Rørstoppere — Enhet, funksjoner, applikasjoner, fordeler og ulemper
Bruk av lynavledere utelukker ikke fullstendig lynskader på elektriske installasjoner, spesielt kraftledninger, siden sannsynligheten for lynnedslag for luftledninger kan være relativt høy og dessuten ofte utføres uten beskyttelse av lederne i det hele tatt. . Overspenninger som oppstår på ledningene under lynnedslag når nettstasjoner (det er derfor de kalles overspenninger) og kan utgjøre en fare for isolasjonen til utstyret som er installert der.
For å forhindre skade på en isolerende struktur, ta med en gnist, volt-sekund (hvis karakteristikk må ligge under volt-sekund-karakteristikken til den beskyttede isolasjonen.Hvis denne betingelsen er oppfylt, vil fallet av overspenningsbølgen i alle tilfeller forårsake nedbrytning av gnistgapet, etterfulgt av et kraftig fall ("forstyrrelse") av spenningen over gnistgapet og den beskyttede isolasjonen en impulsstrøm gjennom gnistgapet vil begynne å strømme på grunn av spenningen til den industrielle frekvensen til den elektriske installasjonen - den medfølgende strømmen.
I installasjoner med jordet nøytral eller i tilfelle av en to- eller trefaset gnistgapfeil, kan den påfølgende lysbuen ikke slukke seg selv, og impulsfeilen i dette tilfellet vil bli en stabil kortslutning, noe som fører til et avbrudd i installasjon. Derfor, for å unngå en slik stans av installasjonen, er det nødvendig å slukke neste bue gjennom gnistgapet.
Enheter som ikke bare gir isolasjonsbeskyttelse mot overspenning, men som også slukker neste lysbue på kortere tid enn varigheten av relébeskyttelsen, kalles beskyttelsesavledere i motsetning til konvensjonelle stearinlys, som vanligvis kalles beskyttelsesgap (PZ).
Rørstopper sammen med ventil er hovedtypene holdere. De er forskjellige i prinsippet om etterfølgende lysbueslukking. I røravledere slukkes lysbuen ved å skape et intenst langsgående utbrudd, og i ventilavledere slukkes lysbuen på grunn av en reduksjon i den påfølgende strømmen ved hjelp av en ekstra motstand koblet i serie med gnistgapet.
Et rørgnistgap (fig. 1, a) er et rør 2 laget av isolerende gassgenererende materiale, inne i hvilket det er et uregulert lysbueslukkegap S1 dannet av en stavelektrode 3 og en flens 4.Gnisten er atskilt fra driftsspenningen av et eksternt gnistgap, siden røret 2 ikke er beregnet på langvarig tilstedeværelse under spenning på grunn av nedbrytningen av det gassgenererende materialet under påvirkning av lekkasjelekkasjer. Den andre flensen 1 på begrenseren er jordet.
Ris. 1. Røravleder: a — enhet og koblingskrets, b — konvensjonell notasjon av diagrammene, c — spenning i avlederen, d — ekvivalent krets.
Med en overspenning i nettet (fig. 1, c) brytes begge gnistgapene og overspenningsbølgen (kurve 1) avbrytes. En medfølgende strøm begynner å flyte langs banen skapt av pulsutladningen, og gnistutladningen blir til en bueutladning. Under påvirkning av den høye temperaturen i buekanalen til den medfølgende strømmen, brytes materialet i røret ned med utgivelsen av en stor mengde gasser, øker trykket i den kraftig (opptil titalls atmosfærer) og gassene presses ut gjennom flensåpningen 4, og skaper en intens langsgående eksplosjon. Som et resultat blir lysbuen slukket når strømmen først går gjennom null.
Når gnistgapet utløses, avgir det glødende ioniserte gasser i form av en lommelykt 5 1,5 - 3,5 m lang og 1 - 2,5 m bred (avhengig av den nominelle spenningen til gnistgapet) og en lyd høres som ligner et skudd Jeg hørte. Derfor, for å forhindre fase-til-fase-feil, ved installasjon av avledere, er det nødvendig å sikre at de strømførende delene av tilstøtende faser ikke faller inn i utløpssonen.Utløserspenningen til avlederne kan justeres ved å endre avstanden til det eksterne gnistgapet, men de kan ikke reduseres under et visst minimum, fordi dette fører til at avlederne tripper for ofte og øker slitasjen.
Siden det elektriske feltet til de stavformede elektrodene til rørgnistgapet er svært inhomogent, har dens volt-sekund-karakteristikk en avtagende karakter i området opp til 6-8 μs, noe som ikke stemmer overens med de flate volt-sekund-karakteristikkene til transformatorer og elektriske maskiner. En viss intensitet av gassdannelse er nødvendig for vellykket bueslukking, derfor er det en nedre grense for strømmer som skal kuttes der utladeren fortsatt kan slukke lysbuen innen 1-2 halve sykluser.
Den øvre grensen for avbrytende strømmer er også begrenset, siden for intens gassdannelse kan føre til ødeleggelse av avlederen (brudd på røret eller ødeleggelse av flensene).
Området for avbruddsstrømmer er angitt i typebetegnelsen til avlederen, for eksempel betyr RTV 35 / (0,5 - 2,5) en røravleder 0,5 - 2,5 vinylplast for 35 kV med et avbruddsstrømområde på 0,5 - 2,5 kA.
Ettersom lengden på bueundertrykkelsesgapet avtar og diameteren øker, blir begge grensene for utladningsstrømmene forskjøvet til større verdier.
Siden driften av avlederen er ledsaget av brenning av en del av materialet i lysbueundertrykkingsrøret, etter 8–10 operasjoner, når diameteren øker med 20–25 % sammenlignet med den opprinnelige, blir avlederen ubrukelig (siden grensene for strømmene, avbrutt av den, endres) og må erstattes.
For å ta hensyn til antall operasjoner er rørbegrenserne utstyrt med en aktiveringsindikator i form av en metallstrimmel 6 (se fig. 1, a), ikke utfoldet av gassene som slippes ut av begrenseren. For tiden produserer industrien RTF-type rørbegrensninger der gassen genereres fra fiberrøret, og RTV-type med vinylplastrør.
På grunn av fiberens lave mekaniske styrke er den innelukket i et tykt rør av bakelisert papir, som, for å redusere dets hygroskopisitet, er dekket med en fuktbestandig lakk (vanligvis perklorovinylemalje), som tåler atmosfæriske påvirkninger i sommer og vinter perioder godt. Et karakteristisk trekk ved RTF-avlederne er tilstedeværelsen av et kammer i den lukkede enden av røret, som forsterker den langsgående utblåsningen når strømmen går gjennom nullverdien og dermed bidrar til bueslukking.
I RTV-begrensere genereres gassen av et vinylplastrør, som har en høyere gassgenereringsevne og isolerende egenskaper som er godt bevart selv når du arbeider utendørs i all slags vær. RTV-avledere har en enklere design (ingen innvendig kammer, ingen maling nødvendig) og høyere øvre grenser for avbrytende strømmer (15 kA i stedet for 7-10 kA for RTF-avledere).
Ris. 2. Rørstopp RTV-20-2 / 10
For drift i nettverk med svært store intermitterende strømmer (opptil 30 kA), produseres forsterkede begrensere av typen RTVU, hvis økte mekaniske styrke oppnås ved å vikle et vinylplastrør med lag av glasstape impregnert med en værbestandig epoksyforbindelse.
Impulsbæreevnen til røravledere, som passerer praktisk talt hele lynstrømmen gjennom dem når den treffer linjen, er ganske høy og utgjør 30–70 kA.
Valget av røravledere gjøres i henhold til den nominelle spenningen til nettverket og grensene for kortslutningsstrømmene til nettverket ved installasjonspunktet. Den maksimale kortslutningsstrømmen beregnes når alle nettverkselementer (linjer, transformatorer, generatorer) er slått på, tar hensyn til den aperiodiske komponenten av kortslutningsstrømmen, minimumsstrømmen - med en nettverkskrets med delvis frakoblede elementer (for for eksempel for overhaling) og uten den aperiodiske komponenten vurderes. Kortslutningsstrømgrensene funnet. må passe innenfor avbruddsstrømgrensene til røravlederen.
Røravledere produseres for spenninger fra 3 til 220 kV, avbrytende strømmer varierer fra 0,2 - 7 og 1,5 - 30 kA ved spenning 3 - 35 kV til 0,4 - 7 og 2,2 - 30 kA ved spenning 110 kV. 220 kV-avlederen består av to 110 kV-røravledere forbundet med en stålbur med utløpsrør.
De største ulempene med røravledere er tilstedeværelsen av en utladningssone, et bratt brudd i overspenningsbølgen, en kortslutning (riktignok kortvarig) fra linjene til jord, og en spesielt bratt volt-sekund karakteristikk, som utelukker muligheten av utstrakt bruk av røravledere som en beskyttelsesanordning for nettstasjonsutstyr. Ulempen med rørbegrensere er tilstedeværelsen av begrensende avbrutte strømmer, noe som kompliserer deres produksjon og drift.
På grunn av deres enkelhet og lave kostnader, er rørstoppere mye brukt som hjelpemidler for nettstasjonsbeskyttelse, for beskyttelse av understasjoner med lav effekt og lavkritikk, så vel som individuelle seksjoner av ledninger.
For tiden blir rør- og ventilbegrensere gradvis erstattet av ikke-lineære spenningsbegrensere (begrensere)... De er seriekoblede metalloksidvaristorer (ikke-lineære motstander) uten gnister, innelukket i en porselens- eller polymerkasse.