Opritori de țevi — Dispozitiv, Caracteristici, Aplicație, Avantaje și Dezavantaje

Utilizarea paratrăsnetului nu exclude complet daunele cauzate de trăsnet la instalațiile electrice, în special la liniile electrice, deoarece probabilitatea de lovire a trăsnetului pentru liniile electrice aeriene poate fi relativ mare și, în plus, acestea sunt adesea efectuate fără nicio protecție a conductorilor. . Supratensiunile care apar pe linii în timpul loviturilor de trăsnet ajung în substații (de aceea se numesc supratensiuni) și pot reprezenta un pericol pentru izolarea echipamentelor instalate acolo.

Pentru a preveni deteriorarea oricărei structuri izolatoare, includeți o scânteie, volt-secundă (a cărei caracteristică trebuie să fie sub caracteristica volt-secundă a izolației protejate.Dacă această condiție este îndeplinită, scăderea undei de supratensiune va provoca în toate cazurile ruperea eclatorului, urmată de o scădere bruscă („întreruperea”) a tensiunii pe eclatorul și izolația protejată.un curent de impuls prin eclatorul va începe să curgă datorită tensiunii frecvenței industriale a instalației electrice — curentul de însoțire.

În instalațiile cu un neutru împământat sau în cazul unei defecțiuni a eclatorului cu două sau trei faze, arcul următor poate să nu se stingă singur, iar defecțiunea de impuls în acest caz va deveni un scurtcircuit stabil, ducând la o întrerupere a circuitului. instalarea . Prin urmare, pentru a evita o astfel de oprire a instalației, este necesar să se stingă următorul arc prin eclatorul.

Dispozitivele care oferă nu numai protecție de izolare împotriva supratensiunii, ci și sting următorul arc într-un timp mai mic decât durata protecției releului, sunt numite descărcători de protecție, spre deosebire de lumânările convenționale, care sunt de obicei numite goluri de protecție (PZ).

Conducta se opreste impreuna cu supapă sunt principalele tipuri de reteneri. Ele diferă prin principiul stingerii ulterioare a arcului. La descărcătoarele cu tub arcul se stinge prin crearea unei explozii longitudinale intense, iar la descărcătoarele cu supape arcul se stinge datorită unei reduceri a curentului ulterior prin intermediul unei rezistențe suplimentare conectate în serie cu eclatorul.

Un eclator tub (Fig. 1, a) este un tub 2 din material izolator generator de gaze, în interiorul căruia există un spațiu de stingere a arcului nereglat S1 format dintr-un electrod tijă 3 și o flanșă 4.Scanteia este separată de tensiunea de funcționare printr-un efer de scânteie extern, deoarece tubul 2 nu este destinat prezenței pe termen lung sub tensiune din cauza descompunerii materialului generator de gaz sub influența scurgerilor de scurgere. A doua flanșă 1 a limitatorului este legată la pământ.

Orez. 1. Descărcător cu tub: a — dispozitiv și circuit de comutare, b — notarea convențională a schemelor, c — tensiunea în descărcător, d — circuit echivalent.

Cu o supratensiune în rețea (Fig. 1, c), ambele eclatoare se rup și unda de supratensiune (curba 1) este întreruptă. Un curent însoțitor începe să curgă de-a lungul traseului creat de descărcarea impulsului, iar descărcarea scânteii se transformă într-o descărcare de arc.Sub acțiunea temperaturii ridicate a canalului arcului curentului însoțitor, materialul tubului se descompune odată cu eliberarea. a unei cantități mari de gaze, presiunea din acesta crește brusc (până la zeci de atmosfere) și gazele sunt forțate să iasă prin deschiderea flanșei 4, creând o suflare longitudinală intensă. Ca rezultat, arcul se stinge atunci când curentul trece prima dată prin zero.

Când eclatorul este declanșat, emite gaze ionizate incandescente sub forma unei torțe de 5 1,5 - 3,5 m lungime și 1 - 2,5 m lățime (în funcție de tensiunea nominală a eclatorului) și se aude un sunet, asemănător unei împușcături. Am auzit. Prin urmare, pentru a preveni defecțiunile fază-la-fază, la instalarea descărcătoarelor, este necesar să se asigure că părțile purtătoare de curent ale fazelor adiacente nu cad în zona de descărcare.Tensiunea de declanșare a descărcătoarelor poate fi reglată prin modificarea distanței eclatorului extern, dar acestea nu pot fi reduse sub un anumit minim, deoarece acest lucru determină declanșarea prea des a descărcătoarelor și creșterea uzurii acestora.

Deoarece câmpul electric al electrozilor în formă de tijă ai eclatorului tubului este foarte neomogen, caracteristica sa volt-secundă are un caracter descrescător în regiune de până la 6-8 μs, ceea ce nu este în concordanță cu caracteristicile plate volt-secundă ale transformatoare și mașini electrice. Este necesară o anumită intensitate a formării gazului pentru stingerea cu succes a arcului, prin urmare există o limită inferioară a curenților care trebuie tăiați la care descărcatorul poate încă stinge arcul în 1-2 jumătăți de ciclu.

Limita superioară a curenților de întrerupere este, de asemenea, limitată, deoarece formarea prea intensă de gaz poate duce la distrugerea descărcătorului (ruperea tubului sau distrugerea flanșelor).

Gama de curenți de întrerupere este indicată în denumirea tipului descărcătorului, de exemplu, RTV 35 / (0,5 — 2,5) înseamnă un descărcător tub 0,5 — 2,5 din plastic vinil pentru 35 kV cu un interval de curent de întrerupere de 0,5 — 2,5 kA.

Pe măsură ce lungimea intervalului de suprimare a arcului scade și diametrul acestuia crește, ambele limite ale curenților de descărcare sunt deplasate la valori mai mari.

Deoarece funcționarea descărcătorul este însoțită de arderea unei părți din materialul tubului de suprimare a arcului, după 8 — 10 operații, când diametrul crește cu 20 — 25% față de cel inițial, descărcătorul devine inutilizabil (din moment ce limitele curenților, întrerupți de acesta, sunt modificate) și trebuie înlocuite.

Pentru a ține cont de numărul de operații, limitatoarele de conducte sunt echipate cu un indicator de activare sub forma unei benzi metalice 6 (vezi Fig. 1, a), nedesfăcută de gazele emise de limitator. În prezent, industria produce reținere pentru țevi de tip RTF în care gazul este generat din țeava din fibră, și tip RTV cu țeavă din plastic vinil.

Datorită rezistenței mecanice scăzute a fibrei, aceasta este închisă într-un tub gros de hârtie Bakelizată, care, pentru a-și reduce higroscopicitatea, este acoperită cu un lac rezistent la umiditate (de obicei email perclorovinil), care poate rezista influențelor atmosferice în perioadele de vară și iarnă bine . O trăsătură caracteristică a descărcătoarelor RTF este prezența unei camere la capătul închis al tubului, care sporește explozia longitudinală atunci când curentul trece prin valoarea zero și contribuie astfel la stingerea arcului.

În restrictoarele RTV, gazul este generat de un tub din plastic vinil, care are o capacitate mai mare de generare de gaz și proprietăți izolante care sunt bine conservate chiar și atunci când se lucrează în aer liber, în orice vreme. Descărcătoarele RTV au un design mai simplu (fără cameră internă, nu necesită vopsire) și limite superioare mai mari ale curenților de întrerupere (15 kA în loc de 7-10 kA pentru descărcătoarele RTF).

Orez. 2. Opritor de țeavă RTV-20-2 / 10

Pentru funcționarea în rețele cu curenți intermitenți foarte mari (până la 30 kA), se produc limitatoare ranforsate de tip RTVU, a căror rezistență mecanică crescută se realizează prin înfășurarea unui tub din plastic vinil cu straturi de bandă de sticlă impregnate cu un material rezistent la intemperii. compus epoxidic.

Capacitatea de purtare a impulsurilor a descărcătoarelor cu tuburi, care trec practic întregul curent de fulger prin ele atunci când lovește linia, este destul de mare și se ridică la 30-70 kA.

Alegerea descărcătoarelor de conducte se face în funcție de tensiunea nominală a rețelei și de limitele curenților de scurtcircuit ai rețelei în punctul de instalare a acestora. Curentul maxim de scurtcircuit este calculat atunci când toate elementele de rețea (linii, transformatoare, generatoare) sunt pornite, ținând cont de componenta aperiodică a curentului de scurtcircuit, curentul minim - cu un circuit de rețea cu elemente parțial deconectate (pentru de exemplu, pentru revizie) și fără componenta aperiodică este luată în considerare. Limitele curentului de scurtcircuit găsite. trebuie să se încadreze în limitele curentului de întrerupere ale descărcătorului de conducte.

Descărcătoarele cu tuburi sunt produse pentru tensiuni de la 3 la 220 kV, curenții de întrerupere variază de la 0,2 — 7 și 1,5 — 30 kA la tensiune 3 — 35 kV la 0,4 — 7 și 2,2 — 30 kA la tensiune de 110 kV. Descărcătorul de 220 kV este alcătuit din două descărcătoare cu tuburi de 110 kV conectate printr-o cușcă de oțel cu țevi de refulare.

Principalele dezavantaje ale descărcătoarelor cu tuburi sunt prezența unei zone de descărcare, o întrerupere abruptă a valului de supratensiune, un scurtcircuit (deși pe termen scurt) de la linii la masă și o caracteristică volt-secundă deosebit de abruptă, care exclude posibilitatea de utilizare pe scară largă a descărcătoarelor de tuburi ca dispozitiv de protecție a echipamentelor substațiilor. Dezavantajul limitatoarelor de conducte este prezența curenților limitatori întrerupti, ceea ce complică producerea și funcționarea acestora.

Datorită simplității și costului redus, descărcătoarele de conducte sunt utilizate pe scară largă ca mijloace auxiliare de protecție a stațiilor, pentru protecția stațiilor de putere redusă și de criticitate redusă, precum și a secțiunilor individuale de linii.

În prezent, limitatoarele cu tuburi și supape sunt înlocuite treptat cu limitatoare de tensiune neliniare (limitatoare)... Sunt varistoare cu oxid metalic (rezistoare neliniare) conectate în serie, fără scântei, închise într-o carcasă de porțelan sau polimer.