Σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στη Νορβηγία

Η Νορβηγία αν και ήδη παράγει αρκετές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας από την υδροηλεκτρική, την γεωθερμική και την αιολική ενέργεια για να καλύψει όλη τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, συνεχίζει να κατασκευάζει σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και προσπαθεί τουλάχιστον κάποιοι από αυτούς, να είναι εντυπωσιακά όμορφοι!

Ο ηλεκτρικός σταθμός Øvre Forsland βρίσκεται στα δασώδη βουνά της Helgeland, μιας νορβηγικής επαρχίας ακριβώς νότια του Αρκτικού Κύκλου. Είναι μια περιοχή όπου ζουν λίγοι, αλλά πολλοί την επισκέπτονται για να δουν τα άγρια και παρθένα τοπία.

Ο υδροηλεκτρικός σταθμός, ο οποίος παράγει 30 γιγαβατώρες ενέργειας, προσπαθεί να μην χαλάσει αυτή την ομορφιά. Οι δημιουργοί του ελπίζουν, ότι ο σταθμός συμπληρώνει το φυσικό περιβάλλον και θα προσελκύσει τους επισκέπτες.

«Ο σταθμός έχει σχεδιαστεί ώστε να αντικατοπτρίζει τα χαρακτηριστικά του τοπίου και βρίσκεται στην κοίτη του ποταμού, σε ένα ξέφωτο στην άκρη ενός δάσους με έλατα. Η κύρια έμπνευση για το σχεδιασμό ήταν η καθετότητα και η παρατυπία της ερυθρελάτης», είπε ο Robin Hamre της Arkitektkontor Söderkvist του Stein, της εταιρείας αρχιτεκτονικής που σχεδίασε τον σταθμό.

Ελπίζουν ότι οι πεζοπόροι που επισκέπτονται τον σταθμό θα μάθουν για την υδροηλεκτρική ενέργεια.

Ο σχεδιασμός ενσωματώνει ξύλο που έχει υποστεί επεξεργασία, ώστε να είναι ανθεκτικός. Πέτρα, σχιστόλιθος και γυαλί έχουν χρησιμοποιηθεί, επίσης.

πηγή:apocalypsejohn.com

Bηματική τάση-Προστασία

Oνομάζουμε βηματική τάση τη διαφορά δυναμικού ΔV ανάμεσα σ' οποιαδήποτε δύο σημεία του εδάφους που απέχουν μεταξύ τους όσο το κανονικό  βήμα ενός ανθρώπου (περίπου 0,7m). Δηλαδή αν ένα σημείο Α έχει δυναμικό 1000V και ένα άλλο σημείο Β έχει δυναμικό 800V, τότε η διαφορά δυναμικού των δύο αυτών σημείων θα είναι ΔV=1000V-800V=200V.
Aν τα σημεία αυτά απέχουν μεταξύ τους 0,7 μέτρα και ο άνθρωπος  πατήσει με τα δύο του πόδια στα δύο αυτά σημεία, θα βρεθεί υπό τάση 200V, με αποτέλεσμα να πάθει ηλεκτροπληξία.

Οι ισοδυναμικές γραμμές, στην επιφάνεια της γης, γύρω από ένα ηλεκτρόδιο γείωσης που βρίσκεται υπό τάση λόγω σφάλματος, είναι ομόκεντροι κύκλοι με κέντρο το σημείο που έχουμε καρφώσει το ηλεκτρόδιο.

Βηματική τάση σε υποσταθμούς

Αν στο δάπεδο ενός υποσταθμού παρουσιασθεί κάποια τάση, αυτή  δεν πρέπει  να διαφοροποιείται αισθητά σε μικρές αποστάσεις. Τούτο επιβάλλεται, για να μη βρεθούν τα πόδια ενός ανθρώπου που βαδίζει πάνω στο δάπεδο σ' επικίνδυνη διαφορά δυναμικού.

Αν όπως είπαμε το  ένα πόδι του ανθρώπου αυτού  βρεθεί σε τάση  1000V και το άλλο σε 800V, τότε είναι  σαν να πατάει ο άνθρωπος σε δύο γυμνούς αγωγούς που έχουν διαφορά δυναμικού 200V (1.000— 800V). Αυτό θα μπορούσε να προκαλέσει σύσπαση  και παράλυση του μυϊκού συστήματος των ποδιών, την πτώση του ανθρώπου στο δάπεδο και τον ενδεχόμενο θάνατο του από ηλεκτροπληξία.

Γι' αυτό το λόγο, σε εσωτερικούς ή και, εξωτερικούς χώρους όπου γίνονται εγκαταστάσεις υψηλής ή μέσης τάσης, ελέγχουμε το δάπεδο για την αποφυγή ενός  τέτοιου κινδύνου. Ο έλεγχος  γίνεται με την παρακάτω  διαδικασία:

α) Σε δύο σημεία που απέχουν μεταξύ  τους τουλάχιστον 70cm, τοποθετούμε δύο μεταλλικά τεμάχια (βαρίδια)  διαστάσεων  10X10X30cm  κατά  τρόπο που να πατάει  στο έδαφος  μια επιφάνεια 10Χ30 cm (περίπου όσο το πέλμα του ανθρώπου).

β) Στα δύο μεταλλικά τεμάχια (βαρίδια) παρεμβάλλουμε ένα βολτόμετρο ικανό να μετράει τάσεις από μέχρι 100V.

γ) Πάνω στο ένα από τα δύο βαρίδια δίνουμε τάση ελεγχόμενη  100V και παίρνουμε την ένδειξη του βολτομέτρου. Από  τα παραπάνω  στοιχεία υπολογίζουμε την τάση βηματισμού με τη σχέση:

όπου: 

Uβ=Τάση βηματισμού

Uδικτύου=Τάση φασική παροχής ΔΕΗ (μέση τάση)

Uενδ=Τάση ένδειξης βολτομέτρου

Uδοκιμής=Τάση δοκιμής

Η μέτρηση μπορεί να συνεχισθεί  δίνοντας  την τάση σε ηλεκτρόδιο καρφωμένο στη γη κοντά στο ένα βαρίδι, σε πολλές θέσεις του κρίσιμου χώρου.

Ένα πολύ καλό όργανο (Megger) για τη μέτρηση της βηματικής τάσης μπορείτε να δείτε στο παρακάτω video

Παράδειγμα

Σε δοκιμαστική μέτρηση εφαρμόσαμε στο έδαφος τάση δοκιμής 100V και πήραμε ένδειξη 1 V. Να υπολογισθεί η βηματική τάση.

Λύση

Για πολική μέση τάση 20KV έχουμε φασική μέση τάση 11.560V οπότε η τάση βηματισμού θα είναι:  
Uβ=1*(11560/100)=115,6V πράγμα που σημαίνει ότι έχουμε επικίνδυνη τάση βηματισμού. 

Σ' αυτή την περίπτωση προσθέτουμε ηλεκτρόδια γείωσης σε διάταξη ικανή να αποσβεσθεί η επικίνδυνη τάση βηματισμού. 

Σε περίπτωση που η βηματική τάση συνεχίζει να είναι επικίνδυνη, καλύπτουμε το δάπεδο με μονωτικό υλικό ή με παχύ στρώμα από χονδρό χαλίκι ζώνη πλάτους 2-4 μέτρα πέρα από τα τελευταία ηλεκτρόδια γείωσης οπότε η βηματική τάση μειώνεται από το ημιαγωγό υλικό ή μηδενίζεται από το μονωτικό δάπεδο.

ΜΕΙΩΣΗ ΤΩΝ ΚΙΝΔΥΝΩΝ ΑΠΟ ΒΗΜΑΤΙΚΗ ΤΑΣΗ ΚΑΙ ΤΑΣΗ ΕΠΑΦΗΣ

Υπάρχουν τεχνικές που χρησιμοποιούνται για την προστασία προσωπικού και ατόμων έναντι επικίνδυνων βηματικών τάσεων και τάσεων επαφής. Σε σχέση με υποσταθμούς, η κυριότερη τεχνική είναι η δημιουργία ισοδυναμικής ζώνης. Μια τέτοια ζώνη δημιουργείται μέσω κατασκευής ενός γειωμένου μεταλλικού πλέγματος (ισοδυναμικό πλέγμα) και αποσκοπεί στην μείωση των βηματικών τάσεων και τάσεων επαφής σε επίπεδα μη επικίνδυνα για τον άνθρωπο.

Ως ισοδυναμικό πλέγμα χρησιμοποιείται δομικό πλέγμα από διασταυρωμένα και συγκολλημένα χαλύβδινα σύρματα με διάμετρο 5 mm τουλάχιστον, με ανοίγματα το πολύ 30 χ 30 cm. To δομικό πλέγμα βρίσκεται μέσα στο μπετόν του δαπέδου σε βάθος 50-100 cm. Στο πλέγμα συγκολλούνται αναμονές από χαλύβδινες γαλβανισμένες ταινίες 30x4 mm. Στις αναμονές αυτές συνδέονται (συγκολλητά ή βιδωτά) όλα τα μεταλλικά μέρη του υποσταθμού, π.χ κυψέλες μέσης και χαμηλής τάσης, μεταλλικά κουφώματα, σωλήνες νερού κ.ά.

Σε περίπτωση σφάλματος γης, ολόκληρο το γειωμένο πλέγμα και όλα τα μεταλλικά μέρη που συνδέονται σε αυτό (μαζί με τους ανθρώπους που είναι παρόντες) μπορεί να ανέβει σε μερικές εκατοντάδες (ή χιλιάδες) Volts χωρίς να υπάρχει κίνδυνος ηλεκτροπληξίας

Μια άλλη τεχνική που χρησιμοποιείται γενικώς συνδυαστικά με τη δημιουργία ισοδυναμικής ζώνης για την μείωση των κινδύνων από βηματική τάση και τάση επαφής, είναι η προσθήκη επί του εδάφους ενός στρώματος μεγαλύτερης αντίστασης. Συνήθως, ένα στρώμα από χαλίκι τοποθετείται πάνω στο έδαφος του υποσταθμού για τη δημιουργία μονωτικού στρώματος μεταξύ προσωπικού ή ατόμων και γης. Αυτό το μονωτικό στρώμα μειώνει το ρεύμα που μπορεί να διέλθει μέσω κάποιου ατόμου προς την γη. Εκτός από χαλίκι η άσφαλτος αποτελεί μια αρκετά πιο αποτελεσματική λύση.

Γενικοί κανόνες (Rules of Thumb – Κανόνες αντίχειρα)

Υπάρχουν μερικοί γενικοί κανόνες στους οποίους πρέπει να γίνει αναφορά για να κατανοηθεί τόσο ο σχεδιασμός ενός καταλλήλου πλέγματος γείωσης όσο και οι τεχνικές μείωσης των κινδύνων προερχομένων από βηματικές τάσεις και τάσεις επαφής. 

Η σύσταση και οι συνθήκες του εδάφους προσδιορίζουν στο μεγαλύτερο βαθμό τον σχεδιασμό ενός ηλεκτρικού πλέγματος γειώσεως. Εδάφη με υψηλή ειδική αντίσταση είναι πρόβλημα για όλα τα σενάρια γειώσεων. Όσο μεγαλύτερη είναι η ειδική αντίσταση του εδάφους, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση που μπορεί να αναπτυχθεί. Ο σχεδιασμός ενός πλέγματος γειώσεως αποτελεί ένα συμβιβασμό μεταξύ βηματικής τάσης και τάσεως επαφής αφού μέτρα για την μείωση της μιας επιφέρει αντίστροφο αποτέλεσμα στην άλλη, π.χ. η τοποθέτηση του πλέγματος γείωσης εντός του εδάφους σε βάθος ενός περίπου μέτρου μειώνει δραστικά τη βηματική τάση αλλά όμως το επιπρόσθετο βάθος δημιουργεί μια μεγαλύτερη διαφορά τάσεως μεταξύ χεριών και ποδιών αυξάνοντας έτσι την τάση επαφής.

• Για την μείωση της βηματικής τάσης τυπικά θα πρέπει το ρεύμα να κρατηθεί μακριά από το προσωπικό ή άτομα μέσω της τοποθέτησης αγωγών γείωσης όσο πιο βαθιά εντός του εδάφους

• Για την μείωση της τάσεως επαφής, είναι τυπικά επιθυμητό να κρατηθούν οι αγωγοί γειώσεως όσον το δυνατόν πιο κοντά στα πόδια του ατόμου έτσι ώστε να μειωθεί η πιθανότητα να υπάρξει διαφορά τάσεως μεταξύ ποδιών και χεριών ενός ατόμου

 • Η βηματική τάση αφορά και περιοχές και εκτός της περιοχής που καταλαμβάνει ένα πλέγμα (σύστημα) γειώσεως καθώς αυτή η τάση μπορεί να αναπτυχθεί σε μεγάλη απόσταση από το σημείο του σφάλματος. Έτσι, καθώς το οδεύον ρεύμα ταξιδεύει κατά μήκος της επιφάνειας του εδάφους, όποιο άτομο βρεθεί στην πορεία του μπορεί να εκτεθεί σε επικίνδυνη τάση. Είναι επίσης προφανές ότι όσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση μεταξύ των δύο ποδιών τόσο μεγαλύτερη είναι η διαφορά τάσεως. Στους υπολογισμούς και στα προγράμματα υπολογισμού των συστημάτων γειώσεως χρησιμοποιείται πάντα η απόσταση του ενός (1) μέτρου μεταξύ των δύο ποδιών ενός ατόμου.

• Η τάση επαφής αποτελεί πρόβλημα μόνο για απόσταση ίση με αυτήν που χρειάζεται ένα άτομο για να αγγίξει ένα αντικείμενο που διαρρέεται από ρεύμα. Στους υπολογισμούς και στα προγράμματα υπολογισμού των συστημάτων γειώσεως η απόσταση που λαμβάνεται υπόψη είναι αυτή του ενός (1) μέτρου

Βηματική τάση από πεσμένο ηλεκτροφόρο καλώδιο 

Τι θα γίνει σε περίπτωση που ηλεκτροφόρο καλώδιο μέσης ή υψηλής τάσης κοπεί από πυλώνα και πέσει στο έδαφος.

Σε αυτή την περίπτωση δεν θα πρέπει να πλησιάσουμε σε απόσταση μικρότερη των 10 μέτρων το σημείο που έχει πέσει το καλώδιο.

Τι θα γίνει σε περίπτωση που ηλεκτροφόρο καλώδιο μέσης ή υψηλής τάσης πέσει στο αυτοκίνητο που οδηγούμε.  

Τι θα γίνει αν χειριστής ενός ψηλού μηχανήματος έρθει σε επαφή με ηλεκτροφόρο καλώδιο πυλώνα ή ένας εκσκαφέας χτυπήσει ηλεκτροφόρο καλώδιο κατά το σκάψιμο.

Σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να κάνουμε όπισθεν και να απομακρυνθούμε σε απόσταση τουλάχιστον 10 μέτρων από το σημείο που έχει πέσει το καλώδιο.

Αν δεν μπορούμε να κάνουμε όπισθεν τότε το καλύτερο είναι να παραμείνουμε στο όχημα και να καλέσουμε την πυροσβεστική υπηρεσία.

Σε περίπτωση που εκδηλωθεί φωτιά τότε θα πρέπει αναγκαστικά να βγούμε από το αυτοκίνητο. Αλλά πώς ?

Στο σημείο που θα πέσει το καλώδιο ή που θα ακουμπήσει στο όχημα έχουμε την μεγαλύτερη τάση. Η τάση αυτή δημιουργεί γύρω της, σε ομόκεντρους κύκλους, δυναμικά που όσο απομακρυνόμαστε από το σημείο αρχικής επαφής του καλωδίου τα δυναμικά αυτά εξασθενούν. Όσο πιο κοντά βρισκόμαστε στο επίκεντρο τόσο πιο μεγάλη θα είναι η βηματική τάση που μπορεί να βρεθούμε

Σε αυτή την περίπτωση δεν θα πρέπει να τρέξουμε ή να περπατήσουμε με κανονικά βήματα γιατί τότε θα βρεθούμε σε επικίνδυνη βηματική τάση.

Επίσης αν κάποιος άλλος βρεθεί κοντά στο όχημα δεν θα πρέπει να το αγγίξει γιατί θα κεραυνοβοληθεί.

Αυτό που θα πρέπει να κάνουμε είναι να απομακρυνθούμε με μικρές κινήσεις σέρνοντας τα πόδια μας ενωμένα, για 10 μέτρα.

Ένας άλλος τρόπος είναι με ενωμένα πόδια και μικρά πηδηματάκια αν και προτιμώ τον προηγούμενο γιατί μπορεί να χάσουμε την ισορροπία μας

Δείτε τα παρακάτω video αναπαράστασης σε τέτοιο κίνδυνο

Ρύπανση μονωτήρων και τρόποι αντιμετώπισης

Οι μονωτήρες, τα σκούρα αντικείμενα τα οποία είναι ορατά σε κάθε στύλο γραμμής ηλεκτρισμού, είναι τα απαραίτητα εξαρτήματα πάνω στα οποία στηρίζονται οι ρευματοφόροι αγωγοί. Σκοπός τους είναι η στήριξη των αγωγών αλλά η πιο σημαντική αποστολή τους είναι η απομόνωση της τάσης από την γη, άρα, προαπαιτούμενο είναι οι άριστες μονωτικές τους ιδιότητες. Υλικά με τις ιδιότητες αυτές που συνήθως χρησιμοποιούνται για την κατασκευή των μονωτήρων είναι η πορσελάνη και το γυαλί. Οι μονωτήρες είναι τα πιο πολυάριθμα στοιχεία των δικτύων αριθμούμενα σε εκατοντάδες χιλιάδων, απαραίτητα σε κάθε υπαίθρια εγκατάσταση της ΔΕΗ. 

Ο σημαντικότερος παράγοντας που επηρεάζει τη μονωτική ικανότητα των μονωτικών υλικών, σε περίπτωση που είναι τοποθετημένα σε εξωτερικό χώρο, είναι η ρύπανση. Με τον όρο ρύπανση, προσδιορίζεται η επικάθιση ακαθαρσιών που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα ή θαλάσσιας άλμης (καθαλάτωση) στην επιφάνειά τους. Η ρύπανση στην επιφάνεια ενός μονωτικού υλικού μπορεί να είναι είτε θαλάσσια, η οποία οφείλεται στο γεγονός ότι το μονωτικό βρίσκεται σε παραθαλάσσια περιοχή και οι άνεμοι μεταφέρουν θαλασσινό νερό υπό τη μορφή καταιωνισμένου νερού στην επιφάνειά του, όπου επικάθεται και σχηματίζεται ένα λεπτό υγρό αλατούχο επίστρωμα, είτε βιομηχανική, η οποία προέρχεται από τα στερεά κατάλοιπα των βιομηχανιών που απορρίπτονται στην ατμόσφαιρα. Η συνύπαρξη ρύπανσης (θαλάσσιας, βιομηχανικής ή συνδυασμού τους) και δροσιάς, ομίχλης ή σιγανής βροχής, αποτελεί δυσμενέστατη συνθήκη λειτουργίας των μονωτικών υλικών και μπορεί να υποβιβάσει τη μονωτική τους ικανότητα σε μεγάλο βαθμό (40% έως 80%), με αποτέλεσμα τη δημιουργία ηλεκτρικού τόξου.

Συνεπώς, η παρατεταμένη ξηρασία, η περιβαλλοντική ρύπανση, καθώς και τα ακραία καιρικά φαινόμενα μεταβάλλουν τη συμπεριφορά των μονωτικών υλικών που εκτίθενται σε αυτές, με αποτέλεσμα να χρήζουν ιδιαίτερης μελέτης.

Οι άνεμοι της καλοκαιρινής περιόδου, τα γνωστά μελτέμια, που πνέουν με φορά από την θάλασσα προς την ξηρά μεταφέρουν σε αρκετή απόσταση, ακόμη και χιλιομέτρων από την ακτή, μικρά σταγονίδια θαλασσινού νερού τα οποία επικάθονται πάνω στους μονωτήρες των ηλεκτρικών δικτύων. Οι μικροσκοπικές αυτές σταγόνες νερού περιέχουν αλάτι το οποίο μετά την εξάτμιση του νερού παραμένει πάνω στην επιφάνεια των μονωτήρων. Η διαδικασία αυτή είναι αθροιστική καθ όλη την διάρκεια του καλοκαιριού και σε συνδυασμό με την έλλειψη βροχοπτώσεων οδηγεί στην συγκέντρωση αρκετής ποσότητας αλατιού πάνω στους μονωτήρες. 

Προς το τέλος του καλοκαιριού και ιδιαίτερα κατά τις νυκτερινές ώρες, όταν η σχετική υγρασία της ατμόσφαιρας είναι πλέον αυξημένη, σχηματίζεται ένα ενιαίο φίλμ υγρασίας (δροσούλα) πάνω στην επιφάνεια των μονωτήρων, μέσα στο οποίο διαλύονται οι επικαθίσεις αλατιού. Το διάλυμα άλατος, το κοινό αλατόνερο, δεν είναι μονωτικό υλικό αλλά αντιθέτως καλός αγωγός του ηλεκτρισμού που καταστρέφει επιφανειακά την υπάρχουσα μόνωση. Το αποτέλεσμα, όσον αφορά την οπτική του πλευρά, είναι γνωστό σε όλους μας, όταν κάποιες νύκτες παρατηρούμε μικρές φλογίτσες να λαμπιρίζουν πάνω στους μονωτήρες των δικτύων της ΔΕΗ. Είναι το ρεύμα διαρροής το οποίο ρέει στο επιφανειακό, ιοντικό διάλυμα και προκαλεί τοπικές διασπάσεις του ατμοσφαιρικού αέρα. 

Για τους τουρίστες από τις χώρες της κεντρικής Ευρώπης το φαινόμενο αυτό είναι άγνωστο και προφανώς θα μένουν άναυδοι όταν επιστρέφοντας αργά τη νύκτα από τα κέντρα διασκέδασης βλέπουν τα ηλεκτρικά δίκτυα στη χώρα μας να εκπέμπουν φλόγες. Είναι, άραγε, και αυτά πιο ατίθασα από τα δικά τους εναρμονιζόμενα σε ένα γενικότερο φυσικό και κοινωνικό περιβάλλον ή μήπως πρόκειται για οφθαλμαπάτη λόγω της υπερβολικής κατανάλωσης αλκοόλ ; 

Από τεχνικής άποψης το φαινόμενο της ρύπανσης των μονωτήρων, όπως συνήθως λέγεται, αποτελεί ένα από τα πιο δύσκολα προβλήματα όσον αφορά την θεωρητική του ανάλυση αλλά και την πρακτική του αντιμετώπιση. Όμως, δεν απασχολεί όλες τις χώρες αλλά μόνο εκείνες που διαθέτουν νησιωτικά και παράκτια δίκτυα όπως η Ελλάδα, η οποία δυστυχώς βρίσκεται στις πρώτες θέσεις της λίστας. Για την επίλυση του προβλήματος γίνεται σημαντική έρευνα διεθνώς σε Πανεπιστήμια και Εργαστήρια και μέγα πλήθος επιστημονικών εργασιών έχουν δει το φως της δημοσιότητας. Το φαινόμενο είναι πολυπαραμετρικό, στοχαστικού χαρακτήρα και η μοντελοποίησή του αρκετά δύσκολη. 

Σήμερα η ΔΕΗ με αιχμή του δόρατος τις τοπικές Υπηρεσίες εφαρμόζει και δοκιμάζει τις πιο μοντέρνες και εξελιγμένες τεχνικές στα δίκτυα υψηλής τάσης της Κρήτης για την αντιμετώπιση του προβλήματος. 

1. Πλύσιμο με ελικόπτερο. Οι μονωτήρες των γραμμών υψηλής τάσης 150 000 Volt στη Κρήτη καθαρίζονται από ελικόπτερο ενώ η γραμμή βρίσκεται υπό τάση. Για τον καθαρισμό χρησιμοποιείται νερό χαμηλής αγωγιμότητας, εκτοξευόμενο μέσω ειδικής πούμας, την οποία χειρίζεται εκπαιδευμένος χειριστής από το ελικόπτερο. Πλεονεκτήματα της μεθόδου είναι ότι δεν απαιτείται να τεθεί εκτός λειτουργίας η γραμμή και παράλληλα είναι πολύ γρήγορη σε σχέση με την παλαιά μέθοδο η οποία απαιτούσε την αναρρίχηση τεχνίτη πάνω στον πυλώνα για τον σκοπό αυτό. Η πιθανότητα να εκδηλωθεί ηλεκτρικό τόξο προς το ελικόπτερο είναι υπαρκτή, όμως, δεν επιφέρει ηλεκτροπληξία στους επιβαίνοντες δεδομένου ότι το ελικόπτερο βρίσκεται στον αέρα και άρα είναι αγείωτο. Αυτό δεν σημαίνει ότι το ενδεχόμενο αυτό δεν ενέχει κάποιο κίνδυνο δεδομένου ότι, ένα ηλεκτρικό τόξο στο δίκτυο υψηλής τάσης συνεπάγεται μεγάλη έκλυση ενέργειας που συνοδεύεται από λάμψη και κρότο ικανά να οδηγήσουν τον πιλότο σε ξαφνική απώλεια ελέγχου και πτώση του ελικοπτέρου επί της γραμμής.

2. Πλύσιμο με επίγεια μέσα. Στους Υποσταθμούς υψηλής τάσης δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί το ελικόπτερο και ο καθαρισμός γίνεται με δέσμη νερού μέσω αντλίας υψηλής πίεσης αφού προηγουμένως έχουν τεθεί εκτός λειτουργίας οι αντίστοιχες εγκαταστάσεις. 

3. Συνθετικοί μονωτήρες. Οι μονωτήρες αυτοί κατασκευάζονται από πολυμερείς οργανικές ενώσεις με βάση την σιλικόνη. Το πλεονέκτημά τους έναντι των κλασσικών από πορσελάνη και γυαλί είναι ότι παρουσιάζουν ισχυρά υδρόφοβη εξωτερική επιφάνεια. Συνέπεια αυτού είναι ότι η υγρασία δεν σχηματίζει ενιαίο φίλμ νερού πάνω στην επιφάνεια του μονωτήρα αλλά διασκορπίζεται σε σταγόνες, διακόπτοντας με τον τρόπο αυτό το ρεύμα διαρροής. Οι συνθετικοί μονωτήρες έχουν άριστη συμπεριφορά απέναντι στη ρύπανση, τουλάχιστο στην πρώτη φάση της ζωής τους, όμως, μετά από κάποια χρόνια λειτουργίας, τα οργανικά υλικά από τα οποία είναι κατασκευασμένοι υπόκεινται σε γήρανση και χάνουν βαθμηδόν τις υδρόφοβες ιδιότητες τους. Στις νέες γραμμές υψηλής τάσης που κατασκευάζονται στην Κρήτη γίνεται χρήση των μονωτήρων αυτών οι οποίοι δεν χρειάζονται πλύσιμο. 




4. Ελαστομερείς σιλικονούχες επικαλύψεις. Τα υλικά αυτά στηρίζονται στην ίδια αρχή λειτουργίας με τους συνθετικούς μονωτήρες και χρησιμοποιούνται για την επικάλυψη (βάψιμο) των μονωτήρων πορσελάνης και γυαλιού. Στις εγκαταστάσεις υψηλής τάσης της Κρήτης έχει γίνει εκτεταμένη χρήση των υλικών αυτών και τα αποτελέσματα είναι εντυπωσιακά. Μόνο ο Υποσταθμός 150 000 Volt στα Λινοπεράματα περιλαμβάνει πάνω από 1200 μονωτήρες, στους οποίους έχει γίνει εφαρμογή της μεθόδου και δεν απαιτούνται πλέον οι εργασίες καθαρισμού. Το Σύστημα υψηλής τάσης της Κρήτης κατέχει το παγκόσμιο ρεκόρ της πιο ευρείας χρησιμοποίησης των σιλικονούχων επικαλύψεων και ελκύει τα βλέμματα των ειδικών από όλο τον κόσμο για την συμπεριφορά των νέων αυτών υλικών στη πράξη. Υπάρχουν αρκετές δημοσιεύσεις και εργασίες σε συνέδρια μέσω των οποίων προβάλλεται το έργο της ΔΕΗ και το νησί μας διεθνώς. Το θετικό αυτό αποτέλεσμα κρύβει πίσω του τεράστια προσπάθεια και συστηματική δουλειά ετών του τεχνικού μας προσωπικού.

Σιλικονούχο επίχρισμα που προσδίδει υδροαπωθητικές ιδιότητες στην επιφάνεια μονωτήρων πορσελάνης Υψηλής Τάσης. Εμποδίζει την απόθεση ρυπαντών όπως άλατα, σκόνη άνθρακα, σκόνη τσιμέντου, ιπτάμενη τέφρα στην επιφάνεια των μονωτήρων αποτρέποντας τις υπερπηδήσεις

Ένας από τους πλέον ειδικευμένους επιστήμονες στο θέμα ο κ. GUBANSKI, Καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Ουψάλας, στη Σουηδία, έκανε πριν λίγα χρόνια διακοπές στη Κρήτη και βλέποντας τις γραμμές 150 000 Volt δίπλα στη θάλασσα φρόντισε να έλθει σε επαφή μαζί μας για να πληροφορηθεί τον τρόπο που αντιμετωπίζουμε το ζήτημα. H επαφή αυτή απέβη πολύ χρήσιμη γιατί εκτός από τις σχέσεις φιλίας που δημιούργησε, έθεσε τις βάσεις για επιστημονική συνεργασία και αλληλοενημέρωση. 

Πέραν τούτων, έχει συναφθεί σύμβαση μεταξύ ΔΕΗ και Εργαστηρίου Υψηλών Τάσεων του Πανεπιστημίου Πατρών, στα πλαίσια της οποίας γίνεται διερεύνηση των διαφόρων πτυχών του προβλήματος (χρόνος ζωής των νέων υλικών, επέκταση των μεθόδων και σε άλλα δίκτυα της ΔΕΗ κλπ). Τέλος, έχει προχωρήσει η κατασκευή ανοικτού Σταθμού δοκιμών των μονωτήρων, ένα πρωτοποριακό έργο, όπου οι διάφοροι τύποι μονωτήρων και υλικών θα δοκιμάζονται και θα αξιολογούνται σε πραγματικές συνθήκες καταπόνησης. 

Η θάλασσα με το απέραντο γαλάζιο της προσελκύοντας κάθε χρόνο εκατομμύρια επισκέπτες στο τόπο μας, που κατακλύζουν τις ακτές της και παράλληλα αυξάνουν την κατανάλωση σε ηλεκτρική ενέργεια, είναι η ίδια που, ίσως, με μια αίσθηση ισορροπίας μάχεται τα δίκτυα ηλεκτρισμού που προσπαθούν να εξυπηρετήσουν όλο αυτό τον κόσμο.

* Κείμενο του Εμμανουήλ Θαλασσινάκη, είναι προϊστάμενος στη ΔΕΗ στον Τομέα Δικτύων Μεταφοράς Κρήτης-Ρόδου

πηγή:http://www.patris.gr/

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΕΣ ΟΡΓΑΝΩΝ ΤΑΣΗΣ ΚΑΙ ΕΝΤΑΣΗΣ ΣΤΗ ΜΕΣΗ ΤΑΣΗ

Μετασχηματιστές έντασης

Οι μετασχηματιστές έντασης (current transformers) αποτελούνται από ένα πρωτεύον και ένα ή περισσότερα (συνήθως δύο) δευτερεύοντα τυλίγματα. Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα, το πρωτεύον χαρακτηρίζεται με τα γράμματα Ρ1, Ρ2 και τα δευτερεύοντα με τα γράμματα S1, S2. Αν ο μετασχηματιστής διαθέτει περισσότερα του ενός δευτερεύοντα, τότε χρησιμοποιούμε τα γράμματα 1S1, 1S2, για το πρώτο, τα γράμματα 2S1, 2S2 για το δεύτερο κ.ο.κ..
Το ένα δευτερεύον τύλιγμα χρησιμοποιείται για την τροφοδότηση με ονομαστικό ρεύμα 5 Α (σπάνια 1 Α) των οργάνων μέτρησης όπως:

• Α-μετρα
• kW-μετρα (μετρητές ισχύος)
• kWh-μετρα (μετρητές ενέργειας)

Το άλλο δευτερεύον τύλιγμα χρησιμοποιείται γα την τροφοδότηση με ονομαστικό ρεύμα 5 Α (σπάνια των 1 Α) των ηλεκτρονόμων προστασίας, όπως:

• Ηλεκτρονόμος έντασης
• Ηλεκτρονόμος διαρροής προς γη
• Άλλοι τύποι ηλεκτρονόμων

Σύμβολα μετασχηματιστών έντασης
	Μονογραμμικό κατά IEC	Με ακροδέκτες κατά IEC
	Μονογραμμικό (παλαιό)	Με ακροδέκτες (παλαιό)

Σύνδεση μετασχηματιστών μέτρησης

Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε το λειτουργικό διάγραμμα (circuit diagram) ενός διακόπτη ισχύος με τρεις μετασχηματιστές έντασης. Σε κάθε φάση υπάρχει ένας μετασχηματιστής έντασης με δύο δευτερεύοντα τυλίγματα, ένα για τη μέτρηση και ένα για προστασία.
Τα τυλίγματα μέτρησης καταλήγουν μέσω της κλεμμοσειράς Χ1 στα όργανα μέτρησης που είναι, τρία Α-μετρα (ένα για κάθε φάση). Τα ίδια τυλίγματα τροφοδοτούν και άλλα όργανα μέτρησης όπως τα kW-μετρα, kWh-μετρα κ.ά..
Σημειώνουμε ότι τα όργανα που μετρούν ισχύ και ενέργεια χρειάζονται εκτός του ρεύματος της κάθε φάσης και την αντίστοιχη φασική τάση.
Τα τυλίγματα προστασίας καταλήγουν μέσω της κλεμμοσειράς Χ2 στον ηλεκτρονόμο προστασίας. Ο ηλεκτρονόμος ελέγχει συνεχώς την τιμή του ρεύματος σε κάθε φάση και, αν ξεπεράσει την τιμή που τον έχουμε ρυθμίσει για περισσότερο χρόνο από αυτό που επίσης έχουμε ρυθμίσει, τότε δίνει εντολή (trip) στο πηνίο ανοίγματος και ο διακόπτης ισχύος ανοίγει.

Λειτουργικό διάγραμμα μιας τυπικής κυψέλης με διακόπτη ισχύος και μετασχηματιστές έντασης για μέτρηση και προστασία

Αν το δευτερεύον του μετασχηματιστή έντασης μείνει ανοικτό, τότε στα άκρα του δημιουργείται επικίνδυνη υπέρταση. Οι κλεμμοσειρές Χ1, Χ2 που χρησιμοποιούμε για τη σύνδεση των μετασχηματιστών έντασης είναι ειδικές κλέμμες, που μας επιτρέπουν να βραχυκυκλώνουμε τα δευτερεύοντα τυλίγματα των μετασχηματιστών. Αυτό γίνεται όταν θέλουμε να απομονώσουμε τα όργανα μέτρησης / προστασίας για να τα ελέγξουμε ή να τα ρυθμίσουμε.

Πυρήνας μέτρησης και πυρήνας προστασίας, συντελεστές κορεσμού

Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε την τομή ενός μετασxηματιστή έντασης με δύο διαφορετικούς πυρήνες, ένα για μέτρηση και ένα για πρoστασία.
Ο πυρήνας για τη μέτρηση είναι κατασκευασμένος από ειδικό κράμα σιδήρου, ώστε να εμφανίζει όσο γίνεται μικρότερο συντελεστή κορεσμού (saturation factor), έτσι ώστε και με μικρές υπερεντάσεις στo πρωτεύον, το ρεύμα στo δευτερεύον περιορίζεται. Έτσι οι συσκευές μέτρησης δεν καταστρέφονται.
Για να το καταλάβουμε καλύτερα, χρησιμοποιούμε τις καμπύλες απόκρισης του μετασχηματιστή έντασης. Ο οριζόντιος άξονας είναι βαθμολογημένος με το λόγο Ι₁/Ι_1Ντου πρωτεύοντος, ενώ ο κάθετος άξονας είναι βαθμολογημένος με το λόγο Ι₂/Ι_2Ν του δευτερεύοντος. Οι καμπύλες απόκρισης μας δείχνουν τη συμπεριφορά του μετασχηματιστή σε συνθήκες υπερέντασης στo πρωτεύον.
Βλέπουμε ότι για το λόγο Ι₁/Ι_1Ν = 4 (δηλ. για ρεύμα πρωτεύοντος 4 φορές μεγαλύτερο από το ονομαστικό ρεύμα), ο λόγος Ι₂/Ι_2Ν γίνεται 3,6 αντί του αναμενόμενου 4, δηλαδή έχουμε ένα σφάλμα 4,0 - 3,6 = 0.4 Κάνοντας αναγωγή του σφάλματος 0,4 στην τιμή 4 το σφάλμα είναι 10%. Το σφάλμα αυτό μεγαλώνει όσο μεγαλώνει ο λόγος Ι₁/Ι_1Ν, με αποτέλεσμα το ρεύμα στο δευτερεύον να περιορίζεται και έτσι δεν καταστρέφονται οι συσκευές μέτρησης.
Ο πυρήνας για την προστασία είναι κατασκευασμένος από διαφορετικό κράμα σιδήρου, ώστε να εμφανίζει όσο γίνεται μεγαλύτερο συντελεστή κορεσμού (F_s > 10). Το ρεύμα του δευτερεύοντος αυξάνεται ανάλογα με το ρεύμα του πρωτεύοντος και περιορίζεται μόνο όταν τα ρεύματα είναι πολύ μεγάλα, π.χ. βραχυκύκλωμα. Έτσι ο ηλεκτρονόμος προστασίας παρακολουθεί σωστά το ρεύμα του δικτύου για να επέμβει, όταν χρειαστεί.

Τομή μετασχηματιστή έντασης με δύο πυρήνες

Χαρακτηριστικές κορεσμού των πυρήνων ενός μετασχηματιστή έντασης

Χαρακτηριστικά μεγέθη των μετασχηματιστών έντασης

Τα χαρακτηριστικά των μετασχηματιστών έντασης είναι:

• Ονομαστική τάση, π.χ. U_n = 20/24 KV
• Ονομαστική ισχύς ή φορτίο (rated burden), π.χ. S_n = 5, 10, 15, 30, 45, 60, 90 VA. Οι κατασκευαστές δίνουν το φορτίο σε συνδυασμό με την κλάση ακρίβειας.
• Κλάση ακρίβειας (cl) για το τύλιγμα μέτρησης είναι από 0.2 έως 3%, εφόσον το φορτίο σε VA, δεν υπερβαίνει το ονομαστικό.
• Κλάσεις ακρίβειας (class) για το τύλιγμα προστασίας είναι το % σφάλμα, το γράμμα Ρ και το πολλαπλάσιο του ονομαστικού ρεύματος που αντιστοιχεί το σφάλμα. Π.χ. 5Ρ15 σημαίνει σφάλμα 5% στο δεκαπενταπλάσιο του ονομαστικού.
• Ονομαστικό ρεύμα πρωτεύοντος Ι_1n = 5 έως 3000 Α.
• Ονομαστικό ρεύμα δευτερεύοντος I_2n = 25 Α ή 1 Α. Η τιμή του 1 Α προτιμάται όταν η απόσταση του μετασχηματιστή από τα όργανα μέτρησης / προστασίας είναι μεγάλη (L > 50m).
• Αντοχή σε ρεύμα βραχείας διάρκειας I_th σε kA. Είναι η ενεργός τιμή του ρεύματος που αντέχει ο μετασχηματιστής για χρόνο t = 1s. Συνήθως είναι 20 έως 60 φορές το ονομαστικό ρεύμα I_1n.

Μετασχηματιστής με ένα τύλιγμα στο πρωτεύον με δύο τυλίγματα στο δευτερεύον για μέτρηση και προστασία
Αντοχή σε ρεύμα βραχείας διαρκείας Ith (kA)
I1n	50	100	150	200
Ith	4	10	10	10
t (s)	1
μέτρηση 5 Α	7,5 VA – class 0,5
προστασία 5 Α	5 VA – 5P10

Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα, το σώμα των μετασχηματιστών έντασης είναι κατασκευασμένο από χυτορητίνη (cast-resin). Το πρωτεύον τύλιγμα αποτελείται συνήθως από μία ή δύο σπείρες χοντρού χάλκινου αγωγού, στις άκρες του οποίου, συγκολλούνται οι ακροδέκτες μέσης τάσης (Ρ1, Ρ2) που καταλήγουν σε σπειρώματα Μ12.
Το πρωτεύον τύλιγμα διέρχεται από τους πυρήνες μέτρησης και προστασίας, πάνω στους οποίους είναι τοποθετημένα τα δευτερεύοντα τυλίγματα.

Πραγματική μορφή
	Μετασχηματιστής έντασης	A-μετρο 96 x 96 mm κινητού σιδήρου
	Αφαιρετές κλίμακες Α-μετρου	Διαστάσεις σε mm

Μετασχηματιστές τάσης

Οι μετασχηματιστές τάσης (voltage transformers) αποτελούνται από ένα πρωτεύον και ένα ή δύο δευτερεύοντα τυλίγματα. Χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:

• Μονοπολικοί, οι οποίοι μετράνε την τάση μεταξύ μιας φάσης και της γης, δηλαδή τη φασική τάση. Το πρωτεύον τύλιγμα χαρακτηρίζεται με τα γράμματα Α, Ν και το δευτερεύον τύλιγμα με τα γράμματα a, n.
• Διπολικοί, οι οποίοι μετράνε την τάση μεταξύ δύο φάσεων, δηλαδή την πολική τάση. Το πρωτεύον τύλιγμα χαρακτηρίζεται με τα γράμματα Α, Β και το δευτερεύον τύλιγμα με τα γράμματα a, b.

Το ένα δευτερεύον τύλιγμα χρησιμοποιείται για την τροφοδότηση με ονομαστική τάση 100 V (ή 100 / √3 των οργάνων μέτρησης όπως:

• V-μετρα
• kW-μετρα (μετρητές ισχύος)
• kV Α-μετρα (μετρητές άεργου ισχύος)
• kWh- μετρα (μετρητές ενέργειας)
• κ.ά.

ή οργάνων προστασίας όπως:

• ηλεκτρονόμος υπέρτασης (over-voltage relays)
• ηλεκτρονόμος υπότασης (under-voltage relays)
• ηλεκτρονόμος σφάλματος προς γη
• κ.ά.

Σύμβολα μονοπολικού μετασχηματιστή τάσης
	μονογραμμικό κατά IEC	με ακροδέκτες κατά IEC	μονογραμμικό (παλαιό)	με ακροδέκτες (παλαιό)

Σύμβολα διπολικού μετασχηματιστή τάσης
	μονογραμμικό κατά IEC	με ακροδέκτες κατά IEC	μονογραμμικό (παλαιό)	με ακροδέκτες (παλαιό)

Σύνδεση μετασχηματιστών τάσης

Τα χαρακτηριστικά των μετασχηματιστών τάσης είναι: Ονομαστική τάση, π.χ. U_n = 20/24 kV Ονομαστική ισχύς ή φορτίο (ratedburden) π.χ. S_n=30 έως 300 VA. Οι κατασκευαστές δίνουν φορτίο σε συνδυασμό με την κλάση ακριβείας Κλάση ακριβείας (class), η οποία είναι από 0.2 έως 3%, εφόσον το φορτίο σε VA, δεν υπερβαίνει το ονομαστικό Ονομαστική τάση πρωτεύοντος U_1n = 20 kV για διπολικούς ή 20 / √3 για μονοπολικούς. Ονομαστική τάση δευτερεύοντος U_2n = 100 V για διπολικούς ή 100/ √3 για μονοπολικούς. Σπάνια συναντάμε την τιμή 110 V αντί των 100 V. Μέγιστη επιτρεπόμενη ισχύς S_max σε VA. Συνήθως είναι 10 φορές το S_n.

Διευκρινίζουμε ότι η ονομαστική ισχύς είναι η τάση 100 επί το ρεύμα στο δευτερεύον. Μπορεί να γίνει υπέρβαση της ονομαστικής S_n μέχρι S_max, π.χ. όταν ο μετασχηματιστής τροφοδοτεί φορτία και όχι μόνο όργανα αλλά η κλάση ακριβείας μεγαλώνει.
Για ένα τυπικό μετασχηματιστή τάσης 30 VA class 0.2 έχουμε:

S σε VA	30	50	100	250
Class	0.2	0.5	1.0	3.0

Μετασχηματιστές (Μονοπολικός) 50/60 Hz
ονομαστική τάση (kV)	24
τάση πρωτεύοντος (kV)	10 / √3	15-20 / √3	20 / √3
τάση δευτερεύοντος (V)	100 / √3
μέγιστη ισχύς (VA)	250	250	250
κλάση ακριβείας	0.5	0.5	0.5	0.5
ονομαστική ισχύς πρωτεύοντος για μονοπολικούς (VA)	30	30		30
ονομαστική ισχύς πρωτεύοντος για διπολικούς (VA)			30-50

Μετασχηματιστές (Διπολικός) 50/60 Hz
ονομαστική τάση (kV)	24
τάση πρωτεύοντος (kV)	10	15	20
τάση δευτερεύοντος (V)	100
μέγιστη ισχύς (VA)	500
κλάση ακριβείας	0.5
ονομαστική ισχύς πρωτεύοντος για μονοπολικούς (VA)	50

Όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα, το σώμα των μετασχηματιστών τάσης είναι κατασκευασμένο από χυτορητίνη (cast-resin). Εύκολα μπορούμε να διακρίνουμε αν ο μετασχηματιστής τάσης είναι μονοπολικός ή διπολικός. Συνήθως προτιμάμε τους διπολικούς μετασχηματιστές, διότι με δύο μόνο μετασχηματιστές μπορούμε να μετρήσουμε ένα τριφασικό σύστημα. Αν αντίθετα χρησιμοποιήσουμε μονοπολικούς μετασχηματιστές θα χρειαζόμαστε τρεις.

Μετασχηματιστές τάσης
	Μονοπολικός	Διπολικός

Χαρακτηριστικά μεγέθη των μετασχηματιστών τάσης

Στην παρακάτω εικόνα βλέπουμε το λειτουργικό διάγραμμα μιας κυψέλης μέτρησης με τρεις μονοφασικούς μετασχηματιστές τάσης. Το δευτερεύον τροφοδοτεί με ξεχωριστές γραμμές τα όργανα μέτρησης και τα όργανα προστασίας. Οι γραμμές ασφαλίζονται με μικροαυτόματους διακόπτες ή τηκτές ασφάλειες.

Λειτουργικό διάγραμμα κυψέλης μέτρησης

πηγή:ti-soft