Zamaški za cevi — naprava, lastnosti, uporaba, prednosti in slabosti
Uporaba strelovodov ne izključuje popolnoma poškodb električnih inštalacij, predvsem daljnovodov, s strelo, saj je verjetnost udara strele za nadzemne daljnovode lahko relativno velika, poleg tega pa se pogosto izvajajo brez zaščite vodnikov. . Prenapetosti, ki nastanejo na vodih ob udaru strele, dosežejo transformatorske postaje (zato jih imenujemo prenapetosti) in lahko predstavljajo nevarnost za izolacijo tam nameščene opreme.
Da preprečite poškodbe katere koli izolacijske strukture, vključite volt-sekundno iskro (katere karakteristika mora biti pod volt-sekundno karakteristiko zaščitene izolacije).Če je ta pogoj izpolnjen, bo padec prenapetostnega vala v vseh primerih povzročil razpad iskrišča, ki mu bo sledil oster padec ("motnja") napetosti na iskrišču in zaščiteni izolaciji. impulzni tok skozi iskrišče bo začelo teči zaradi napetosti industrijske frekvence električne napeljave — spremljajočega toka.
V napravah z ozemljenim nevtralnim vodom ali v primeru okvare dvofaznega ali trifaznega iskrišča naslednji oblok morda ne bo sam ugasnil, impulzna napaka pa bo v tem primeru postala stabilen kratek stik, kar bo povzročilo prekinitev namestitev. Da bi se izognili takšni zaustavitvi napeljave, je treba naslednji oblok ugasniti skozi iskrišče.
Naprave, ki zagotavljajo ne samo izolacijsko zaščito pred prenapetostjo, ampak tudi ugasnejo naslednji lok v času, krajšem od trajanja relejne zaščite, se imenujejo zaščitni odvodniki v nasprotju s konvencionalnimi svečami, ki se običajno imenujejo zaščitne vrzeli (PZ).
Cevne zapore skupaj z ventil so glavne vrste držal. Razlikujejo se po principu naknadnega gašenja obloka. Pri cevnih odvodnikih se oblok ugasne z ustvarjanjem intenzivnega vzdolžnega izbruha, pri ventilskih odvodnikih pa oblok ugasne zaradi zmanjšanja naknadnega toka s pomočjo dodatnega upora, zaporedno vezanega na iskrišče.
Iskrišče cevi (slika 1, a) je cev 2 iz izolacijskega materiala, ki proizvaja plin, znotraj katerega je neregulirana reža za gašenje obloka S1, ki jo tvorita paličasta elektroda 3 in prirobnica 4.Iskra je ločena od delovne napetosti z zunanjim iskriščem, saj cev 2 ni namenjena dolgotrajni prisotnosti pod napetostjo zaradi razgradnje plinotvornega materiala pod vplivom uhajanja puščanja. Druga prirobnica 1 omejevalnika je ozemljena.
riž. 1. Cevni odvodnik: a - naprava in preklopno vezje, b - konvencionalni zapis diagramov, c - napetost v odvodniku, d - ekvivalentno vezje.
S prenapetostjo v omrežju (slika 1, c) se obe iskrišči prekineta in prenapetostni val (krivulja 1) se prekine. Spremljevalni tok začne teči vzdolž poti, ki jo ustvari impulzna razelektritev, in iskričasta razelektritev se spremeni v obločno razelektritev.Pod delovanjem visoke temperature obločnega kanala spremljajočega toka se material cevi razgradi s sprostitvijo velike količine plinov, se tlak v njem močno poveča (do več deset atmosfer) in plini se iztisnejo skozi odprtino prirobnice 4, kar ustvarja intenzivno vzdolžno pihanje. Posledično lok ugasne, ko tok prvič preide skozi ničlo.
Ko se iskrišče sproži, oddaja žareče ionizirane pline v obliki bakle 5 dolžine 1,5 - 3,5 m in širine 1 - 2,5 m (odvisno od nazivne napetosti iskrišča) in zasliši se zvok, podoben strelu. Slišal sem. Da bi preprečili medfazne napake, je treba pri nameščanju odvodnikov zagotoviti, da tokovni deli sosednjih faz ne padejo v območje praznjenja.Prožilne napetosti odvodnikov lahko prilagajamo s spreminjanjem razdalje zunanjega iskrišča, ne moremo pa jih znižati pod določen minimum, ker s tem pride do prepogostega proženja odvodnikov in večje obrabe.
Ker je električno polje paličastih elektrod cevnega iskrišča zelo nehomogeno, ima njegova volt-sekundna karakteristika padajoč značaj v območju do 6-8 μs, kar ni skladno z ravno volt-sekundno karakteristiko transformatorji in električni stroji. Za uspešno gašenje obloka je potrebna določena intenzivnost tvorbe plina, zato obstaja spodnja meja tokov, ki jih je treba rezati, pri katerih lahko razelektrilnik še vedno ugasne oblok v 1-2 pol ciklih.
Omejena je tudi zgornja meja prekinitvenih tokov, saj lahko premočna tvorba plina povzroči uničenje odvodnika (pretrganje cevi ali uničenje prirobnic).
Razpon prekinitvenih tokov je naveden v tipski oznaki odvodnika, na primer RTV 35 / (0,5 - 2,5) pomeni cevni odvodnik 0,5 - 2,5 vinilne plastike za 35 kV z območjem prekinitvenega toka 0,5 - 2,5 kA.
Ko se dolžina dušilne reže zmanjša in njen premer poveča, se obe meji razelektritvenih tokov premakneta na večje vrednosti.
Ker delovanje odvodnika spremlja izgorevanje dela materiala cevi za dušenje obloka, po 8-10 operacijah, ko se premer poveča za 20-25% v primerjavi z začetnim, odvodnik postane neuporaben (ker meje tokov, ki jih prekine, se spremenijo) in jih je treba zamenjati.
Da bi upoštevali število operacij, so omejevalniki cevi opremljeni z indikatorjem aktivacije v obliki kovinskega traku 6 (glej sliko 1, a), ki ga plini, ki jih oddaja omejevalnik, ne razvijejo. Trenutno industrija proizvaja cevne omejitve tipa RTF, v katerih plin nastaja iz cevi iz vlaken, in tip RTV s cevjo iz vinilne plastike.
Zaradi nizke mehanske trdnosti je vlakno zaprto v debelo cev iz bakeliziranega papirja, ki je zaradi zmanjšanja njegove higroskopnosti prekrit z lakom, odpornim na vlago (običajno perklorovinilni emajl), ki je odporen na atmosferske vplive v poletna in zimska obdobja dobro. Značilnost odvodnikov RTF je prisotnost komore na zaprtem koncu cevi, ki poveča vzdolžni izpih, ko tok prehaja skozi ničelno vrednost in tako prispeva k ugasnitvi obloka.
Pri RTV restriktorjih se plin proizvaja s pomočjo vinil plastične cevi, ki ima večjo zmogljivost plina in izolacijske lastnosti, ki se dobro ohranijo tudi pri delu na prostem v vseh vremenskih razmerah. RTV odvodniki imajo preprostejšo zasnovo (brez notranje komore, ni potrebno barvanje) in višje zgornje meje prekinitvenih tokov (15 kA namesto 7-10 kA pri RTF odvodnikih).
riž. 2. Zapora cevi RTV-20-2 / 10
Za delovanje v omrežjih z zelo velikimi prekinitvenimi tokovi (do 30 kA) se izdelujejo ojačani omejevalniki tipa RTVU, katerih povečana mehanska trdnost se doseže z navijanjem vinilne plastične cevi s plastmi steklenega traku, impregniranega z vremensko odpornim epoksi spojina.
Impulzna nosilnost cevnih odvodnikov, ki ob udaru v napeljavo prepustijo skoraj ves tok strele, je precej visoka in znaša 30–70 kA.
Izbira cevnih odvodnikov se izvede glede na nazivno napetost omrežja in meje kratkostičnih tokov omrežja na mestu njihove namestitve. Največji tok kratkega stika se izračuna, ko so vklopljeni vsi elementi omrežja (vodi, transformatorji, generatorji), ob upoštevanju aperiodične komponente toka kratkega stika, najmanjši tok - z omrežnim vezjem z delno odklopljenimi elementi (za na primer za remont) in brez aperiodične komponente. Najdene meje toka kratkega stika. mora ustrezati mejam prekinitvenega toka cevnega odvodnika.
Cevni odvodniki se proizvajajo za napetosti od 3 do 220 kV, prekinitveni tokovi so v razponu od 0,2 - 7 in 1,5 - 30 kA pri napetosti 3 - 35 kV do 0,4 - 7 in 2,2 - 30 kA pri napetosti 110 kV. Odvodnik 220 kV je sestavljen iz dveh cevnih odvodnikov 110 kV, povezanih z jekleno kletko z odvodnimi cevmi.
Glavne pomanjkljivosti cevnih odvodnikov so prisotnost razelektritvenega območja, strm prelom udarnega vala, kratek stik (čeprav kratkotrajen) med vodniki in zemljo ter posebej strma volt-sekundna karakteristika, ki izključuje možnost široke uporabe cevnih odvodnikov kot zaščitne naprave opreme transformatorskih postaj. Pomanjkljivost omejevalnikov cevi je prisotnost omejevalnih prekinjenih tokov, kar otežuje njihovo proizvodnjo in delovanje.
Zaradi svoje enostavnosti in nizkih stroškov se cevni odvodniki pogosto uporabljajo kot pomožna sredstva za zaščito transformatorskih postaj, za zaščito transformatorskih postaj z majhno močjo in nizko kritičnostjo ter posameznih odsekov vodov.
Trenutno cevne in ventilne omejevalnike postopoma nadomeščajo nelinearni omejevalniki napetosti (limiterji) ... So serijsko povezani kovinsko-oksidni varistorji (nelinearni upori) brez isker, zaprti v porcelanasto ali polimerno ohišje.