Sikkerhedsventiler: funktionsprincip og egenskaber
Enhed og princip for drift af ventiler
Hovedelementerne ventilbegrænser er et gnistgab og en ikke-lineær modstand, som er forbundet i serie mellem den strømførende ledning og jorden parallelt med den beskyttede isolering.
Når en lynstødsimpuls påføres aflederen, brydes dens gnistgab, og strøm løber gennem aflederen. Dermed er holderen sat i drift. Spændingen, ved hvilken gnistgabene brydes, kaldes aflederens gennemslagsspænding.
Efter nedbrydningen af gnistgabet falder spændingen i gnistgabet, og dermed på den isolering, den beskytter, til en værdi svarende til produktet af impulsstrømmen Azi på modstandsmodstand i serie R og. Denne spænding kaldes restspænding Ubasn. Dens værdi forbliver ikke konstant, men ændres sammen med en ændring i størrelsen af impulsstrømmen, når den passerer gennem gnistgabet.Dog må restspændingen ikke stige til en værdi, der er farlig for den beskyttede isolering, i hele aflederens driftstid.
Ris. 1. Elektrisk kredsløbsdiagram at tænde for ventiler. IP — gnist, Rn — ikke-lineær modstandsmodstand, U — lyn overspændingsimpuls, Og — isolering af det beskyttede objekt.
Efter at impulsstrømmen holder op med at strømme gennem aflederen, fortsætter strømmen på grund af frekvensspændingen med at strømme. Denne strøm kaldes den ledsagende strøm. Aflederens gnistgab skal sikre pålidelig slukning af den næste lysbue, når den første gang krydser nul.
Ris. 2. Formen på spændingsimpulsen før og efter aktivering af ventilen. Tp er reaktionstiden for gnistgabet (afladningstid), Azi er afladerens impulsstrøm.
Ventilforsyningsspænding
Pålideligheden af at slukke lysbuen fra gnistgabet afhænger af værdien af spændingen af frekvensen af forsyningen af aflederen i det øjeblik, hvor den efterfølgende strøm slukkes. Den maksimale værdi af spændingen, ved hvilken gnistgab af begrænserne pålideligt afbryder den medfølgende strøm, kaldes den maksimalt tilladte spænding eller dæmpningsspænding Ugash.
Størrelsen af ventilbegrænserens kølespænding bestemmes af driftstilstanden for den elektriske installation, hvor den fungerer. Da der under tordenvejr kan være en samtidig kortslutning af en fase til jord og drift af ventilbegrænsere på andre ubeskadigede faser, stiger spændingen i disse faser i dette tilfælde. Ventilernes slukningsspænding vælges under hensyntagen til sådanne spændingsstigninger.
For begrænsere, der arbejder i netværk med en isoleret nul, antages slukningsspændingen at være Uburning = 1,1 x 1,73 x Uf = 1,1 Un, hvor Uf — spænding af arbejdsfasen.
Dette tager højde for muligheden for at øge spændingen af de ubeskadigede faser til lineær, når en fase er kortsluttet til jord og med yderligere 10 % på grund af brugerens spændingsregulering. Derfor er aflederens højeste driftsspænding 110 % af Unom-netværkets nominelle spænding.
For afledere, der opererer i netværk med en solid jordet nul, er quench-spændingen 1,4 Uf, t.d. 0,8 af den nominelle netværksspænding: Ubreakdown = 1,4 Uf = 0,8 UNo. Derfor kaldes sådanne afledere nogle gange 80%.
Gnisthuller i ventilerne
Ventilgnistgab skal opfylde følgende krav: have en stabil gennembrudsspænding med minimal spredning, have en flad volt-sekund karakteristik, ikke ændre dens gennemslagsspænding efter gentagne operationer, slukke lysbuen af efterstrømmen, når den først passerer gennem nul. Disse krav opfyldes af flere gnistgab, der er samlet af enkelte gnistgab med små luftgab. Enkelte stearinlys er forbundet i serie og for hver af dem ved den højeste tilladte spænding er der omkring 2 kV.
Opdeling af lysbuen i korte buer i enkelte gnistgab øger ventilaflederens buedæmpningsegenskaber, hvilket forklares med den intense afkøling af lysbuen og det store spændingsfald ved hver elektrode (katodespændingsfaldseffekt).
Gennembrudsspændingen af gnistgabene i en ventiludlader, når den udsættes for atmosfærisk overspænding, bestemmes af dens volt-sekund karakteristik, dvs. afhængigheden af afladningstiden af amplituden af overspændingsimpulsen. Afladningstiden er tiden fra starten af overspændingsimpulsen til nedbrydningen af aflederens gnistgab.
For effektiv isolationsbeskyttelse skal dens volt-sekund karakteristik ligge højere end aflederens volt-sekund karakteristik. Forskydningen af volt-sekund-egenskaberne er nødvendig for at bevare pålideligheden af beskyttelsen i tilfælde af utilsigtet svækkelse af isoleringen under drift, såvel som på grund af tilstedeværelsen af områder med udbredelse af udladningsspændinger både i selve aflederen og i aflederen. beskyttet isolering.
Beskytterens volt-sekund karakteristik skal have en flad form. Hvis det er stejlt, som vist i fig. 3 med en stiplet linje, vil dette føre til, at aflederen mister sin universalitet, da hver type udstyr med en individuel volt-sekund karakteristik vil kræve sin egen specielle begrænser.
Ris. 3. Volt-sekund karakteristika for ventilbegrænsere og isoleringen beskyttet af dem.
En ikke-lineær modstand. Der stilles to modsatte krav til den: i det øjeblik lynstrømmen passerer gennem den, skal dens modstand falde; når den medfølgende frekvenseffektstrøm går igennem den, må den tværtimod stige.Disse krav er opfyldt modstand af carborundum, som ændrer sig afhængigt af den spænding, der påføres det: jo højere den påførte spænding, jo lavere modstand, og omvendt, jo lavere den påførte spænding, jo større er dens modstand.
Derudover reducerer karburundens serieforbundne modstand, som en aktiv modstand, faseforskydningen mellem den medfølgende strøm og spænding, og med deres samtidige passage gennem nulværdien lettes slukning af lysbuen.
Når spændingen stiger, falder værdien af barrierelagenes modstand, hvilket sikrer passage af store strømme med relativt små spændingsfald.
HTML udklipsholder Afhængigheden af spændingen over gnistgabet af værdien af strømmen, der passerer gennem den (strøm-spændingskarakteristik) er tilnærmelsesvis udtrykt ved ligningen:
U = CAα,
hvor U er spændingen over modstanden af den ikke-lineære modstandsventilbeskytter, I — strømmen, der går gennem den ikke-lineære modstand, C er en konstant numerisk lig med modstanden ved en strøm på 1 A, α Ventilationsfaktoren er .
Jo mindre koefficienten α er, jo mindre ændres spændingen af den ikke-lineære modstand, når strømmen, der passerer gennem den, ændres, og jo mindre er den resterende spænding af ventilen.
Restspændingsværdierne angivet i ventilbegrænsercertifikatet er angivet for de normaliserede impulsstrømme. Værdierne af disse strømme er i området 3.000-10.000 A.
Hver strømimpuls efterlader et spor af ødelæggelse i seriemodstanden - der sker en nedbrydning af barrierelaget af individuelle carborundumkorn.Gentagen passage af strømimpulser fører til fuldstændig fejl i modstanden og ødelæggelse af aflederen. Fuldstændig fejl i modstanden opstår jo tidligere, jo større er amplituden og længden af den aktuelle puls. Derfor er flowkapaciteten af ventilbegrænseren begrænset. Ved evaluering af gennemløbet af ventilbegrænsere tages der hensyn til gennemløbet af både seriemodstande og gnistgab.
Modstandene skal uden skader modstå 20 strømimpulser af varighed 20/40 µs med amplitude afhængig af typen af begrænser. For eksempel for afledere af RVP- og RVO-typen med en spænding på 3 - 35 kV er strømamplituden 5000 A, for RVS-typen med en spænding på 16 - 220 kV - 10.000 A og RVM og RVMG med en spænding på 3 — 500 kV — 10.000 A.
For at øge ventilgnistgabets beskyttende egenskaber er det nødvendigt at reducere restspændingen, hvilket kan opnås ved at reducere ventilkoefficienten α for den ikke-lineære modstand i serien, mens gnistgabets bueundertrykkelsesegenskaber øges.
Forøgelse af bueundertrykkelsesegenskaberne af gnistgabene gør det muligt at øge shuntstrømmen, der afbrydes af dem, og gør det derfor muligt at reducere modstanden i seriemodstanden. På nuværende tidspunkt udføres den tekniske forbedring af ventilerne langs disse linjer.
det skal bemærkes, at i ventilbegrænserkredsløbet er jordingsanordningen af stor betydning. Hvis der ikke er jordforbindelse, kan aflederen ikke fungere.
Jordingen af ventilbegrænseren og det udstyr, der er beskyttet af den, er kombineret.I tilfælde hvor ventilbegrænseren af en eller anden grund er adskilt fra det beskyttede udstyr jordforbinde, dens værdi normaliseres afhængigt af udstyrets isolationsniveau.
Montering af fastholdelsesanordninger
Efter en grundig inspektion monteres stopperne på de bærende strukturer, kontrolleres for niveau og lod med polstring, om nødvendigt, under bunden af metalpladerne og fastgøres på understøtningerne ved hjælp af en boltet klemme.