Сигурносни вентили: принцип рада и карактеристике
Уређај и принцип рада вентила
Главни елементи граничника вентила су искриште и нелинеарни отпорник, који су серијски повезани између жице под напоном и уземљења паралелно са заштићеном изолацијом.
Када се импулс удара грома примени на одводник, његов размак је прекинут и струја тече кроз одводник. Тако је држач пуштен у рад. Напон при коме се ломе варнични размаци назива се пробојни напон одводника.
Након пробоја варничног размака, напон у варничком размаку, а самим тим и на изолацији коју штити, опада на вредност једнаку производу импулсне струје Ази на отпор отпорника у серији Р и. Овај напон се назива резидуални напон Убасн. Његова вредност не остаје константна, већ се мења заједно са променом величине импулсне струје док пролази кроз искриште.Међутим, за све време рада одводника, преостали напон не сме да порасте до вредности опасне за штићену изолацију.
Пиринач. 1. Шема електричног кола укључивање вентила. ИП — искра, Рн — отпор нелинеарног отпорника, У — пренапонски импулс грома, И — изолација штићеног објекта.
Након што импулсна струја престане да тече кроз одводник, струја услед фреквентног напона наставља да тече. Ова струја се назива пратећа струја. Варници одводника морају да обезбеде поуздано гашење следећег лука када он први пут пређе нулу.
Пиринач. 2. Облик импулса напона пре и после активирања вентила. Тп је време реакције искришта (време пражњења), Ази је импулсна струја пражњења.
Напон напајања вентила
Поузданост гашења лука из искришта зависи од вредности напона фреквенције напајања одводника у тренутку гашења накнадне струје. Максимална вредност напона при којој искристи размаци граничника поуздано прекидају пратећу струју назива се максимално дозвољени напон или напон пригушења Угаш.
Величина расхладног напона вентилског граничника одређена је начином рада електричне инсталације у којој он ради. Пошто током грмљавине може доћи до истовременог кратког споја једне фазе на масу и рада граничника вентила на другим неоштећеним фазама, напон у овим фазама у овом случају расте. Напон гашења вентила се бира узимајући у обзир повећање напона.
За лимитере који раде у мрежама са изолованим неутралним елементом, претпоставља се да је напон гашења Убурнинг = 1,1 к 1,73 к Уф = 1,1 Ун, где је Уф — напон радне фазе.
Ово узима у обзир могућност повећања напона неоштећених фаза до линеарног када је једна фаза кратко спојена на масу и за још 10% услед регулације напона корисника. Дакле, највећи радни напон одводника износи 110% називног напона Уном мреже.
За одводнике који раде у мрежама са чврстим уземљеним неутралом, напон гашења је 1,4 Уф, т.д. 0,8 номиналног напона мреже: Убреакдовн = 1,4 Уф = 0,8 УНбр. Стога се такви одводники понекад називају 80%.
Варнице у вентилима
Варници вентила морају испуњавати следеће захтеве: имати стабилан пробојни напон са минималним ширењем, имати равну волт-секундну карактеристику, не мењати свој пробојни напон након поновљених операција, гасити лук накнадне струје када први пут прође кроз нулу. Ове захтеве испуњавају вишеструки искристи размаци који су састављени од појединачних искришта са малим ваздушним празнинама. Појединачне свеће су повезане у серију и за сваку од њих на највећем дозвољеном напону постоји око 2 кВ.
Цепањем лука на кратке лукове у појединачне искристице повећавају се својства сузбијања лука вентилског одводника, што се објашњава интензивним хлађењем лука и великим падом напона на свакој електроди (ефекат пада напона катоде).
Напон пробоја искришта у вентилском пражњењу када је изложен атмосферском пренапону одређен је његовом волт-секундном карактеристиком, односно зависношћу времена пражњења од амплитуде пренапонског импулса. Време пражњења је време од почетка пренапонског импулса до пробоја искришта одводника.
За ефикасну заштиту изолације, његова волт-секундна карактеристика мора бити виша од волт-секундне карактеристике одводника. Померање волт-секундних карактеристика је неопходно да би се очувала поузданост заштите у случају случајног слабљења изолације током рада, као и због присуства подручја ширења напона пражњења како у самом одводнику тако иу одводнику. заштићена изолација.
Волт-секундна карактеристика заштитника треба да има раван облик. Ако је стрма, као што је приказано на сл. 3 са испрекиданом линијом, то ће довести до чињенице да ће одводник изгубити своју универзалност, јер ће свака врста опреме са индивидуалном волт-секундном карактеристиком захтевати свој посебан лимитер.
Пиринач. 3. Волт-секундне карактеристике вентилских лимитера и изолације која се њима штити.
Нелинеарни отпорник. Њему се намећу два супротна захтева: у тренутку када струја грома прође кроз њега, њен отпор мора да се смањи; када кроз њега прође пратећа фреквенцијска струја снаге, она мора, напротив, да расте.Ови захтеви су испуњени отпором карборунда, који се мења у зависности од напона примењеног на њега: што је већи примењени напон, мањи је његов отпор и, обрнуто, што је мањи примењени напон, већи је његов отпор.
Поред тога, серијски спојени отпор карбурунда, као активни отпор, смањује фазни помак између пратеће струје и напона, а њиховим истовременим проласком кроз нулту вредност олакшава се гашење лука.
Са повећањем напона смањује се вредност отпора слојева баријере, чиме се обезбеђује пролаз великих струја са релативно малим падом напона.
ХТМЛ цлипбоард Зависност напона на варничком размаку од вредности струје која пролази кроз њега (струјно-напонска карактеристика) је приближно изражена једначином:
У = ЦАα,
где је У напон на отпору заштитника вентила нелинеарног отпорника, И — струја која пролази кроз нелинеарни отпорник, Ц је константа бројчано једнака отпору при струји од 1 А, α Фактор вентилације је .
Што је мањи коефицијент α, мање се мења напон нелинеарног отпорника када се промени струја која пролази кроз њега, а мањи је и преостали напон вентила.
Вредности заосталог напона дате у сертификату граничника вентила дате су за нормализоване импулсне струје. Вредности ових струја су у распону од 3.000-10.000 А.
Сваки струјни импулс оставља траг уништења у серијском отпорнику — долази до слома баријерног слоја појединачних зрна карборундума.Поновљени пролаз струјних импулса доводи до потпуног отказа отпорника и уништења одводника. Потпуни отказ отпорника настаје што раније, што је већа амплитуда и дужина струјног импулса. Због тога је капацитет протока граничника вентила ограничен. Приликом процене пропусности вентилских рестриктора узима се у обзир пропусност и серијских отпорника и искришта.
Отпорници морају да издрже без оштећења 20 струјних импулса у трајању од 20/40 µс са амплитудом у зависности од типа лимитера. На пример, за одводнике типа РВП и РВО са напоном од 3 — 35 кВ, амплитуда струје је 5000 А, за тип РВС са напоном од 16 — 220 кВ — 10 000 А, а РВМ и РВМГ са напоном. од 3 — 500 кВ — 10.000 А.
Да би се повећала заштитна својства вентилског искришта, потребно је смањити преостали напон, што се може постићи смањењем коефицијента вентила α серијског нелинеарног отпорника, уз повећање својстава сузбијања лука варничких размака.
Повећање својстава за сузбијање лука варничких празнина омогућава повећање струје шанта коју они прекидају, и стога омогућава смањење отпора серијског отпорника. Тренутно се врши техничко усавршавање вентила на овим линијама.
треба напоменути да је у кругу граничника вентила уређај за уземљење од великог значаја. У недостатку уземљења, одводник не може да ради.
Комбиновано је уземљење граничника вентила и опреме која се њиме штити.У случајевима када је граничник вентила из неког разлога одвојен од штићене опреме уземљење, његова вредност је нормализована у зависности од нивоа изолације опреме.
Инсталација ограничења
После детаљне провере, граничници се постављају на носеће конструкције, проверавају се на ниво и нагиб са подставом, ако је потребно, испод основе лимених делова и причвршћују се на носаче помоћу стезаљке са вијцима.