تعریف فلش ولتاژ و اثرات آن

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: فلش ولتاژ یک پدیده سراسری است که در اثر اتصال کوتاه در نقاط بسیار دورتر از محل وقوع نیز به وجود می آید. به بیان دیگر امکان کنترل آن، با توجه به اینکه در بسیاری موارد به عوامل طبیعی بستگی دارد به راحتی امکان پذیر نمی باشد به همین دلیل مهمترین کاری که در مورد فلش ولتاژ می توان انجام داد محاسبه آن و نیز بحث آماری در خصوص از کار افتادن تجهیزات ناشی از فلش ولتاژ می باشد.

به همین دلیل با توجه به میزان اهمیت آن به خصوص در تجهیزات حساس لازم است که متخصصین صنعت برق به بررسی و روش های مختلف محاسبه و تأثیر آن بپردازد. فلش ولتاژ در واقع، کاهش در دامنه ولتاژ مؤثر با طول دوره کوتاه مدت (0.5 سیکل تا یک دقیقه) است که معمولا ً علت آن ایجاد اتصال کوتاه و یا راه ندازی موتور های بزرگ می باشد. دلایل متعددی برای بررسی فلش ولتاژ وجود دارد که از مهمترین دلایل می توان به وجود بارهای حساس در برخی از مشترکین اعم از مسکونی، تجاری و صنعتی اشاره نمود. وسایل مورد استفاده مشترکین مانند کنترل کننده ها، محرکه ها با قابلیت تنظیم سرعت، کامپیوتر ها و غیره به فلش ولتاژ بسیار حساس هستند.
حتّی رله ها و کنتاکتورهایی که برای راه اندازی موتور ها مورد استفاده می شوند نسبت به این پدیده حساسیت نسان می دهند. البته لازم است که تفاوت بین یک قطعی ( فقدان کامل ولتاژ ) و فلش مشخص شود. قطعی زمانی اتفاق می افتد که وسیله ای حفاظتی، مدار تغذیه یک مشترک را قطع کند. چنین عملکردی در شبکه های برق هنگامی رخ می دهد که اتصال کوتاهی در شبکه اتفاق بیفتد.
از طرفی دیگر در هنگام اتصال کوتاه ممکن است در محدوده ی وسیعی از شبکه قدرت، امکان ایجاد فلش ولتاژ وجود داشته باشد ایجاد اتصال کوتاه در فیدر های موازی یا شبکه های انتقال باعث تولید فلش ولتاژ می گردد. ولی نتیجه آن قطعی ولتاژ نخواهد بود. و حتی گاهی مشترکین تا صد کیلومتر دورتر از نقطه اتصال نیز ممکن است فلش ولتاژ را تجربه و احساس کنند. اکثر خطا های ایجاد شده در شبکه از نوع خطا های تکفاز به زمین می باشند.اتصالی های سه فاز شدیدتر بوده امّا خیلی به ندرت اتفاق می افتند.

خطاهای تکفاز به زمین در اثر شرایط محیطی مانند صاعقه، باد و یخ روی خطوط انتقال، فوق توزیع و توزیع حاصل می شوند. حیوانات و فعالیت هایی مانند حمل و نقل وسایل در کنار خطوط انتقال نیز ممکن است موجب ایجاد خطا شوند. پس نمی توان به طور کلّی این خطا را حذف نمود. صاعقه معمولی ترین علت ایجاد اتصال کوتاه در روی خطوط هوایی انتقال، فوق توزیع و توزیع است. صاعقه می تواند با برخورد مستقیم به هادی فاز و یا توسط برخورد به یک شی زمین شده مثل سیم گارد و سپس با ایجاد قوس برگشتی به سیم فاز موجب خطا شود. معمولاً اینگونه خطا ها موقتی است.

ولتاژ فاز و یا فاز های اتصالی در نقطه اتصالی به سمت صفر می رود. ولتاژ در پست ودیگر فیدر های موازی بسته به فاصله ی نقطه تا محل خطا تغییر می کند. در شبکه های انتقال، ولتاژ فاز اتصال کوتاه شده، در نقطه ای دور از آن وابسته به امپدانس کلّی شبکه خواهد بود. به طور کلّی دامنه ی فلش ولتاژ در یک محل مشخص بستگی به امپدانس سیستم، امپدانس خطا، نوع اتصال ترانسفورماتور و تعداد ولتاژ قبل از وقوع فلش دارد. از طرف دیگر میزان تأثیر فلش وابسته به میزان حساسیت تجهیزات خواهد بود. اکثر فلش های به وجود آمده در اثر اتصال کوتاه دارای مشخصه مشابهی هستند. اتصالی معمولاً هنگامی شروع می شود که ولتاژ بیش از تحمل عایقی شود چرا که قوس الکتریکی قبل از تماس فیزیکی آغاز می گردد. این پدیده یک تغییر سریع ولتاژ را به همراه داشته و باعث ایجاد عدم تعادل ولتاژ نیز می شود.

فلش ولتاژ هنگامی خاتمه می یابد که وسایل رفع خطا، جریان اتصالی را قطع کند و این معمولاً در نزدیکی صفر جریان اتصال کوتاه خواهد بود. بنابراین فلش ولتاژ با یک انتقال سریع از حالت دامنه کاهش یافته ولتاژ به دامنه عادی خاتمه می یابد. شایان ذکر است که فلش ولتاژ یک پدیده آماری است و مشخصات آن بستگی به عوامل ایجاد اتصال کوتاه و نیز محّل اتصال کوتاه دارد. بنابراین نمی توان سطوح مجازی برای فلش ولتاژ در شینه های مختلف ارایه نمود.از سوی دیگر با توجه به اینکه امکان هیچ گونه کنترلی بر محل اتصال کوتاه ( که در دامنه فلش ولتاژ تأثیر زیادی داشته ) وجود ندارد، لذا به رابطه بین فلش ولتاژ و عملکرد تجهیزات می پردازیم.

رابطه بین فلش ولتاژ و عملکرد تجهیزات :
همچنانکه اشاره گردید فلش ولتاژ پدیده ای است که می تواند روی قابلیت اطمینان مشترکین و بالاخص مشترکین صنعتی تأثیر بسزایی داشته باشد. کنترل کننده های مدرن، فرآیند های صنعتی و محرکه های با قابلیت تنظیم سرعت نسبت به فلش ولتاژ بسیار حساس می باشند و وقوع فلش حتی ممکن است که منجر به خروج از مدار یک فرآیند صنعتی شود.

توانایی در محاسبه و پیش بینی فلش ولتاژ یک فرصتی منحصر به فرد ایجاد می کند تا با استفاده از آن بتوان از وقوع بسیاری از مسایل و مشکلات جلوگیری و ممانعت به عمل آورد. مثلاً می توان با کاهش دامنه و یا طول دوره زمانی فلش و یا تعداد وقوع آن از بروز برخی مشکلات اجتناب نمود. همچنین با تغییرات کوچکی در مشخصات تجهیزات داخلی مشترکین صنعتی می توان به طور قابل ملاحظه ای تعداد خروج از مدار تجهیزات ناشی از فلش ولتاژ را کاهش داد.همان طور که گفته شد دامنه و طول دوره ی زمانی فلش دو مشخصه اساسی جهت محاسبه رفتار و عملکرد تجهیزات مختلف مشترکین است که بایستی اطلاعات مربوط به فلش ولتاژ ( دامنه و طول دوره زمانی ) در یک منحنی رسم شده و سپس منحنی حساسیت تجهیزات روی همان منحنی کشیده می شود. با استفاده از این روش می توان مستقیماً تعداد قطعی های حاصل از فلش ولتاژ در طول سال را برای یک تجهیز به خصوص به دست آورد.

اثرات فلش ولتاژ :
فلش ولتاژ ممکن است باعث صدمه دیدگی تجهیزات متصل به شبکه و عملکرد نامناسب آنها گردد مشکلات زیر را سبب می شود:
- خاموش شدن لامپ ها از نوع تخلیه ای
- عملکرد نا صحیح وسایل تنظیم کننده
- تغییر سرعت و یا توقف موتور ها
- فرمان قطع و وصل اشتباه به کنتاکتور
- خطا درمحاسبات کامپیوتری و یا وسایل اندازه گیری که با وسایل الکترونیکی همراه هستند.
- از دست رفتن سنکرونیزم موتورها وژنراتورهای سنکرون
- خطا در کموتاسیون پل تریستوری در حالت اینورتری