Sulaikytojų paskirtis. Aukštos įtampos iškrovikliai: tipai ir paskirtis Kur turėtų būti iškrovikliai

Sulaikytojų paskirtis. Aukštos įtampos iškrovikliai: tipai ir paskirtis Kur turėtų būti iškrovikliai

01.07.2023

Vožtuvų ribotuvų konstrukcija ir veikimo principas

Pagrindiniai elementai vožtuvo stabdiklis yra kibirkštinis tarpas ir netiesinis nuoseklus rezistorius, kurie nuosekliai sujungti tarp srovę nešančio laido ir įžeminimo lygiagrečiai apsaugotai izoliacijai.

Kai į iškroviklį įjungiamas žaibo viršįtampio įtampos impulsas, jo kibirkštinis tarpas prasiskverbia ir srovė teka per iškroviklį. Tokiu būdu iškroviklis pradedamas eksploatuoti. Įtampa, kuria išsiveržia kibirkšties tarpai, vadinama iškroviklio gedimo įtampa.

Sugedus kibirkšties tarpui, kibirkštinio tarpo, taigi ir izoliacijos, kurią ji apsaugo, įtampa sumažėja iki vertės, lygios impulsinės srovės I ir Ri sandaugai. Ši įtampa vadinama likusi įtampa Ubas. Jo reikšmė nelieka pastovi, bet kinta kartu su impulsinės srovės I dydžiu ir einančia per kibirkšties tarpą. Tačiau per visą iškroviklio veikimo laiką likusi įtampa neturėtų padidėti iki pavojingos apsaugotai izoliacijai vertės.

Ryžiai. 1. vožtuvų ribotuvų įjungimas. IP - kibirkšties tarpas, Rн - netiesinės serijos rezistoriaus varža, U - žaibo viršįtampio impulsas, I - saugomo objekto izoliacija.

Nustojus tekėti impulsinei srovei, pramoninio dažnio įtampos sukelta srovė toliau teka per iškroviklį. Ši srovė vadinama lydinčia srove. Kibirkštinio tarpo kibirkštiniai tarpai turi užtikrinti patikimą lydinčios srovės lanko gesinimą, kai ji pirmą kartą praeina per nulį.

Ryžiai. 2. Įtampos impulso forma prieš ir po vožtuvo ribotuvo suveikimo. t r yra iškroviklio reakcijos laikas (iškrovos laikas), I ir yra iškroviklio impulsinė srovė.

Vožtuvų ribotuvų gesinimo įtampa

Lanko gesinimo kibirkšties tarpu patikimumas priklauso nuo pramoninio dažnio įtampos dydžio kibirkšties tarpe tuo metu, kai gesinama lydinčioji srovė. Didžiausia įtampos vertė, kuriai esant iškroviklių kibirkšties tarpai patikimai nutraukia lydinčią srovę, vadinama aukščiausia leistina įtampa arba gesinimo įtampa Ugašas.

Vožtuvo tipo iškroviklio slopinimo įtampos dydį lemia elektros instaliacijos, kurioje jis veikia, darbo režimas. Kadangi žaibo metu vienu metu gali įvykti vienos fazės trumpasis jungimas į žemę ir vožtuvų išjungiklių veikimas kitose nepažeistose fazėse, šių fazių įtampa didėja. Vožtuvų ribotuvų slopinimo įtampa parenkama atsižvelgiant į tokius įtampos padidėjimus.

Iškrovikliams, veikiantiems tinkluose su izoliuota neutrale, gesinimo įtampa imama lygi U dujos = 1,1 x 1,73 x U f = 1,1 U n, kur U f – darbinės fazės įtampa.

Atsižvelgiama į galimybę nepažeistose fazėse padidinti įtampą iki tiesinės, kai viena fazė yra trumpai sujungta su žeme, ir dar 10% dėl vartotojo įtampos reguliavimo. Vadinasi, maksimali iškroviklio darbinė įtampa yra 110% vardinės linijos įtampos Unom.

Iškrovikliams, dirbantiems tinkluose su tvirtai įžeminta neutrale, gesinimo įtampa yra 1,4 U f, tai yra 0,8 tinklo vardinės linijos įtampos: U ex = 1,4 U f = 0,8 U nom. Todėl tokie iškrovikliai kartais vadinami 80% iškrovikliais.

Vožtuvų tarpų kibirkštiniai tarpai

Vožtuvų tarpų kibirkštiniai tarpai turi atitikti šiuos reikalavimus: turėti stabilią gedimo įtampą su minimaliais svyravimais, turėti plokščią voltų sekundės charakteristiką, nekeisti jų gedimo įtampos po pakartotinių operacijų, užgesinti lydinčios srovės lanką, kai jis pirmą kartą praeina. per nulį. Šiuos reikalavimus atitinka keli kibirkštiniai tarpai, kurie surenkami iš pavienių kibirkštinių tarpų su mažais oro tarpais. Pavieniai kibirkštiniai tarpai jungiami nuosekliai ir kiekvienas jų esant didžiausiai leistinai įtampai sudaro apie 2 kV.

Lanko padalijimas į trumpus lankus pavieniuose kibirkščių tarpeliuose padidina vožtuvo tipo iškroviklio lanko slopinimo savybes, o tai paaiškinama intensyviu lanko aušinimu ir dideliu įtampos kritimu prie kiekvieno elektrodo (katodo įtampos kritimo efektas).

Vožtuvo tarpo kibirkštinių tarpų skilimo įtampa, veikiama atmosferos viršįtampių, nustatoma pagal jos voltų sekundės charakteristiką, t.y., iškrovos laiko priklausomybę nuo viršįtampio impulso amplitudės. Iškrovos laikas yra laikas nuo viršįtampio impulso smūgio pradžios iki iškroviklio kibirkštinio tarpo sugedimo.

Kad izoliacija būtų veiksmingai apsaugota, jos voltų sekundės charakteristika turi būti didesnė už iškroviklio voltų sekundės charakteristiką. Volt-sekundės charakteristikų poslinkis yra būtinas siekiant išlaikyti apsaugos patikimumą atsitiktinai susilpnėjus izoliacijai eksploatacijoje, taip pat dėl ​​iškrovos įtampų sklaidos zonų tiek pačiame iškroviklyje, tiek apsaugotame. izoliacija.

Kibirkštinio tarpo voltų sekundės charakteristika turi būti plokščia. Jei jis kietas, kaip parodyta Fig. 3 punktyrine linija, tai lems, kad kibirkšties tarpas praras savo universalumą, nes kiekvienam įrangos tipui, turinčiam individualią voltų sekundės charakteristiką, reikės savo specialaus kibirkštinio tarpo.

Ryžiai. 3. Vožtuvinių iškroviklių ir jų saugomos izoliacijos voltų sekundės charakteristikos.

Netiesinės serijos rezistorius. Jai keliami du priešingi reikalavimai: tuo momentu, kai per jį praeina žaibo srovė, jo varža turi sumažėti; kai per jį praeina lydinčioji pramoninio dažnio srovė, ji, priešingai, turėtų padidėti. Atitinka šiuos reikalavimus atsparumas karborundui, kuri kinta priklausomai nuo jai taikomos įtampos: kuo didesnė įtampa, tuo mažesnė jos varža ir atvirkščiai, kuo mažesnė, tuo didesnė jos varža.

Be to, nuosekliai sujungta karborundo varža, būdama aktyvioji varža, sumažina fazių poslinkį tarp lydinčios srovės ir įtampos, o kai jie vienu metu pereina per nulį, palengvinamas lanko užgesimas.

Didėjant įtampai, barjerinių sluoksnių varžos vertė mažėja, o tai užtikrina didelių srovių praėjimą esant santykinai nedideliems įtampos kritimams.

HTML iškarpinė Įtampos priklausomybė nuo kibirkštinio tarpo nuo per jį einančios srovės dydžio (voltų-amperų charakteristika) apytiksliai išreiškiama lygtimi:

U=C Iα,

čia U – vožtuvo tarpo netiesinio rezistoriaus varžos įtampa, I – srovė, einanti per netiesinį rezistorių, C – konstanta, skaitiniu požiūriu lygi varžai esant 1 A srovei, α – vožtuvo koeficientas.

Kuo mažesnis koeficientas α, tuo mažiau kinta netiesinio rezistoriaus įtampa, kai kinta per jį einanti srovė, ir tuo mažesnė lieka įtampa vožtuvo tarpelyje.

Likusių įtampų vertės, pateiktos vožtuvo ribotuvo duomenų lape, pateiktos normalizuotoms impulsų srovėms. Šių srovių dydžiai svyruoja nuo 3000 iki 10000 A.

Kiekvienas srovės impulsas serijiniame rezistoriuje palieka sunaikinimo pėdsaką - suyra atskirų karborundo grūdelių barjerinis sluoksnis. Pasikartojantis srovės impulsų perdavimas visiškai sugenda rezistorius ir sunaikina kibirkšties tarpą. Visiškas rezistoriaus gedimas įvyksta greičiau, tuo didesnė srovės impulso amplitudė ir ilgis. Todėl vožtuvo ribotuvo pralaidumas yra ribotas. Vertinant vožtuvo tipo ribotuvų galingumą, atsižvelgiama tiek į serijinių rezistorių, tiek į kibirkščių tarpų talpą.

Rezistoriai turi nepažeisti 20 srovės impulsų, kurių trukmė 20/40 μs, kurių amplitudė priklauso nuo iškroviklio tipo. Pavyzdžiui, RVP ir RVO tipų iškrovikliams, kurių įtampa 3 - 35 kV, srovės amplitudė yra 5000 A, RVS tipo, kurios įtampa 16 - 220 kV - 10 000 A, o RVM ir RVMG tipų su 3 - 500 kV - 10 000 A įtampa.

Norint padidinti vožtuvo tipo iškroviklio apsaugines savybes, būtina sumažinti likusią įtampą, kurią galima pasiekti sumažinus serijinio netiesinio rezistoriaus vožtuvo koeficientą α, tuo pačiu padidinant kibirkštinio tarpo lanko gesinimo savybes.

Padidinus kibirkščių tarpų lanko gesinimo savybes, galima padidinti jų pertraukiamą lydinčią srovę, todėl galima sumažinti serijinio rezistoriaus varžą. Šiuo metu vožtuvo tipo ribotuvų techninis tobulinimas vyksta būtent šiais keliais.

Reikėtų pažymėti, kad Vožtuvo sustabdymo grandinėje įžeminimo įtaisas yra svarbus. Jei nėra įžeminimo, iškroviklis negali veikti.

Vožtuvo iškroviklio ir jo saugomos įrangos įžeminimo jungtys yra sujungtos. Tais atvejais, kai dėl kokių nors priežasčių vožtuvo iškroviklis yra atskirtas nuo saugomos įrangos, jo vertė standartizuojama priklausomai nuo įrangos izoliacijos lygio.

Iškroviklių montavimas

Po kruopštaus patikrinimo iškrovikliai montuojami ant laikančiųjų konstrukcijų, sulygiuoti su lygiu ir slydimu, prireikus po pagrindu dedami lakštinio plieno gabalai ir pritvirtinami prie atramų naudojant spaustuką su varžtais.

Iškrovikliai yra apsauginiai įtaisai. Jie skirti apsaugoti elektros įrenginių izoliaciją nuo viršįtampių. Elektros instaliacijos skirstomuosiuose įrenginiuose naudojami vožtuvo tipo iškrovikliai, o elektros linijose - vamzdiniai.
Vožtuvų iškrovikliai susideda iš kibirkščių tarpų, nuosekliai sujungtų su veikiančiu rezistoriumi, turinčiu netiesinę srovės įtampos charakteristiką. Kai kuriuose kibirkštiniuose tarpuose šunto rezistoriai yra prijungti lygiagrečiai kibirkšties tarpams, kad įtampa tarp jų būtų tolygiai paskirstyta.
Iškroviklių simboliuose raidės reiškia: P - stabdiklis; V - vožtuvas, P - pastotė (poliarizuota nuolatinės srovės iškrovikliams); S - stotis; M - su magnetiniu sprogimu; O - lengvas dizainas; U - vienpolis; K – apriboti perjungimo viršįtampius. Skaičiai, esantys po pavadinimo raidžių, rodo iškroviklio įtampą.
Iškrovikliai pasižymi daugybe parametrų.
Iškroviklio įtampos klasė yra tinklo, kuriame skirtas iškroviklis, įtampos nominali vertė.
Didžiausia leistina iškroviklio įtampa – tai gamintojo garantuojama aukščiausios įtampos efektyvioji vertė, kuriai esant iškroviklis patikimai užgesina lanką.
Kibirkštinio tarpo gedimo įtampa yra didžiausia palaipsniui didėjančios įtampos vertė kibirkštinio tarpo gedimo momentu.
Kibirkštinio tarpo impulsų pertraukimo įtampa yra didžiausia impulsinės įtampos vertė kibirkštinio tarpo trūkimo momentu, esant tam tikram išankstinio iškrovimo laiko vertei. Iškrovimo laikas - laikas nuo impulsinės įtampos padidėjimo pradžios iki kibirkštinio tarpo gedimo momento.
Kibirkštinio tarpo vardinė iškrovimo srovė yra impulsinės srovės, kuri praeina per kibirkšties tarpą po jo gedimo, amplitudės vertė.
Kibirkštinio tarpo, kurio kibirkštiniai tarpai yra šuntuojami rezistoriais, laidumo srovė yra srovė, einanti per tarpą, kai jai taikoma tam tikros vertės nuolatinės srovės įtampa. Iškrovikliuose, kuriuose nėra šunto rezistorių, išmatuota srovė vadinama nuotėkio srove.
Kintamosios srovės vožtuvų ribotuvai yra pagrindinė priemonė ribojant ir apsaugoti nuo viršįtampių.
RVP-6 iškroviklis parodytas Fig. 1. Jį sudaro keli kibirkštiniai tarpai 12 ir nuosekliai sujungti netiesiniai villitiniai rezistoriai b, patalpinti į porcelianinį korpusą 7 ir suspausti spiraline spyruokle 3. Daugiabutis kibirkštinio tarpo blokas apima kelis nuosekliai sujungtus pavienius kibirkštinius tarpus, įdėtus į popierinį baxlite cilindras 4. Vienas kibirkštinis tarpas tarpas susideda iš dviejų formų žalvarinių elektrodų, priklijuotų prie izoliuojančio mekanito arba elektrokartoninio tarpiklio. Netiesinis serijinis rezistorius yra sudarytas iš vilitų (karborundo ir skysto stiklo mišinio), kurie turi vožtuvo savybes, tai yra, karborundo varža kinta priklausomai nuo jam taikomos įtampos: kuo didesnė įtampa, tuo mažesnė jo varža, ir atvirkščiai. Kibirkštinio tarpų skaičius bloke ir viltinių diskų skaičius kolonoje priklauso nuo kibirkštinio tarpo vardinės įtampos vertės. Plokštumos, su kuriomis liečiasi diskai, yra metalizuotos aliuminiu, kad būtų geresnis kontaktas, o vilitinių diskų šoniniai paviršiai padengti izoliacine danga, kad užblokuotų nuotėkio srovių kelią. Kad vilit diskai nepasislinktų, dedamos veltinio arba veltinio tarpinės 5. Vilitas nėra atsparus drėgmei, o sudrėkęs jo vožtuvų savybės pablogėja. Todėl iškroviklis sandarinamas sandarikliu 2, pagamintu iš ozonui atsparios gumos, o iš viršaus uždaromas metaliniu dangteliu 13. Iškroviklis jungiamas prie laikančiosios konstrukcijos spaustuku 11, prie srovę vedančių laidų – varžtu 1, o prie įžeminimo kaiščiu 9. Taigi iškroviklis yra prijungtas tarp elektros instaliacijos fazės ir įžeminimo kilpos lygiagrečiai apsaugotai izoliacijai.

Ryžiai. 1. RVP-6 tipo iškroviklis
Įprasto veikimo metu kibirkštiniai tarpai užtikrina izoliaciją tarp fazės ir žemės. Kai tik atsiranda elektros instaliacijos izoliacijai pavojingas viršįtampis, įvyksta kibirkščių tarpų gedimas, dėl kurio tinklas per vilitinius diskus prijungiamas prie žemės. Šiuo momentu vilitiniams diskams yra taikoma maksimali įtampa, todėl jų varža bus mažiausia, o įžeminimo srovė – didžiausia. Dėl iškrovimo į žemę tinkle mažėja įtampa, didėja vilito diskų varža. Kintamosios srovės lankas užgęsta, kai praeina per nulį, ir vėl atsistato. Kai kibirkštinio tarpo įtampa yra nepakankama, kad būtų išlaikytas lankas ties kibirkšties tarpais, pirmą kartą, kai srovė praeina per nulį, jos tekėjimas per kibirkšties tarpą sustoja.
Modernizuotas RVP iškroviklis su sumažintu kibirkšties tarpų skersmeniu ir mažesnių matmenų bei svorio vilitiniais diskais gaminamas pavadinimu RVO (lengvas vožtuvo ribotuvas).


2. RVS tipo iškroviklis
RVS vožtuvo iškroviklis (stoties vožtuvo ribotuvas) gaminamas penkių standartinių elementų pavidalu: RVS-15, RVS-20, RVS-30, RVS-33 ir RVS-35. Šie elementai naudojami surinkti iki 220 kV įtampos iškroviklius. Jie montuojami vienas ant kito ir jungiami nuosekliai. Fig. 2 paveiksle pavaizduotas RVS elementas, susidedantis iš porcelianinio korpuso 1, kurio viduje yra vilitiniai diskai 2 ir kibirkštinių tarpų rinkiniai 4, susidedantys iš kelių pavienių kibirkšties tarpų 3. Kiekvienas rinkinys yra įdėtas į porcelianinį cilindrą 5. Visi kibirkštiniai tarpai ir vilitas diskai suspaudžiami spiralinėmis spyruoklėmis 6. Porcelianinis korpusas iš galų pusių uždaromas dangteliais, po kuriais klojama sandarinimo guma 7. Porcelianinis korpusas sutvirtintas flanšais 8, kuriais tvirtinamas fiksatorius prie laikančiosios konstrukcijos, kaip taip pat prijungimui prie šynų ar laidų. Kibirkštinio tarpo rinkiniai yra šuntuojami pasagos formos rezistoriais 9, skirti tolygiai paskirstyti įtampą tarp jų.
Fig. 3 paveiksle parodytas kibirkštinių tarpų rinkinys, susidedantis iš keturių pavienių kibirkščių tarpų. Kiekviename kibirkšties tarpelyje yra du žalvariniai elektrodai 4, atskirti mikanito tarpikliu. Kibirkšties tarpai dedami į porcelianinį cilindrą 3, iš viršaus ir iš apačios uždarytą žalvariniais gaubteliais 1. Pastarieji sujungti su pasagos formos šuntiniais rezistoriais 2, pagamintais karbicido pagrindu.

Ryžiai. 3. Iškroviklio kibirkščių tarpų rinkinys

Ryžiai. 4. RVM tipo iškroviklio kibirkščių tarpų blokas
35-500 kV įtampai buvo naudojami RVM tipo magnetiniai vožtuvų iškrovikliai. Nuo kitų tipų iškroviklių jie skiriasi tuo, kad yra magnetinių kibirkščių tarpų blokai (4 pav.). Tokie standartiniai kibirkštinių tarpų blokai, papildyti diskiniais vilit rezistoriais, gaminami 35 kV įtampai. Magnetinių kibirkštinių tarpų blokas susideda iš pavienių kibirkštinių tarpų 2, atskirtų vienas nuo kito žiediniais magnetais 3. Vieną kibirkšties tarpą sudaro du koncentriškai išdėstyti variniai elektrodai 6 ir 8, tarp kurių suformuotas žiedinis plyšys 7 Plyšyje atsirandantis lankas, veikiamas nuolatinių magnetų, sukasi dideliu greičiu, o tai prisideda prie greito jo užgesimo.. Porcelianinio dangtelio 1 viduje, uždarytame plieniniais dangteliais 5, įdedamas nuolatinių magnetų rinkinys ir pavieniai kibirkštiniai tarpai. o variniai elektrodai yra tvirtai suspausti plienine spyruokle 4.

Sulaikytojai– naudojami apriboti atsirandančius viršįtampius, kad būtų lengviau izoliuoti įrangą. Atsirandantys viršįtampiai skirstomi į dvi grupes: vidinį (perjungimo) ir atmosferinį.

Pirmieji atsiranda perjungiant elektros grandines (induktorius, kondensatorius, ilgas linijas), lanko gedimus į žemę ir kitus procesus. Pastarieji atsiranda veikiant atmosferos elektrai. Maksimalios impulsinės įtampos priklausomybė nuo iškrovos laiko vadinama voltų sekundės charakteristika. Pagrindinis kibirkštinio tarpo elementas yra kibirkšties tarpas. voltas-sekundis ha-

Šio tarpo charakteristika (1 kreivė pav.) turi būti žemiau saugomos įrangos voltų sekundės charakteristikų (kreivė). 2). Atsiradus viršįtampai, tarpas turi prasibrauti prieš izoliuojant apsaugotą įrangą. Po gedimo linija įžeminama per iškroviklio varžą. Šiuo atveju įtampą linijoje lemia srovė I, einanti per iškroviklį, iškroviklio varžos ir įžeminimas. Kuo mažesnės šios varžos, tuo efektyviau ribojami viršįtampiai, t.y., tuo didesnis skirtumas tarp galimo (kreivės) 4) ir ribotas viršįtampio ribotuvas (3 kreivė). Įtampa per kibirkšties tarpą, kai teka tam tikros vertės ir formos srovės impulsas, vadinama likusiąja įtampa. Kuo ši įtampa mažesnė, tuo geresnė iškroviklio kokybė.

Vamzdinis tarpas – tai kibirkštinis tarpas, papildytas priverstinio lanko gesinimo įtaisu, vamzdelio pavidalo iš dujas generuojančios medžiagos (pluošto, vinilo plastiko), t.y. Lydimasis trumpojo jungimo srovės lankas išjungiamas dėl intensyvaus dujų išmetimo iš vamzdžio esant padidintai degimo temperatūrai.

1 vamzdelis, 2 strypų elektrodas, 3 žiedų elektrodas, 4 įžemintas elektrodas, kur yra buferinis tūris5, kuriame kaupiama suslėgtų dujų potencinė energija. Kai srovė praeina per nulį, iš buferio tūrio susidaro dujų sprogimas, kuris prisideda prie efektyvaus lanko gesinimo. S 1, S 2 – kibirkščių tarpai. Ypatingas TR trūkumas yra išmetimo zonos buvimas, kuris yra pavojingas įrangai ir eksploatuojančiam personalui. TR tarpą sudaro strypiniai elektrodai, turintys stačią voltų sekundę charakteristiką dėl didelio elektrinio lauko nehomogeniškumo. Šiuo atžvilgiu TR naudojamas: privažiavimams prie p/st apsaugoti; mažos galios įrenginių apsauga p/st 3-10 kV; Kintamosios srovės tinklo apsauginis kontaktas.

Vožtuvų ribotuvai. Pagrindiniai elementai yra vilitiniai žiedai, kibirkštiniai tarpai ir darbiniai rezistoriai. Šie elementai yra porceliano korpuso viduje , kurios galuose turi specialius flanšus iškrovikliui tvirtinti ir sujungti. Iškroviklio korpuso galai sandarinami naudojant plokštes ir sandarinimo guminius tarpiklius. Kai pasirodo overU, nuosekliai sujungti kibirkščių tarpų blokai prasiskverbia. Srovės impulsas yra prijungtas prie žemės per darbo rezistorius. Gaunamą lydimąją srovę riboja veikiantys rezistoriai, kurie sudaro sąlygas užgesinti lydintį srovės lanką. Šių rezistorių R yra didelis Uwork ir smarkiai sumažėja U. Vilitas, kurio netiesiškumo koeficientas yra 0,1-0,2, naudojamas kaip medžiaga netiesiniams rezistorių gamybai. Darbiniai rezistoriai gaminami diskų pavidalu. Pavieniai kibirkštiniai tarpai yra sujungti, kad pagerintų lanko gesinimo sąlygas. Elektrodų forma užtikrina vienodą elektrinį lauką, kuris leidžia gauti plokščią voltų sekundės charakteristiką. Sunku susidaryti įkrovą uždarame kibirkštinio tarpo tūryje esant trumpam srovės impulso trukmei. Siekiant palengvinti kibirkštinio tarpo jonizaciją, tarp elektrodų įdedama mikanito tarpinė.


Iškrovikliai - juose naudojami didelio netiesiškumo (0,04) rezistoriai, kurių pagrindą sudaro cinko oksidas (110-500 kV). Šie rezistoriai leidžia apriboti perjungimo įtampą (1,65-1,8) Uph, o žaibą - (2,2-2,4) Uph. Viršįtampių ribotuvo konstrukcija atliekama nuosekliu arba lygiagrečiu varžos diskų rinkiniu, o Udirbant tarp vienos lygiagrečios rezistorių kolonos teka n*0,01 mA srovė, t.y. Nereikia kibirkštinio tarpo. Lydima srovė, tekanti po įrenginio suveikimo, yra maža (miliamperai), kaip ir rezistorių išleidžiama galia yra maža. Tai leidžia išvengti kelių kibirkščių tarpų nuoseklaus prijungimo ir leidžia tiesiogiai prijungti iškroviklį prie saugomos įrangos, o tai žymiai padidina veikimo patikimumą.

28.09.2015


Įrenginys, išvaizda


Nepriklausomai nuo tipo, iškrovikliai turi turėti kibirkščių tarpus, taip pat rezistorius: darbinius ir manevrinius. Tada konstrukcija dedama į porcelianinį korpusą ir uždaroma prie visų flanšų naudojant armuojančius tirpalus. Būtent tokius matome pastotėse ir skirstyklose.


Naudojami drėgmei atsparūs dažai ir emalis, kurie dedami ant armatūros viršaus. Iškrovikliai skiriasi klasės įtampa, nuo kurios priklauso mikanito poveržlių skaičius (iš jų daromi kibirkštiniai tarpai), taip pat jų santykis su veikiančio rezistoriaus varža.


Veikiant skirstomiesiems įrenginiams, kai įtampa padidėja iki gedimo įtampos, darbinio rezistoriaus varža, priešingai, krenta, o tai rodo jo netiesiškumą.

Vilitic (rečiau tervitiniai) diskai naudojami kaip darbo rezistoriaus pagrindas. Jie išsiskiria tokia savybe kaip higroskopiškumas, o tai paaiškina būtinybę hermetiškai užsandarinti iškroviklio korpusą ir jungiamąsias jungtis.



Pagrindinės stabdžių rūšys

  • RVN, RVO, RVE, RVP ir RVS iškrovikliai naudojami išskirtinai skirstomiesiems įrenginiams ir kitai aukštos įtampos įrangai apsaugoti nuo gedimų perkūnijos metu. Pastarieji turi trumpesnę impulsų trukmę, palyginti su perjungiamaisiais, o tai svarbu tokio tipo įrenginiams, nes jų galimybes riboja galimybė užgesinti lanką kibirkšties tarpais. Visi laidai išeina iš tokių iškroviklių konstrukcijos: konstrukcija susideda iš kibirkščių tarpų ir darbinio pasipriešinimo, sujungtų vienas po kito.
  • RVRD, RVMG ir RVM: šie bet kokio skirstomojo įrenginio iškrovikliai gali užgesinti lanką. Galimybė pasiekiama dėl nuolatinių magnetų veikiančio magnetinio lauko: kibirkšties tarpelyje lankas išsitempia ir išnyksta. Šių tipų įrenginiai gali ne tik apsaugoti skirstomuosius įrenginius ar kitą aukštos įtampos įrangą nuo žalingo žaibo išlydžių poveikio, bet ir nuo trumpalaikių perjungimo viršįtampių.
  • RVMK iškrovikliai bus geriausia apsauga nuo perjungimo viršįtampių, jų konstrukcijoje yra šie moduliai:
    • kibirkštis, susidedanti tik iš kibirkšties tarpų,
    • vožtuvas, kurį vaizduoja tik rezistoriai,
    • pagrindinis, kuriame yra ir darbiniai rezistoriai, ir kibirkštiniai tarpai.
Yra RVMK 750 (1150) iškroviklis, kuris taip pat yra modulinis: visuose moduliuose yra kondensatoriai, šuntavimo rezistorių blokas, perjungimo ir žaibo dalys.

Iškroviklių konstrukcija ir veikimo principas

1.Bendra informacija

Vamzdiniai iškrovikliai

Vožtuvų ribotuvai

Nuolatinės srovės iškrovikliai

Viršįtampių slopintuvai

Ilgi kibirkščių tarpai

1.Bendra informacija

Eksploatuojant elektros įrenginius, atsiranda įtampos, kurios gali žymiai viršyti vardines vertes (viršįtampius). Šie viršįtampiai gali pralaužti įrangos komponentų elektros izoliaciją ir sugadinti instaliaciją. Kad elektros izoliacija nesuirtų, ji turi atlaikyti šiuos viršįtampius, tačiau bendri įrangos matmenys yra pernelyg dideli, nes viršįtampiai gali būti 6-8 kartus didesni už vardinę įtampą. Siekiant palengvinti izoliaciją, atsirandantys viršįtampiai ribojami naudojant iškroviklius ir įrangos izoliacija parenkama pagal šią ribotą viršįtampio reikšmę. Atsirandantys viršįtampiai skirstomi į dvi grupes: vidinį (perjungimo) ir atmosferinį. Pirmieji atsiranda perjungiant elektros grandines (induktorius, kondensatorius, ilgas linijas), lanko gedimus į žemę ir kitus procesus. Jiems būdingas santykinai žemas taikomos įtampos dažnis (iki 1000 Hz) ir veikimo trukmė iki 1 s. Pastarosios atsiranda veikiant atmosferos elektrai, turi impulsinį taikomų įtampų pobūdį ir trumpą trukmę (dešimtis mikrosekundžių). Izoliacijos elektrinis stiprumas impulsų metu priklauso nuo impulso formos ir jo amplitudės. Maksimalios impulsinės įtampos priklausomybė nuo iškrovos laiko vadinama voltų sekundės charakteristika. Izoliacijai su netolygiu elektriniu lauku būdinga smarkiai krentanti voltų sekundės charakteristika. Esant vienodam laukui, voltų sekundės charakteristika yra plokščia ir eina beveik lygiagrečiai laiko ašiai.

1 pav. Iškroviklio ir saugomos įrangos charakteristikų derinimas

viršįtampio ribotuvų elektros instaliacija

Pagrindinis kibirkštinio tarpo elementas yra kibirkšties tarpas. Šio tarpo voltų sekundės charakteristika (1 pav. 1 kreivė) turi būti žemiau saugomos įrangos voltų sekundės charakteristikų (2 kreivė). Atsiradus viršįtampai, tarpas turi prasibrauti prieš izoliuojant apsaugotą įrangą. Po gedimo linija įžeminama per iškroviklio varžą. Šiuo atveju linijos įtampą lemia srovė I, einanti per kibirkšties tarpą, kibirkšties tarpas ir įžeminimo varža Rз. Kuo šios varžos mažesnės, tuo efektyviau ribojami viršįtampiai, t.y. skirtumas tarp galimos (4 kreivė) ir iškroviklio ribojamosios viršįtampio (kreivė 3) yra didesnis. Gedimo metu srovės impulsas teka per kibirkšties tarpą.

Įtampa per kibirkšties tarpą, kai teka tam tikros vertės ir formos srovės impulsas, vadinama likusiąja įtampa. Kuo ši įtampa mažesnė, tuo geresnė iškroviklio kokybė. Praleidus srovės impulsą, kibirkšties tarpas jonizuojasi ir yra lengvai pralaužiamas vardinės fazės įtampos. Įvyksta trumpasis jungimas su žeme, kai per kibirkšties tarpą teka pramoninio dažnio srovė, kuri vadinama lydinčia. Lydinčioji srovė gali svyruoti plačiose ribose. Kad įranga nebūtų išjungta nuo relinės apsaugos, šią srovę iškroviklis turi išjungti per trumpiausią įmanomą laiką (apie pusę pramoninio dažnio ciklo).

Sulaikytojams taikomi šie reikalavimai.

Iškroviklio voltų sekundės charakteristika turi būti mažesnė nei saugomo objekto charakteristika ir turi būti plokščia.

Kibirkštinio tarpo kibirkštinis tarpas turi turėti tam tikrą garantuotą elektrinį stiprumą pramoniniu dažniu (50 Hz) ir impulsų metu.

Likusi iškroviklio įtampa, kuri apibūdina jo ribinę galią, neturėtų pasiekti verčių, pavojingų įrangos izoliacijai.

50 Hz sekanti srovė turi būti išjungta per trumpiausią laiką.

Iškroviklis turi leisti atlikti daugybę operacijų be patikrinimo ir remonto.

2 pav. Sulaikytojų paskyrimas

Rusijos elektros grandinių schemose iškrovikliai žymimi pagal GOST 2.727-68.

Bendras sulaikytojo pavadinimas

Vamzdinis iškroviklis

Vožtuvas ir magnetinis vožtuvas

Pramonė gamina RN, RVN, RNA, RVO, RVS, RVT, RVMG, RVRD, RVM, RVMA, RMVU ir vamzdinių serijų vožtuvų ribotuvus.

RN - žemos įtampos iškroviklis, skirtas apsaugoti 0,5 kV įtampos elektros įrenginių izoliaciją nuo atmosferos viršįtampių.

RVN iškroviklis yra vožtuvo tipo, skirtas apsaugoti elektros įrenginių izoliaciją nuo atmosferinių viršįtampių.

RNR iškroviklis skirtas apsaugoti transformatorių aukštos įtampos įvorių izoliacijos stebėjimo įrenginius.

RVRD iškroviklis yra vožtuvo tipo su tempimo lanku, skirtas apsaugoti elektros mašinų izoliaciją nuo atmosferinių ir trumpalaikių vidinių viršįtampių.

RMVU iškroviklis yra vožtuvo tipo, magnetinis, vienpolis, skirtas traukos elektros įrenginių izoliacijos apsaugai nuo viršįtampių nuolatinės srovės įrenginiuose.

Iškroviklis RA - serija A, skirtas apsaugoti nuo viršįtampių didelių sinchroninių mašinų (turbinų generatorių, hidrogeneratorių ir kompensatorių), kurių vardinė žadinimo srovė yra iki 3000 A, žadinimo apvijas.

RVO iškroviklis - vožtuvo tipo lengvos konstrukcijos; iškroviklis RVS - vožtuvų stotis; iškroviklis RVT - vožtuvo tipo, srovės ribojimo; PC - vožtuvų iškroviklis, skirtas apsaugoti žemės ūkio paskirties elektros įrenginius; RVM, RVMG, RVMA, RVMK serijos iškrovikliai - vožtuvo tipo su magnetinio lanko užgesimu, modifikacijos G ir A, kombinuoti, skirti apsaugoti nuo atmosferinių ir trumpalaikių vidinių viršįtampių (neviršijant iškroviklių pajėgumų) įrangos izoliacija elektrinės ir kintamosios srovės pastotės, kurių vardinė įtampa 15 -500 kV.

Vamzdiniai iškrovikliai RTV ir RTF - vinilo plastiko arba pluošto bakelitas, skirti apsaugoti elektros linijų izoliaciją nuo atmosferinių viršįtampių ir su kitomis apsaugos priemonėmis apsaugoti stočių ir pastočių elektros įrenginių, kurių įtampa 3, 6, 10, 35, izoliaciją, 110 kV.

Vamzdiniai iškrovikliai

3 pav. Vamzdinis iškroviklis

Įprasto įrenginio veikimo metu vamzdinis iškroviklis (3 pav.) yra atskirtas nuo linijos oro tarpu S2. Atsiradus viršįtampai, tarpai S1 ir S2 pralaužiami ir impulsinė srovė nukreipiama į žemę. Po to, kai impulsinė srovė praeina per iškroviklį, teka lydinčioji pramoninio dažnio srovė. Siaurame laikiklio (vamzdžio) 1 kanale, pagamintame iš dujas generuojančios medžiagos (vinilo plastiko arba pluošto), įsižiebia lankas tarpelyje S1 tarp elektrodų 2 ir 3. Slėgis pakyla narvelio viduje. Susidariusios dujos gali išeiti per žiedinio elektrodo angą 3. Srovei einant per nulį, lankas užgęsta dėl tarpo S1 aušinimo iš kibirkštinio tarpo išeinančiomis dujomis. Įžemintas elektrodas 4 turi buferinį tūrį 5, kuriame kaupiama suslėgtų dujų potencinė energija. Kai srovė praeina per nulį, iš buferio tūrio susidaro dujų sprogimas, kuris prisideda prie efektyvaus lanko gesinimo.

Didžiausia pramoninio dažnio perjungiama srovė nustatoma pagal laikiklio mechaninį stiprumą ir yra 10 kA pluošto bakelito laikikliui ir 20 kA vinilo plastiko laikikliui, sustiprintam stiklo audiniu ant epoksidinės dervos. Lydimoji srovė, kurios dažnis yra 50 Hz, nustatoma pagal kibirkštinio tarpo vietą ir kinta gana plačiame diapazone, priklausomai nuo maitinimo sistemos veikimo režimo. Todėl turi būti žinomos minimalios ir didžiausios trumpojo jungimo srovės vertės toje vietoje, kur sumontuotas iškroviklis.

Minimali kibirkštinio tarpo srovė nustatoma pagal vamzdžio gesinimo gebą. Kuo mažesnis išmetimo kanalo skersmuo, tuo ilgesnis jo ilgis, tuo mažesnė apatinė išjungtos srovės riba. Tačiau esant didelėms srovėms, vamzdyje kyla aukštas slėgis. Jei vamzdžio mechaninis stiprumas yra nepakankamas, iškroviklis gali būti sunaikintas. Šiuo metu gaminami didelio stiprumo vinilo plastiko iškrovikliai, kurių didžiausia perjungimo srovė siekia iki 20 kA.

Vamzdinio iškroviklio veikimą lydi stiprus garso efektas ir dujų išsiskyrimas. Taigi iškroviklio PTB-I10 dujų emisijos zona turi 3,5 skersmens ir 2,2 m aukščio kūgio formą.. Statant iškroviklius būtina, kad į šią zoną nepatektų didelio potencialo elementai.

Apsauginės kibirkštinio tarpo charakteristikos labai priklauso nuo kibirkštinio tarpo voltų sekundės charakteristikų. Vamzdiniame kibirkštinio tarpo tarpą sudaro strypiniai elektrodai, kurie dėl didelio elektrinio lauko nehomogeniškumo turi stačią voltų sekundės charakteristiką. Kartu siekiama, kad saugomų prietaisų ir įrangos elektrinis laukas būtų vienodas, kad būtų visapusiškiau panaudotos izoliacinės medžiagos, sumažintas dydis ir svoris. Esant vienodam laukui, voltų sekundės charakteristika pasirodo plokščia, praktiškai mažai priklausoma nuo laiko. Šiuo atžvilgiu vamzdiniai iškrovikliai, turintys stačią voltų sekundės charakteristiką, netinka pastočių įrangai apsaugoti. Paprastai jie apsaugo tik linijos izoliaciją (izoliaciją, kurią sukuria pakabinami izoliatoriai). Renkantis vamzdinį iškroviklį, reikia apskaičiuoti galimą mažiausią ir didžiausią trumpojo jungimo srovę montavimo vietoje ir pagal šias sroves parinkti tinkamą iškroviklį. Vardinė iškroviklio įtampa turi atitikti vardinę tinklo įtampą. Vidinių S1 ir išorinių S2 tarpų matmenys parenkami pagal specialias lenteles.

Vožtuvų ribotuvai

Ryžiai. 4. Vožtuvo kibirkšties tarpas (a) ir jo kibirkšties tarpai padidintoje skalėje (b)

PBC-1O tipo iškroviklis (10 kV stoties vilitinis iškroviklis) parodytas 4 pav., a. Pagrindiniai elementai yra vilito žiedai 1, kibirkštiniai tarpai 2 ir darbiniai rezistoriai 3. Šie elementai yra porcelianinio korpuso 4 viduje, kurio galuose yra specialūs flanšai 5 kibirkštinio tarpo tvirtinimui ir sujungimui. Darbo rezistoriai 3 keičia savo charakteristikas esant drėgmei. Be to, ant sienų ir iškroviklio viduje nusėdusi drėgmė pablogina jo izoliaciją ir sukuria galimybę persidengti. Kad neprasiskverbtų drėgmė, ribotuvo korpuso galai sandarinami naudojant plokšteles 6 ir sandarinimo guminius tarpiklius 7.

Iškroviklio veikimas vyksta tokia tvarka. Atsiradus viršįtampai, išsiveržia trys nuosekliai sujungti kibirkštinio tarpo blokai 2 (4 pav.,b). Srovės impulsas yra prijungtas prie žemės per darbo rezistorius. Gaunamą lydimąją srovę riboja veikiantys rezistoriai, kurie sudaro sąlygas užgesinti lydintį srovės lanką.

Sugedus kibirkšties tarpams, įtampa prie kibirkšties tarpo

Jei darbinių rezistorių nustatyta kibirkštinio tarpo varža Rр yra tiesinė, tai įtampa kibirkšties tarpelyje didėja proporcingai srovei ir gali tapti didesnė nei leistina saugomai įrangai. Norint apriboti įtampą Uр, varža Rр yra netiesinė ir mažėja didėjant srovei. Ryšys tarp įtampos ir srovės šiuo atveju išreiškiamas kaip

čia A yra konstanta, apibūdinanti varžos Rp įtampą esant 1 A srovei; α yra netiesiškumo indeksas. Idealus atvejis, kai α=0, nes įtampa Up nepriklauso nuo srovės.

Aprašyti iškrovikliai vadinami vožtuvo tipo, nes esant impulsinėms srovėms jų varža smarkiai krenta, o tai leidžia praleisti didelę srovę esant santykinai mažam įtampos kritimui.

5 pav. Volto amperų charakteristika vilit rezistoriui

Vilitas plačiai naudojamas kaip netiesinių rezistorių medžiaga. Didelių srovių srityje jo netiesiškumo indeksas yra α=0,13-0,2. Tipinė villitinio rezistoriaus srovės-įtampos charakteristika parodyta 5 pav., a. Esant mažoms srovėms, varža Rp yra didelė, o įtampa tiesiškai didėja didėjant srovei (A sritis). Esant didelėms srovėms, varža smarkiai sumažėja, o įtampa Uр beveik nepadidėja (B sritis).

Wilito pagrindas yra SiC karborundo grūdeliai, kurių savitoji varža yra apie 10-2 Ohm m. Karborundo grūdelių paviršiuje susidaro 10-7 m storio silicio oksido SiO2 plėvelė, kurios varža priklauso nuo jai taikomos įtampos. Esant žemai įtampai, plėvelės savitoji varža yra 104-106 Ohm m. Didėjant taikomajai įtampai, plėvelės varža smarkiai sumažėja, varžą daugiausia lemia karborundo grūdeliai, o įtampos kritimas yra ribotas.

Darbiniai rezistoriai gaminami diskų pavidalu, kurių skersmuo 0,1-0,15 m, aukštis (20-60)·10-3 m.. Skysto stiklo pagalba karborundo grūdeliai tvirtai sujungiami vienas su kitu.

Vilitas labai higroskopiškas. Siekiant apsaugoti nuo drėgmės, diskų cilindrinis paviršius padengtas izoliacine danga. Galiniai paviršiai yra kontaktiniai ir metalizuoti.

Paprastai nuosekliai jungiami keli darbiniai rezistoriai diskų pavidalu (10 diskų parodyta 3a pav.). Duota n diskų, likusi įtampa yra

Norint sumažinti likusią įtampą, diskų skaičius n turi būti kuo mažesnis.

Kai praeina srovė, diskų temperatūra pakyla. Kai teka didelės amplitudės, bet trumpos trukmės (dešimties mikrosekundžių) srovės impulsas, rezistoriai nespėja įkaisti iki aukštos temperatūros. Ilgai tekant net mažoms pramoninio dažnio srovėms (vienas pusciklas yra 10 ms), temperatūra gali viršyti leistiną vertę, diskai praranda vožtuvo savybes, sugenda iškroviklis.

Didžiausia leistina 100 mm skersmens disko srovės impulso amplitudė yra 10 kA, o impulso trukmė 40 μs. 2000 μs trukmės stačiakampio impulso leistina amplitudė neviršija 150 A. Tokias sroves diskas nepažeistas praleidžia 20-30 kartų.

Po to, kai impulsinė srovė praeina per kibirkšties tarpą, pradeda tekėti lydinti srovė, kuri yra galios dažnio srovė. Srovei artėjant prie nulio, wilito varža smarkiai padidėja, o tai lemia srovės sinusoidinės formos iškraipymą. Padidėjus grandinės varžai, sumažėja srovės ir fazės kampas φ tarp srovės ir įtampos (φ->0). 5b paveiksle parodytos srovės kreivės darbiniame rezistoriuje. Čia 1 yra šaltinio įtampa 50 Hz; 2 - grandinės srovės kreivė, nustatyta indukcine varža X; 3 - srovės kreivė, kurią nustato darbinis rezistorius (Rр>>X). Dėl rezistoriaus Rp netiesiškumo grįžtamoji įtampa (galios dažnio įtampa) mažėja. Sumažinus greitį, kuriuo srovė artėja prie nulio, sumažėja lanko galia nulinės srovės srityje. Visa tai palengvina tarp išlydžio tarpo elektrodų degančio lanko gesinimo procesą. Dėl žalvarinių elektrodų panaudojimo kibirkštiniuose tarpeliuose, srovei pereinant per nulį, prie kiekvieno katodo susidaro tarpas, kurio elektrinis stipris yra 1,5 kV. Tai užtikrina, kad lydinčioji srovė užgestų pirmą kartą praeinant srovei per nulį, ir leidžia užgesinti lanką kibirkšties tarpeliuose nenaudojant specialių lanko gesinimo įtaisų.

Vožtuvo tarpo kibirkštinio tarpo konstrukcija aiškiai matyti iš 4 pav., b. Elektrodų forma užtikrina vienodą elektrinį lauką, kuris leidžia gauti plokščią voltų sekundės charakteristiką. Manoma, kad atstumas tarp elektrodų yra (0,5-1) 10-3 m.

Sunku susidaryti įkrovą uždarame kibirkštinio tarpo tūryje esant trumpam srovės impulso trukmei. Siekiant palengvinti kibirkštinio tarpo jonizaciją, tarp elektrodų įdedama mikanito tarpinė. Kadangi oro dielektrinė konstanta yra žymiai mažesnė nei mikanito sudėtyje esančio žėručio, beveik elektrodiniame oro tūryje atsiranda dideli elektrinio lauko gradientai, sukeliantys pradinę jo jonizaciją. Dėl susidariusių elektronų sparčiai susidaro iškrova kibirkštinio tarpo centre.

Eksperimentiškai nustatyta, kad vienas kibirkštinis tarpas gali išjungti lydinčiąją 80-100 A amplitudės srovę, kai efektyvioji įtampos vertė yra 1-1,5 kV. Pagal šią įtampą parenkamas vienetų tarpų skaičius. Veikiančių rezistorių diskų skaičius turi būti toks, kad maksimali srovės vertė neviršytų 80-100 A. Šiuo atveju lanko užgesimas užtikrinamas per vieną pusę ciklo.

Siekiant užtikrinti vienodą apkrovą pramoniniu dažniu, tarpai yra šuntuojami netiesiniais rezistoriais 1 (4 pav.). Diskų šiluminė varža suprojektuota taip, kad lydinčioji srovė galėtų praeiti vieną ar du pusciklus.

Vidiniai viršįtampiai yra žemo dažnio ir gali trukti iki 1 s. Dėl mažos šiluminės varžos vilit negalima naudoti vidiniams viršįtampiams riboti. Vidiniams viršįtampiams apriboti naudojama medžiaga tervitas, panaši į vilit, kuri turi didelę šiluminę varžą ir padidintą netiesiškumo indeksą α = 0,15-0,29.

6 pav. Kombinuotas iškroviklis su tervit rezistoriais

Tervit diskai naudojami kombinuotuose iškrovikliuose (6 pav., a), skirti apsaugoti tiek nuo vidinių (perjungimo), tiek nuo išorinių (atmosferinių) viršįtampių. Vidinių viršįtampių metu veikia abu netiesiniai rezistoriai HP1 ir HP2 (kreivė 1a 6b pav.). Atmosferinių viršįtampių metu dėl didelės srovės HP2 įtampa prasiskverbia pro tarpą IP2 ir įtampa apsaugotoje linijoje sumažėja (2 kreivė).

Vožtuvų ribotuvai veikia tyliai. Operacijų skaičius fiksuojamas specialiu registratoriumi, kuris jungiamas tarp apatinio iškroviklio gnybto ir įžeminimo. Patikimiausi yra elektromagnetiniai registratoriai, kurių armatūra, praeinant impulsinei srovei, veikia skaičiavimo įrenginio reketinį mechanizmą.

Naudojant kibirkštinius tarpus, parodytus Fig. 4b, neįmanoma išjungti 200-250 A srovių. Šiuo atveju lankui gesinti naudojamos magnetinės sprogimo kameros su nuolatiniu magnetu. Kibirkštinio tarpo lankas, veikiamas magnetinio lauko, su keraminėmis mašinomis yra nukreipiamas į siaurą plyšį. Šiuo principu buvo sukurti iki 500 kV įtampos iškrovikliai. Padidinus diskų skersmenį iki 150 mm, galima padidinti jų šiluminę varžą. Dėl to kombinuoti magnetinių vožtuvų iškrovikliai leidžia apriboti tiek vidinius, tiek atmosferinius viršįtampius.

Pagrindinės vožtuvo ribotuvo charakteristikos:

Užgesinimo įtampa Uext yra didžiausia galios dažnio įtampa, taikoma iškrovikliui, kuriai esant patikimai nutraukiama lydinčioji srovė. Šią įtampą lemia iškroviklio savybės. Iškrovikliui taikoma maitinimo dažnio įtampa priklauso nuo grandinės parametrų. Jei vienos fazės įžeminimo gedimo metu laisvosiose fazėse atsiranda viršįtampis, tada iškrovikliui taikoma gesinimo įtampa nustatoma pagal lygtį

kur Kz yra koeficientas, priklausantis nuo neutralaus įžeminimo būdo; Unom - vardinė tinklo įtampa. Įrenginiams su įžeminta neutrale Kc = 0,8, izoliuotai neutralei Kc = l, l.

Gesinimo srovė Igash, kuri suprantama kaip lydinčioji srovė, atitinkanti gesinimo įtampą Ugash.

Kibirkštinio tarpo lanko gesinimo efektas apibūdinamas koeficientu

čia Upr yra kibirkštinio tarpo gedimo įtampa, kurios dažnis yra 50 Hz.

Netiesinio rezistoriaus apsauginis poveikis apibūdinamas apsaugos koeficientu

kur Uost – įtampa per iškroviklį, esant 5-14 kA impulsinei srovei. Ši įtampa turėtų būti 20-25% mažesnė už apsaugotos izoliacijos iškrovos įtampą.

4.Nuolatinės srovės iškrovikliai

7 pav. Nuolatinės srovės iškroviklis

Norint apsaugoti įrenginius nuo nuolatinės srovės viršįtampių, gali būti naudojami vožtuvų ribotuvai. Tačiau užgesinti nuolatinės srovės lanką yra daug sunkiau nei kintamąją srovę. Norint naudoti beveik elektrodo įtampos kritimą, reikia labai daug kibirkšties tarpų, nes kiekvienos elektrodų poros įtampa neturi viršyti 20–30 V.

Norėdami užgesinti lanką, patartina naudoti magnetinį sprogimą naudojant nuolatinius magnetus. Susidariusi elektrodinaminė jėga dideliu greičiu judina lanką siaurame plyšyje, pagamintame iš lankui atsparios izoliacinės medžiagos. Dėl intensyvaus lanko aušinimo jo varža didėja ir srovė sustoja.

3 kV nuolatinės įtampos tinklo vožtuvo iškroviklis parodytas 7 pav. Darbinis rezistorius 1 susideda iš dviejų viltinių diskų, sujungtų su dviem kibirkštiniais tarpais 2 su magnetinio lanko gesinimu. Patikimas kontaktas tarp tarpų ir diskų pasiekiamas naudojant spyruoklę 3, kuri taip pat yra srovę nešantis elementas. Pagrindiniai iškroviklio elementai yra porcelianiniame korpuse 6, kuris iš apačios uždaromas dangteliu 7. Iškroviklis sandarinamas dangteliu 4 su guminiu sandarikliu 5.

Viršįtampių slopintuvai

Remiantis cinko oksidu, kurio srovės ir įtampos charakteristika yra netiesiška, buvo sukurta serija netiesinių viršįtampių slopintuvų (OSS), kurių vardinė įtampa yra 110–500 kV.

Viršįtampių ribotuvas yra netiesinis rezistorius su dideliu netiesiškumo koeficientu α=0,04 (palyginti su 0,1 -0,2 už vilit). Jis jungiamas lygiagrečiai su saugomu objektu (tarp potencialo išėjimo ir žemės) be išleidimo tarpų. Dėl didelio netiesiškumo prie vardinės fazės įtampos per iškroviklį teka nereikšminga 1 mA srovė. Didėjant įtampai stipriai sumažėja iškroviklio varža, didėja per jį tekanti srovė. Esant 2,2 Uph įtampai, per iškroviklį teka 10 srovė 4A. Praleidus įtampos impulsą, srovė ribotuvo grandinėje nustatoma pagal tinklo fazinę įtampą.

8 pav. Ribotuvo OPN-500 srovės-tampos charakteristikos

SPD apriboja perjungimo viršįtampą iki 1,8 Uph, o atmosferos viršįtampį iki (2-2,4) Uph. Iš viršįtampio ribotuvo-500 srovės-įtampos charakteristikos (8 pav.) aišku, kad viršįtampai sumažėjus nuo 2Uph iki Uph, per rezistorius tekanti srovė sumažėja 10 6kartą. Lydima srovė, tekanti po įrenginio suveikimo, yra maža (miliamperai), kaip ir rezistorių išleidžiama galia yra maža. Tai leidžia išvengti kelių kibirkščių tarpų nuoseklaus prijungimo ir leidžia tiesiogiai prijungti iškroviklį prie saugomos įrangos, o tai žymiai padidina veikimo patikimumą.

Didelis viršįtampių ribotuvų rezistorių netiesiškumas (didelės srovės diapazonui α ≈0,04) gali žymiai sumažinti viršįtampius ir sumažinti įrangos matmenis, ypač esant 750 ir 1150 kV įtampai.. Bendri viršįtampių ribotuvų matmenys ir svoris yra daug mažesni nei įprastų tos pačios įtampos klasės vožtuvų ribotuvų.

Ilgi kibirkščių tarpai

RDI idėjos autoriai Podporkinas Georgijus Viktorovičius, technikos mokslų daktaras, Sankt Peterburgo politechnikos universiteto profesorius, vyresnysis IEEE narys, ir technikos mokslų kandidatas Sivajevas Aleksandras Dmitrijevičius pradėjo pirmuosius eksperimentus. ilgųjų kibirkščių iškroviklių kūrimas dar 1989 m., o 1992 m. buvo gautas autorystės pažymėjimas.

9 pav. Ilga kibirkštinio tarpo grandinė

Iškroviklio veikimo principas pagrįstas slankiojo išlydžio efekto naudojimu, kuris užtikrina didelį impulsų persidengimą išilgai iškroviklio paviršiaus ir dėl to neleidžia impulsų persidengimui pereiti į galios lanką. pramoninio dažnio srovė. RDI iškrovos elementas, išilgai kurio vystosi slankioji iškrova, yra kelis kartus ilgesnis už saugomo linijos izoliatoriaus ilgį. Iškroviklio konstrukcija užtikrina mažesnį jo impulsinį elektrinį stiprumą, palyginti su apsaugota izoliacija. Pagrindinis ilgų kibirkščių slopintuvo bruožas yra tas, kad dėl ilgo impulsinio žaibo blyksnio ilgio trumpojo jungimo lanko atsiradimo tikimybė sumažėja iki nulio.

Yra įvairių RDI modifikacijų, kurios skiriasi pagal paskirtį ir oro linijų, kuriose jos naudojamos, ypatybes.

Pagrindinis RDI privalumas: iškrova vyksta išilgai įrenginio per orą, o ne jo viduje. Tai leidžia žymiai pailginti gaminių tarnavimo laiką ir padidinti jų patikimumą.

Ilgos kibirkšties kilpos iškroviklis (LSLD)

RDIP-10 skirtas apsaugoti oro linijas, kurių įtampa yra 6-10 kV trifazė kintamoji srovė su apsaugotais ir plikais laidais nuo sukeltų žaibo viršįtampių ir jų pasekmių bei skirta eksploatuoti lauke, esant aplinkos temperatūrai nuo minus 60 °C iki plius 50 °C 30 metų.

Ilgos kibirkšties modulinis iškroviklis (RDIM)

RDIM skirtas apsaugoti nuo tiesioginių žaibo smūgių ir indukuotų žaibo viršįtampių elektros oro linijų (OHT) ir privažiavimų prie pastočių, kurių įtampa yra 6, 10 kV trifazė kintamoji srovė plika ir apsaugotais laidais.

RDIM turi geriausias voltų sekundės charakteristikas, todėl patartina jį naudoti siekiant apsaugoti linijos ruožus, kuriuos veikia tiesioginiai žaibo smūgiai, taip pat apsaugoti privažiavimus prie oro linijų pastočių.

RDIM susideda iš dviejų kabelio sekcijų su laidu, pagamintu iš varžinės medžiagos. Kabelio sekcijos sulenkiamos taip, kad susidarytų trys antgalių moduliai 1, 2, 3.



© 2023 globusks.ru - Automobilių remontas ir priežiūra pradedantiesiems