריאות למתח שלוב, מה שמחייב בידודים יקרים יותר למתח גבוה יותר.

 

  1. 2.     נקודת אפס "מוארקת בקשיחות":

 

בשיטה זו, כאמור במבוא, בזמן קצר חד-פאזי לאדמה נוצר מעגל קצר בעל עכבה נמוכה, שגורם לזרם קצר גבוה מאוד ולהפעלה מיידית של ההגנות.

 

יתרונות המשטר:

 

  1. ניתוק מהיר של הקצר.
  2. איתור מיידי של התקלה לפי מקום פעולת ההגנות.

 

חסרונות המשטר:

 

  1. סכנה לנזקים גדולים מזרם הקצר הגבוה.
  2. עליית המתח הפאזי בפאזות הבריאות למתח שלוב בזמן קצר.
  3. 3.     נקודת אפס מוארקת דרך נגד:

 

לפי שיטה זו נקודת האפס מוארקת דרך נגד המגביל את זרם הקצר לאדמה, ובכך גם מגביל את עליית המתח בנקודת האפס בזמן קצר.

 

יתרונות המשטר:

 

  1. הגבלת עליית המתח בפאזות התקינות.
  2. הקטנת זרם הקצר.
  3. שיטות הגנה פשוטות יחסי כמו ב"הארקה קשיחה", אך עם כיול הגנות נמוך יותר.
  4. זול בהשוואה ל"סליל פטרסון".
  5. איתור מיידי של התקלה לפי מקום פעולת ההגנות.

 

חסרונות המשטר:

 

  1. הפסקה מיידית של הצרכנים שאינה מתרחשת בהכרח כאשר נעשה שימוש בסליל כיבוי ("פטרסון").
  2. לא קיים כיבוי עצמי של הקשת שאפשרי ליישום באמצעות סליל פטרסן.

 

  1. 4.     נקודת אפס מוארקת דרך סליל כיבוי ("פטרסון"):

 

בין מוליכי הרשת לאדמה קיים קיבול, בין אם מדובר ברשת עילית או ברשת תת-קרקעית. הקיבול תלוי באורך הקו ובגובה המוליך מפני הקרקע. ערכי הקיבול האופיינים (במתח עליון ובמתח גבוה) הינם כ- 0.01µF/km לקווים עיליים, וכ- 0.2µF/km לכבלים תת-קרקעיים.

במצב תקין סכום הזרמים הקיבוליים כאמור שווה ל-0. במצב קצר חד-פאזי לאדמה זרם הקצר שווה לסכום הזרמים הקיבוליים של 2 הפאזות התקינות, ובמקרה שנקודת האפס תוארק דרך סליל פטרסון, שיתוכנן כך שסכום הזרמים הקיבוליים יהיה שווה לזרם סליל פטרסון, שנקרא גם סליל כיבוי מכיוון שכאמור "מכבה" את זרם הקצר.

 

יתרונות המשטר:

 

  1. הקטנת זרם הקצר שמביאה לכיבוי הקשת ללא מאמצי בידוד גדולים.
  2. אספקת החשמל נמשכת גם בזמן קצר חד-פאזי מהסיבה שהמתחים השלובים שומרים על ערכיהם התקינים.
  3. יישום הגנה פחת כיוונית או לפי שמה הנפוץ "הגנה וואטמטרית", הגנה יחסית לא יקרה ומאוד יעילה.

 

חסרונות המשטר:

 

  1. יישום סליל הכיבוי ע"י סליל פטרסון או "שנאי זיגזג" יקר בהשוואה לשיטות האחרות.
  2. קושי בזיהוי המעגל התקול.
  3. עליית המתח הפאזי בפאזות הבריאות למתח שלוב, מה שמחייב בידודים יקרים יותר למתח גבוה יותר.

 

לקריאה מורחבת בנושא מהמגזין "פאזה אחרת":

https://www.iec.co.il/ElectricityProfessionals/DocLib6/zeropoint.pdf

 

 

 

נשמח לענות לפנייתכם: