Oosthoek encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 12-01-2019

Overspanning

betekenis & definitie

Overspanning, - toestand, waarin in een electrisch geleidingsnet een spanning optreedt, die hooger is dan de normale bedrijfsspanning. Dat de aanwezigheid dezer overspanningen niet zeer aangenaam is, zal duidelijk zijn, indien men bedenkt, dat de isolatie der electrische inrichtingen berekend is op de normale spanning.Belangrijke overspanningen gaan dan ook gepaard met het bezwijken der isolatie op de zwakste plaatsen, waardoor menigmaal bedrijfsstoringen ontstaan. In hoogspanningsluchtleidingen worden veelal de transformatoren het kind van de rekening, terwijl doorslag van isolatoren volstrekt niet tot de zeldzaamheden behoort. De oorzaken van deze overspanningen zijn in twee hoofdgroepen te verdeelen en wel tengevolge van atmospherische invloeden, tengevolge van plotselinge veranderingen in het electrische net.

a) Overspanningen tengevolge van atmospherische invloeden. Stelt men zich voor, dat een groote wolkpartij, welke wij sterk positief geladen veronderstellen, zich in de lucht beweegt en een hoogspanningslijn nadert. Daar deze luchtlijn als een geïsoleerde geleider te beschouwen is, zullen door influentie in dezen geleider in de nabijheid der wolk negatieve ladingen optreden, welke ladingen een spanning tengevolge hebben, welke niet afhankelijk is van de bedrijfsspanning en een veelvoud hiervan kan bedragen. Deze ladingen worden statische ladingen genoemd. Indien nu tengevolge van een vonkontlading (bliksem) de lading van de wolk zeer plotseling verdwijnt, moeten de ladingen langs de luchtleiding zich eveneens vereffenen. Hierdoor kunnen eveneens gevaarlijke overspanningen ontstaan. Heeft in de onmiddellijke nabijheid van een luchtleiding een atmospherische vonkontlading plaats, zoo wordt door den bij de ontlading optredenden electrischen stroom in de luchtleiding een spanning geïnduceerd, welke eveneens een aanleiding tot het ontstaan van isolatiefouten is. Voorts zal het duidelijk zijn, dat een directe bliksemslag, welke echter zeer weinig voorkomt, wel overspanningen van de ergste soort veroorzaakt.
b) Overspanningen tengevolge van veranderingen in den electrischen aanleg. Wanneer bij een in bedrijf zijnd electrisch net, een netgedeelte, dat aanvankelijk spanningloos was, wordt bijgeschakeld ten einde ook dit in bedrijf te brengen, of wanneer een in bedrijf zijnde transformator van het net wordt afgeschakeld, enz., worden plotseling alle electrische grootheden, als de electrische weerstand impedantie enz., gewijzigd. Kortom alle electrische schakelingen beteekenen inderdaad een wijziging van het electrische systeem. Dat deze plotselinge wijzigingen spanningsverhoogingen doen ontstaan, kan men zeer dikwijls constateeren. Een aardig voorbeeld, dat eenigszins analoog is met het uitschakelen van een kabel, welke een kortsluiting heeft, kan men aan de waterleiding waarnemen, wanneer men de geopende kraan plotseling sluit. De hier optredende overspanning manifesteert zich door een luiden slag in de buis ; deze kan somtijds zoo sterk zijn dat de waterleiding voor den druk bezwijkt. In kabelnetten is tengevolge van zijn ondergrondsche ligging van atmospherische overspanningen geen sprake. Hier doen zich dus alleen de onder b) genoemde overspanningen gelden.

Het spreekt wel van zelf, dat de technici naar middelen hebben gezocht, om de overspanningen te vermijden, te verminderen of wel de schade tengevolge van overspanningen tot een minimum terug te brengen. Talrijk zijn dan ook de ter markt gebrachte overspanningsbeveiligingen, welke met meer of minder succes worden toegepast. De meest bekende en tevens meest toegepaste is de hoornbliksemafleider, bestaande uit twee hoornvormig gebogen metalen stangen, welke op geringen afstand van elkaar zijn opgesteld en waarvan de eene hoorn is verbonden met de te beschermen leiding, terwijl de andere met de aarde verbonden is. Eveneens treft men ze aan, zoodanig, dat de beide hoornuiteinden aan de verschillende leidingen van een net zijn bevestigd. De hoornafstand wordt nu zóó ingesteld, dat de normale spanning geen ontlading kan teweegbrengen. Treedt evenwel een overspanning op, zoo wordt de luchtweg door een vonkontlading overbrugd en vereffent zich op deze wijze de overspanning.

Intusschen hebben deze overspanningsveiligheden groote moeilijkheden gegeven en zijn zelfs somtijds de aanleidende oorzaak voor overspanningen geweest. Vandaar dan ook, dat men meer en meer zijn toevlucht zoekt in een uitstekende isolatie van het electrisch net, welke zonder meer bestand is tegen belangrijke overspanningen. Zooals reeds gezegd, zijn de overspanningen tengevolge van atmospherische invloeden onafhankelijk van de bedrijfsspanning. Hieruit vloeit voort, dat een luchtnet voor zeer hooge spanning, zooals deze voor 159.000 Volt reeds in bedrijf zijn, in gunstiger conditie verkeeren, dan de netten voor lagere spanningen, zoodat deze veel minder schade lijden door overspanningen. Hiervan maakt men gebruik, door den veiligheidsfactor (d. i. de verhouding tusschen de spanning, waarbij doorslag optreedt en de normale bedrijfsspanning) lager te kiezen. Ook de storingen sub b) zijn bij een ultrahoogspanningsnet gunstiger, daar deze hoofdzakelijk van den stroom afhankelijk zijn en de stroomen bij zeer hooge spanning uit den aard der zaak niet groot zijn.