طبق استاندارد بین المللی ، ایزولاسیون تجهیزات فشار قوی در هر سطح ولتاژی با در نظر گرفتن اضافه ولتاژهای موجی    پیش بینی و ساخته می شود . اضافه ولتاژها به عنوان تهدیدی جدی برای ایزولاسیون تجهیزات فشار قوی می باشند که موجب بروز قوس الکتریکی بروی تجهیزات میشود؛ که اگر ین قوس بصورت داخلی باشد موجب انفجار و انهدام تجهیز می گردد.

برقگیرهای فشار قوی برای جلوگیری از بوجود آمدن هر نوع قوسی بروی تجهیزات در نظر گرفته میشود و با توجه به سطح ولتاژ ، با تجهیزات دیگر بصورت موازی نصب می گردد.

منبع اضافه ولتاژ میتواند به شرح ذیل باشد:

الف : اضافه ولتاژهای موقت: افزایش ولتاژهای با فرکانس 50 هرتز شبکه بهن.ان اضافه ولتاژهای موقت نامیده می شود و به دو صورت در شبکه ها ایجاد میشود .

1-      اضافه ولتاژهای موقت دراز مدت ( بیش از یک دقیقه ):

این نوع اضافه ولتاژها با افزایش محدود دامنه به میزان 5 تا 10 درصد  ( با ضریب اضافه ولتاژ 05/1 تا 1/1 ) که به علت تغییرات توان های اکتیو و راکتیو بار شبکه در 24 ساعت است ایجاد می شود .

2-      اضافه ولتاژها موقت کوتاه مدت ( کمتر از یک دقیقه):

این نوع اضفه ولتاژها با افزایش دامنه به میزان 20 تا 80 درصد (با ضریب اضافه ولتاژ 2/1 تا 8/1 ) در کمتر از یک دقیقه بر اثر اتصالی یک فاز به زمین و لفزایش ولتاژهای فازی سالم ایجاد می شود .

ب : اضافه ولتاژهای موجی :این نوع اضافه ولتاژها با فاصله زمانی بسیار کم ( از 2 تا 3 میلی ثانیه ) بروی نیم پریود ولتاژ سینوسی ظاهر میشود.با توجه به فاصله زمانی محدود آن ( در حدود 300-50 میکرو ثانیه) .اضافه ولتاژها در مقایسه با منحنی سینوسی فرکانس 50 هرتز با دامنه بزرگتری همراه خواهد بود لذا بدانها اضافه ولتاژ موجی (یا ضربه ای ) اتلاق میشود.

این نوع اضافه ولتاژها ناشی از دو عاملند :

1-      پدیده تخلیه جوی : با ایجاد رعد و برق بین ابرهای آسمان وهادی های فاز شبکه اضافه ولتاژ صاعقه ایجاد می شود.

2-      پدیده بروز برگشت جرقه ( یا کلید زنی ) : که این نوع اضافه ولتاژ در نوع خود جالب و بسیار مخرب است . هنگامی

که در مسیر جریان بار شبکه ، پارگی یا قطع هادی های فاز به گونه ای رخ دهد که فاصله هادی ها در محل قطع ناچیز باشد آنگاه جریان بار از طریق قوس الکتریکی در نقطه پارگی هادی ایجاد می شود .قوس الکتریکی بطور طبیعی در لحظات صفر سینوسی خاموش شده و جریان عبوری به مدت زمان 100 – 50 میکرو ثانیه قطع میشود . پس از قطع جریان ، ولتاژ دو سر پارگی ( یا قطع ) هادی پس از خاتمه حالت های گذرای مدار به حالت ماندگار خود می رسد که بسته به نوع مدار ( سلفی یا خازنی ) ممکن است تا دو برابر ولتاژ شبکه نیز برسد . از لحظه قطع کامل جریان تا رسیدن آن به وضعیت ماندگار ( که دارای شرایط حالت گذرا است ) ولتاژ ایجاد شده به ولتاژ گذرای برگشتی معروف است . این ولتاژ برگشتی دو تاثیر عمده دارد اول آنکه پیک این ولتاژ می تواند به چند برابر پیک ولتاژ شبکه برسد که تجهیزات عایقی ممکن است تحمل این ولتاژ را نداشته باشند و منجر به پدیده برگشت جرقه گردد . دوم آنکه سرعت افزایش ولتاژ برگشتی از مقدار اولیه که صفر فرض شد تا اولین پیک گذرای آن نیز عامل مهمی در برگشت جرقه است .

از مهمترین عوامل بوجود آمدن چنین اضافه ولتاژهایی پارگی یا قطع هادی در مسیر جریان و درنقطه اتصال در محل برج های انتهایی ، در داخل محفظه قطع بریکر ها در هنگام جدا شدن کنتاکتها و خفه شدن قوس و در هنگام باز نمودن دیسکانکتهای قابل قطع زیر بار می باشند . البته در زمان وصل کلیدهای قدرت نیز امکان برگشت جرقه وجود دارد لذا به این نوع اضافه ولتاژها ، اضافه ولتاژهای کلید زنی (سوئیچینگ ) نیز می گویند.

به منظور جلوگیری از بوجود آمدن قوس ، کافی است دامنه ولتاژهای موجی تا کمتر از سطح BIL (Basic Insulation Level ) کاهش یابد( در حدود 80 تا 85 درصد ) . کاهش دامنه ولتاژهای موجی از طریق تخلیه بارها از هادی فاز به زمین و هم زمان با تخلیه ابرها به هادی فاز صورت می گیرد . به عبارت دیگر در طول مدت برقرار تخلیه از ابر هادی های فاز به طور موقت زمین شده تا مانع تجمع بارهای ناشی از ابر در هادی های فاز گردد که نتیجتاً مانع از ظهور ولتاژ موجی با دامنه قابل ملاحظه خواهد شد .ارتباط مستقیم هادی فاز با زمین در طول مدت تخلیه توسط برقگیرها (Lighting Arrester or Surge Arrester  ) صورت می گیرد . سطح یا دامنه ولتاژهای موجی  قابل  قبول در پست های فشار قوی ، به عنوان سطح محافظت پست (PL) بیان میشود ( protection level ) که آن هم برابر است با :   PL = ( 0.8 – 0.85 ) × BIL

منبع: http://www.kochacksaraei.blogfa.com