Biztonsági szelepek: működési elv és jellemzők
A szelepek készüléke és működési elve
A szelephatároló fő elemei egy szikraköz és egy nemlineáris ellenállás, amelyek a védett szigeteléssel párhuzamosan sorba vannak kötve a feszültség alatt álló vezeték és a föld között.
Amikor villámlökés impulzust adnak a levezetőre, annak szikraköze megszakad, és áram folyik át a levezetőn. Így a rögzítőt üzembe helyezik. Azt a feszültséget, amelyen a szikraköz megszakad, a levezető áttörési feszültségének nevezzük.
A szikraköz felbomlása után a szikraköz feszültsége, és ezáltal az általa védett szigetelésen az Azi impulzusáram szorzatának megfelelő értékre csökken. soros ellenállás ellenállása R és. Ezt a feszültséget Ubasn maradékfeszültségnek nevezzük. Értéke nem marad állandó, hanem az impulzusáram nagyságának változásával együtt változik, ahogy az áthalad a szikraközön.A levezető teljes működési ideje alatt azonban a maradék feszültség nem emelkedhet a védett szigetelésre veszélyes értékre.
Rizs. 1. Elektromos kapcsolási rajz szelepek bekapcsolása. IP — szikra, Rn — nemlineáris ellenállás ellenállás, U — villám-túlfeszültség impulzus, És — a védett objektum szigetelése.
Miután az impulzusáram nem folyik át a levezetőn, a frekvenciafeszültség miatti áram tovább folyik. Ezt az áramot kísérőáramnak nevezzük. A levezető szikraközének biztosítania kell a következő ív megbízható kioltását, amikor az először átlépi a nullát.
Rizs. 2. A feszültségimpulzus alakja a szelep működtetése előtt és után. Tp a szikraköz reakcióideje (kisülési idő), Azi a kisütő impulzusárama.
Szelep tápfeszültség
Az ív szikraközből való kioltásának megbízhatósága a levezető tápfeszültségének feszültségének értékétől függ a következő áram kioltásának pillanatában. A feszültség azon maximális értékét, amelynél a határolók szikraközei megbízhatóan megszakítják a kísérőáramot, a megengedett legnagyobb feszültségnek vagy csillapítási feszültségnek nevezzük Ugash.
A szelephatároló hűtőfeszültségének nagyságát annak az elektromos berendezésnek az üzemmódja határozza meg, amelyben működik. Mivel zivatar idején előfordulhat egyidejűleg az egyik fázis testzárlata és a szelephatárolók működése a többi sértetlen fázison, ebben az esetben a feszültség ezekben a fázisokban emelkedik. A szelepek kioltófeszültségét az ilyen feszültségnövekedés figyelembevételével választják ki.
Leválasztott nullával működő hálózatban működő korlátozóknál az oltási feszültséget Uburning = 1,1 x 1,73 x Uf = 1,1 Un, ahol Uf – a munkafázis feszültsége.
Ez figyelembe veszi annak lehetőségét, hogy a sértetlen fázisok feszültsége lineárisra nőjön, ha az egyik fázis testzárlatra kerül, és további 10%-kal a felhasználó feszültségszabályozása miatt. Ezért a levezető legmagasabb üzemi feszültsége az Unom hálózat névleges feszültségének 110%-a.
Szilárd földelt nullával működő hálózatokban működő levezetőknél a kioltófeszültség 1,4 Uf, t.d. 0,8 a névleges hálózati feszültségből: Ubreakdown = 1,4 Uf = 0,8 UNo. Ezért az ilyen levezetőket néha 80%-nak nevezik.
Szikraközök a szelepekben
A szelepszikraközöknek meg kell felelniük a következő követelményeknek: stabil áttörési feszültséggel kell rendelkezniük minimális terjedéssel, lapos volt-másodperc karakterisztikával, többszöri műveletek után nem változtatják áttörési feszültségét, eloltják az utóáram ívét, amikor először áthalad a nullán. Ezeknek a követelményeknek megfelel a többszörös szikraköz, amelyeket egyetlen szikraközből, kis légrésekkel szerelnek össze. Az egyes gyertyák sorba vannak kötve, és mindegyikre a megengedett legmagasabb feszültségen körülbelül 2 kV.
Az ív rövid ívekre való felosztása egyetlen szikraközökre növeli a szeleplevezető ívelnyomási tulajdonságait, ami az ív intenzív lehűlésével és az egyes elektródáknál jelentkező nagy feszültségeséssel magyarázható (katódfeszültségesés).
A szelepkisülés szikraközeinek áttörési feszültségét légköri túlfeszültség hatására annak volt-másodperc karakterisztikája határozza meg, vagyis a kisülési időnek a túlfeszültség-impulzus amplitúdójától való függése. A kisülési idő a túlfeszültség-impulzus kezdetétől a levezető szikraközének leállásáig eltelt idő.
A hatékony szigetelésvédelem érdekében a volt-másodperc karakterisztika magasabb kell legyen, mint a levezető volt-másodperc karakterisztikája. A volt-másodperces jellemzők elmozdulása szükséges a védelem megbízhatóságának megőrzéséhez a szigetelés üzem közbeni véletlen gyengülése esetén, valamint a kisülési feszültség terjedési területeinek jelenléte miatt mind a levezetőben, mind a levezetőben. védett szigetelés.
A védő volt-másodperc karakterisztikája lapos alakú legyen. Ha meredek, mint az ábra mutatja. A 3. ábrán szaggatott vonallal, ez ahhoz a tényhez vezet, hogy a levezető elveszti univerzálisságát, mivel minden egyedi volt-másodperces karakterisztikával rendelkező berendezéstípushoz saját speciális korlátozó szükséges.
Rizs. 3. A szelephatárolók és az általuk védett szigetelés Volt-másodperces karakterisztikája.
Nemlineáris ellenállás. Két ellentétes követelményt támasztanak vele szemben: abban a pillanatban, amikor a villámáram áthalad rajta, az ellenállásának csökkennie kell; amikor a kísérő frekvenciájú teljesítményáram áthalad rajta, akkor éppen ellenkezőleg, növekednie kell.Ezek a követelmények teljesülnek a karborundum ellenállása, amely a rákapcsolt feszültség függvényében változik: minél nagyobb a rákapcsolt feszültség, annál kisebb az ellenállása, és fordítva, minél kisebb az alkalmazott feszültség, annál nagyobb az ellenállása.
Ezen túlmenően a karburund sorba kapcsolt ellenállása, mint aktív ellenállás csökkenti a kísérőáram és a feszültség közötti fáziseltolódást, ezek egyidejű áthaladásával a nulla értéken pedig az ív kioltása is elősegíthető.
A feszültség növekedésével a gátrétegek ellenállásának értéke csökken, ami biztosítja a nagy áramok áthaladását viszonylag kis feszültségesés mellett.
HTML vágólap A szikraközön lévő feszültség függését a rajta áthaladó áram értékétől (áram-feszültség karakterisztika) közelítőleg a következő egyenlettel fejezzük ki:
U = CAα,
ahol U a nemlineáris ellenállás szelepvédőjének ellenállásán fellépő feszültség, I - a nemlineáris ellenálláson áthaladó áram, C egy állandó, számszerűen egyenlő az ellenállással 1 A áramnál, α A szellőzési tényező .
Minél kisebb az α együttható, annál kevésbé változik a nemlineáris ellenállás feszültsége, amikor az áthaladó áram változik, és annál kisebb a szelep fennmaradó feszültsége.
A szelephatároló tanúsítványban megadott maradékfeszültség értékek a normalizált impulzusáramokra vonatkoznak. Ezen áramok értéke 3000-10000 A tartományban van.
Minden áramimpulzus tönkremeneteli nyomot hagy a soros ellenállásban - az egyes karborundumszemcsék zárórétege lebomlik.Az áramimpulzusok ismételt áthaladása az ellenállás teljes meghibásodásához és a levezető tönkremeneteléhez vezet. Minél korábban következik be az ellenállás teljes meghibásodása, annál nagyobb az áramimpulzus amplitúdója és hossza. Ezért a szelepszűkítő áramlási kapacitása korlátozott. A szelepszűkítők áteresztőképességének értékelésekor mind a soros ellenállások, mind a szikraközök teljesítményét figyelembe veszik.
Az ellenállásoknak 20 20/40 µs időtartamú áramimpulzust kell sérülés nélkül kibírniuk, amplitúdóval a limiter típusától függően. Például az RVP és RVO típusú 3–35 kV feszültségű levezetőknél az áramamplitúdó 5000 A, a 16–220 kV feszültségű RVS típusnál – 10 000 A, valamint az RVM és RVMG feszültségű levezetőknél. 3 – 500 kV – 10 000 A.
A szelep szikraköz védő tulajdonságainak növeléséhez szükséges a maradék feszültség csökkentése, ami a soros nemlineáris ellenállás α szelepegyütthatójának csökkentésével, a szikraközök ívelnyomó tulajdonságainak növelésével érhető el.
A szikraközök ívelnyomási tulajdonságainak növelése lehetővé teszi az általuk megszakított söntáram növelését, ezáltal lehetővé teszi a soros ellenállás ellenállásának csökkentését. Jelenleg a szelepek műszaki fejlesztése ezen a vonalon történik.
meg kell jegyezni, hogy a szelephatároló áramkörben a földelő berendezésnek nagy jelentősége van. Földelés hiányában a levezető nem működik.
A szelephatároló és az általa védett berendezések földelése kombinálva van.Olyan esetekben, amikor a szelephatároló valamilyen okból le van választva a védett berendezésről földelés, értéke a berendezés szigetelési szintjétől függően normalizálódik.
Korlátozók felszerelése
Az ütközőket alapos átvizsgálás után a tartószerkezetekre szerelik fel, vízszintes és vízszintes ellenőrzést végeznek, szükség esetén párnázással a lemezszelvények alja alá, és csavaros bilinccsel rögzítik a tartókra.