Csődugók — Eszköz, jellemzők, alkalmazás, előnyök és hátrányok

A villámhárító használata nem zárja ki teljesen a villámcsapás okozta károkat az elektromos berendezésekben, különösen az elektromos vezetékekben, mivel a villámcsapás valószínűsége a légvezetékeknél viszonylag magas lehet, ráadásul gyakran a vezetők védelme nélkül történik. . A vezetékeken villámcsapáskor fellépő túlfeszültségek elérik az alállomásokat (ezért nevezik túlfeszültségnek), és veszélyt jelenthetnek az oda telepített berendezések szigetelésére.

A szigetelő szerkezet károsodásának elkerülése érdekében adjon meg egy volt-másodperces szikrát (amelynek karakterisztikája a védett szigetelés volt-másodperces karakterisztikája alatt kell hogy legyen.Ha ez a feltétel teljesül, a túlfeszültséghullám csökkenése minden esetben a szikraköz meghibásodását, majd a szikraközön és a védett szigetelésen áthaladó feszültség éles esését („megszakadását”) követi. a szikraköz az elektromos berendezés ipari frekvenciájának feszültsége – a kísérőáram – hatására folyni kezd.

Földelt nullával rendelkező berendezésekben, illetve két- vagy háromfázisú szikraköz meghibásodása esetén előfordulhat, hogy az ezt követő ív nem kialszik magától, és az impulzushiba ebben az esetben stabil rövidzárlattá válik, ami a feszültség megszakadásához vezet. telepítés . Ezért a telepítés ilyen leállásának elkerülése érdekében a következő ívet el kell oltani a szikraközön keresztül.

Azokat az eszközöket, amelyek nemcsak a túlfeszültség elleni szigetelésvédelmet biztosítják, hanem a következő ívet is a relévédelem időtartamánál rövidebb idő alatt kioltják, védőlevezetőknek nevezzük, ellentétben a hagyományos gyertyákkal, amelyeket általában védőrésnek (PZ) neveznek.

A cső leáll együtt szelep ezek a rögzítők fő típusai. A későbbi ívoltás elvében különböznek egymástól. A csőlevezetőknél az ív kioltása intenzív hosszirányú kitöréssel, a szelepes levezetőkben pedig a szikraközzel sorba kapcsolt további ellenállás révén az utólagos áram csökkenése miatt.

A csőszikraköz (1. ábra, a) egy szigetelő gázképző anyagból készült 2 cső, amelyen belül a 3 rúdelektróda és a 4 karima alkotta szabályozatlan S1 ívoltó rés van.A szikrát az üzemi feszültségtől egy külső szikraköz választja el, mivel a 2. cső nem alkalmas a hosszú távú feszültség alatti jelenlétre, mivel a gázképző anyag szivárgási szivárgás hatására bomlik. A határoló második karima 1 földelve van.

Rizs. 1. Csőlevezető: a – készülék és kapcsolóáramkör, b – a diagramok hagyományos jelölése, c – feszültség a levezetőben, d – egyenértékű áramkör.

Túlfeszültség esetén a hálózatban (1. ábra, c) mindkét szikraköz megszakad, és a túlfeszültség hullám (1. görbe) megszakad. Az impulzuskisülés által létrehozott úton kísérőáram folyni kezd, a szikrakisülés pedig ívkisüléssé alakul A kísérőáram ívcsatornájának magas hőmérséklete hatására a cső anyaga a kioldással lebomlik nagy mennyiségű gáznál a nyomás meredeken megemelkedik (akár több tíz atmoszféra), és a gázok a karima 4 nyílásán keresztül kiszorulnak, intenzív hosszirányú robbanást hozva létre. Ennek eredményeként az ív kialszik, amikor az áram először áthalad a nullán.

Amikor a szikraköz kiold, izzó ionizált gázokat bocsát ki 1,5-3,5 m hosszú és 1-2,5 m széles (a szikraköz névleges feszültségétől függően) 5 fáklya formájában, és egy lövésre emlékeztető hang hallható. Hallottam. Ezért a fázisok közötti meghibásodások elkerülése érdekében a levezetők felszerelésekor ügyelni kell arra, hogy a szomszédos fázisok áramvezető részei ne esjenek a kisülési zónába.A levezetők kioldási feszültsége a külső szikraköz távolságának változtatásával állítható, de nem csökkenthető egy bizonyos minimum alá, mert ez a levezetők túl gyakori kioldását és kopását okozza.

Mivel a csőszikraköz rúd alakú elektródáinak elektromos tere erősen inhomogén, volt-másodperces karakterisztikája 6-8 μs-ig csökkenő karakterű, ami nincs összhangban a lapos volt-másodperc karakterisztikával. transzformátorok és elektromos gépek. A sikeres ívoltáshoz bizonyos intenzitású gázképződés szükséges, ezért a levágandó áramoknak van egy alsó határa, amelynél a kisütő még 1-2 félcikluson belül képes kioltani az ívet.

A megszakító áramok felső határa is korlátozott, mivel a túl intenzív gázképződés a levezető tönkremeneteléhez vezethet (csőtörés vagy a karimák tönkremenetele).

A megszakító áramok tartománya a levezető típusjelölésében van feltüntetve, például az RTV 35 / (0,5 - 2,5) 0,5 - 2,5 műanyag csőlevezetőt jelent 35 kV-hoz, 0,5 - 2,5 kA megszakítóáram-tartománnyal.

Az ívelnyomó rés hosszának csökkenésével és átmérőjének növekedésével a kisülési áramok mindkét határértéke nagyobb értékekre tolódik el.

Mivel a levezető működése az ívelnyomó cső anyagának egy részének elégetésével jár, 8-10 művelet után, amikor az átmérő 20-25%-kal megnő a kezdetihez képest, a levezető használhatatlanná válik (mivel a az általa megszakított áramok határértékei megváltoznak) és ki kell cserélni.

A műveletek számának figyelembevétele érdekében a csőhatárolókat fémszalag 6 formájában lévő aktiválásjelzővel látják el (lásd 1. ábra, a), amelyet nem hajtanak ki a korlátozó által kibocsátott gázok. Jelenleg az iparban RTF típusú csőrögzítőket gyártanak, amelyekben a gázt a szálcsőből állítják elő, az RTV típusút pedig vinil műanyag csővel.

A szál alacsony mechanikai szilárdsága miatt vastag bakelizált papírcsőbe van zárva, amelyet a higroszkóposságának csökkentése érdekében nedvességálló lakkal (általában perklór-vinil-zománccal) vonnak be, amely ellenáll a légköri hatásoknak. nyári és téli időszakokban is. Az RTF levezetők jellegzetessége, hogy a cső zárt végén egy kamra található, amely fokozza a hosszirányú kifújást, amikor az áram áthalad a nulla értéken, és így hozzájárul az ívoltáshoz.

Az RTV szűkítőkben a gázt egy vinil műanyag cső állítja elő, amely nagyobb gázképző képességgel és szigetelő tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek még a szabadban, minden időjárási körülmények között is jól megőrződnek. Az RTV levezetők egyszerűbb kialakításúak (nincs belső kamra, nincs szükség festésre) és magasabb a megszakítóáram felső határa (15 kA az RTF levezetők 7-10 kA helyett).

Rizs. 2. RTV-20-2 / 10 csőütköző

Nagyon nagy szaggatott áramú hálózatokban (30 kA-ig) történő működéshez RTVU típusú megerősített határolókat gyártanak, amelyek megnövelt mechanikai szilárdságát úgy érik el, hogy egy vinil műanyag csövet egy időjárásálló anyaggal impregnált üvegszalag rétegekkel feltekernek. epoxi vegyület.

A vezetékbe ütközéskor gyakorlatilag a teljes villámáramot átengedő csőlevezetők impulzustartó képessége meglehetősen nagy, 30-70 kA.

A csőlevezetők kiválasztása a hálózat névleges feszültsége és a hálózat zárlati áramainak határai alapján történik a beépítésük helyén. A maximális zárlati áramot az összes hálózati elem (vezetékek, transzformátorok, generátorok) bekapcsolásakor számítják ki, figyelembe véve a rövidzárlati áram időszakos összetevőjét, a minimális áramerősséget - részlegesen leválasztott elemekkel rendelkező hálózati áramkörrel (pl. például nagyjavításhoz) és az időszakos komponens nélkül is figyelembe kell venni. A rövidzárlati áramkorlátok találhatók. illeszkednie kell a csőlevezető megszakítóáram határain belülre.

A csőlevezetőket 3 és 220 kV közötti feszültségre gyártják, a megszakító áramok 0,2-7 és 1,5-30 kA 3-35 kV-tól 0,4-7 kA-ig, 110 kV-os feszültségen pedig 2,2-30 kA-ig terjednek. A 220 kV-os levezető két 110 kV-os csőlevezetőből áll, amelyeket acél ketrec köt össze kisülési csövekkel.

A csőlevezetők fő hátrányai a kisülési zóna jelenléte, a túlfeszültség-hullám meredek megszakadása, a vezetékek és a föld közötti rövidzárlat (bár rövid távú), valamint a különösen meredek volt-másodperc karakterisztika, amely kizárja ennek lehetőségét. a csőlevezetők széleskörű felhasználása alállomási berendezések védelmi eszközeként. A csőkorlátozók hátránya a korlátozó megszakított áramok jelenléte, ami megnehezíti a gyártást és a működést.

A csőlevezetőket egyszerűségük és alacsony költségük miatt széles körben alkalmazzák az alállomások védelmének segédeszközeként, kis teljesítményű és alacsony kritikusságú alállomások, valamint egyes vezetékszakaszok védelmére.

Jelenleg a cső- és szelephatárolókat fokozatosan felváltják a nemlineáris feszültséghatárolók (limiterek)... Sorosan kapcsolt fémoxid varisztorok (nem lineáris ellenállások), szikramentesek, porcelán vagy polimer tokba zárva.