Аянгын хамгаалалт ба газардуулга

Аянга бол агаар мандалд үүсэх хүчтэй цахилгаан цэнэгийн саармагжил бөгөөд хэдэн арван мянган ампер хүрэх импульсийн гүйдэл, маш өндөр хүчдэл үүсгэдэг байгалийн үзэгдэл юм. Монголын эх газрын уур амьсгалд зуны улиралд, ялангуяа уулархаг болон хээрийн бүсэд аянга цахилгаантай бороо олонтаа тохиолддог. Иймд дэд станц, агаарын шугам, барилга байгууламж, түүнчлэн хүн амьтныг аянгаас хамгаалах нь цахилгаан хангамжийн найдвартай, аюулгүй ажиллагааны нэг үндэс болдог. Хамгаалалт нь аянга зайлуулагч, газардуулга, хэт хүчдэлийн хязгаарлагч гэсэн гурван үндсэн элементийн зохицсон ажиллагаанд тулгуурладаг.

Шууд ба шууд бус цохилт

Аянгын нөлөөллийг үндсэнд нь шууд цохилт болон шууд бус цохилт гэж ялгадаг. Шууд цохилтын үед аянгын суваг обьектод шууд тусаж, 10–200 кА хүрэх импульсийн гүйдэл богино хугацаанд газар руу урсана. Энэ нь дулааны болон механик гэмтэл, гал түймэр, тусгаарлагыг цоолох зэрэг ноцтой хор уршиг үүсгэдэг.

Шууд бус цохилтын үед аянга обьектод шууд тусаагүй ч цахилгаан соронзон индукцээр ойролцоох дамжуулагч, шугам, тоног төхөөрөмжид хэт хүчдэл өдөөнө. Мөн газарт цохисон аянга газрын потенциалыг огцом ихэсгэж, алхмын болон шүргэлтийн хүчдэл үүсгэдэг.

Аянга зайлуулагч ба хамгаалалтын бүс

Аянга зайлуулагч (молниеотвод) нь хамгаалагдах обьектоос өндөр байрлуулсан ган үзүүр, түүнийг газардуулгатай холбосон буулгах дамжуулагч, газардуулгын хүрээ гэсэн хэсгүүдээс бүрдэнэ. Түүний үүрэг бол аянгыг өөр дээрээ татаж авч, гүйдлийг аюулгүйгээр газарт зайлуулах явдал юм.

Хамгаалалтын бүс гэдэг нь шууд цохилт буух магадлал маш бага орон зайг хэлнэ. Нэг үзүүрт зайлуулагчийн хамгаалалтын бүс нь ойролцоогоор конус хэлбэртэй байдаг. Тухайн hx өндөр дэх хамгаалалтын радиусыг энгийнээр:

rx = 1.5 · h · (1 − hx / (0.8 · h))

гэж тооцдог бөгөөд энд h нь зайлуулагчийн бүтэн өндөр. Өндөр обьект, том талбайг хамгаалахад хоёр буюу олон үзүүрт систем, эсвэл орчин үеийн эргэлдэх бөмбөлгийн (rolling sphere) аргыг ашиглан бүсийг тодорхойлно.

Аянгын газардуулга ба импульсийн эсэргүүцэл

Аянгын гүйдэл нь эгц фронттой, өндөр давтамжийн шинжтэй тул түүний газардуулга энгийн ажиллагааны газардуулгаас ялгаатай ажилладаг. Хэмжлийн үед 50 Гц-ийн тогтвортой гүйдлээр хэмжсэн эсэргүүцэл ба бодит импульсийн эсэргүүцэл хоёр зөрдөг. Хөрсний ионжилтын улмаас эсэргүүцэл буурч, урт дамжуулагчийн индуктив нөлөөгөөр өсөж болно. Үүнийг импульсийн коэффициентээр илэрхийлбэл:

Rи = αи · R, энд αи нь импульсийн коэффициент, R нь хэмжсэн эсэргүүцэл.

MNS болон холбогдох дүрмийн дагуу дэд станц, 0.4/10/35/110/220 кВ-ын байгууламжид зориулсан газардуулгын эсэргүүцлийн норматив утгыг хангаж, аянгын газардуулгыг ажиллагааны болон хамгаалалтын газардуулгатай нэгтгэн зохион байгуулна.

Хэт хүчдэлийн хязгаарлагч (SPD)

Аянга зайлуулагч, газардуулга нь шууд цохилтоос хамгаалдаг ч шугамаар дамжин орж ирэх импульсийн хэт хүчдэлээс тоног төхөөрөмжийг бүрэн хамгаалж чадахгүй. Иймд хэт хүчдэлийн хязгаарлагч (SPD) ашиглана. SPD нь ихэвчлэн металл-исэлдлийн варистор дээр суурилсан бөгөөд хэт хүчдэлийг тодорхой түвшинд хязгаарлаж, илүүдэл энергийг газардуулга руу зайлуулдаг.

• 1-р зэрэг (Type 1): оролт, ерөнхий самбарт суурилуулж, шууд цохилтын хэсэг гүйдлийг даана.
• 2-р зэрэг (Type 2): хуваарилах самбарт индукц болон коммутацийн хэт хүчдлийг хязгаарлана.
• 3-р зэрэг (Type 3): мэдрэмтгий төхөөрөмжийн ойролцоо нарийн хамгаалалт өгнө.

Эдгээр зэргийг зөв зохицуулж, богино холболтын дамжуулагчаар газардуулгатай найдвартай холбосон үед л SPD үр дүнтэй ажиллана. Энэ нь хуучин үеийн разрядникуудыг орлож буй орчин үеийн шийдэл юм.

Дүгнэлт

Аянгаас хамгаалах нь салангид элементүүд биш, харин аянга зайлуулагч, импульсийн газардуулга, хэт хүчдэлийн хязгаарлагч гурав хосолсон нэгдмэл систем юм. Шууд цохилтоос хамгаалалтын бүсээр, шууд бус цохилтоос SPD болон дэлгэрсэн газардуулгаар хамгаална. Монголын хүйтэн, цэвдэгт нөхцөлд газардуулгын чанарт онцгой анхаарч, MNS стандарт, норматив утгыг баримталснаар цахилгаан байгууламжийн аюулгүй, найдвартай ажиллагааг хангаж чадна.