محسن نیاستی

چکیده

یکی از دلایل اصلی بروز خطا در شبکه‌های برق وجود اضافه ولتاژهای گذرای کلیدزنی و ضربه صاعقه در خطوط انتقال، توزیع و پست‌های برق می‌باشد. برقگیر اکسید روی (ZnO) از مهم‌ترین و رایج‌ترین تجهیزات حفاظتی سیستم‌های قدرت در برابر اضافه ولتاژهای گذرا می­باشد. برقگیر اکسید روی در طول عملکرد خود به علت عبور جریان‌های شدید صاعقه و کلیدزنی، تأثیر امپدانس سیستم زمین، نفوذ رطوبت به داخل قرص‌ها، وجود آلودگی بر سطح خارجی و اعمال اضافه ولتاژهای موقتی، دچار نقص و خرابی می‌شوند. بنابراین بررسی و پایش منظم شرایط و وضعیت برقگیرها به‌منظور افزایش قابلیت اطمینان شبکه­های قدرت در برابر خطرات ناشی از اضافه ولتاژهای گذرای سیستم ضروری است.

این پایان‌نامه به بررسی دلایل عملکرد نادرست برقگیر اکسید روی و بررسی راهکارهای مقابله با آن می‌پردازد. از این‌رو کلیه عوامل تأثیرگذار بر عملکرد برقگیرها برای انواع مختلف مدل­های مختلف برقگیر (چهار مدل پینسیتی، فرناندز، IEEE و WR) با استفاده از شبیه‌سازی در نرم‌افزار ATP/EMTP مورد بررسی قرارگرفته و مدل مناسب­تر برای مطالعات عملکرد برقگیر ازنظر خطای ولتاژ باقیمانده تعیین شد.

تأثیر میزان آلودگی سطحی، تغییرات امپدانس زمین (و خاک­های چند لایه) و اثر شکل موج صاعقه بر عملکرد برقگیرهای ZnO مورد شبیه‌سازی و بررسی قرار گرفتند. نتایج مطالعات  نشان دادند که افزایش آلودگی سطحی روی بدنه برقگیر ها موجب افزایش دما و جریان نشتی و ایجاد باند خشک‌ شده و هم‌چنین نفوذ رطوبت موجب یونیزه شدن محیط و غیر یکنواخت شدن توزیع ولتاژ در قرص‌های برقگیر می‌شود و درنتیجه افزایش نرخ پیری را به دنبال دارد. بررسی شکل موج‌های صاعقه نشان می‌دهد که با کاهش زمان پیشانی موج، ولتاژ باقیمانده برقگیر افزایش می‌یابد. همچنین افزایش امپدانس سیستم زمین موجب افزایش انرژی جذب ‌شده توسط برقگیر و عملکرد نادرست آن می‌شود.

واژه‌های کلیدی:

عملکرد برقگیر اکسید روی، امپدانس زمین، رطوبت، آلودگی، اضافه ولتاژهای گذرا

دانشجو: علیرضا افضلی جویباری