Boru Durdurucuları — Cihaz, Özellikler, Uygulama, Avantajlar ve Dezavantajlar
Paratonerlerin kullanılması, elektrik tesisatlarında, özellikle elektrik hatlarında yıldırım hasarını tamamen ortadan kaldırmaz, çünkü havai elektrik hatları için yıldırım düşme olasılığı nispeten yüksek olabilir ve dahası, bunlar genellikle iletkenlerin herhangi bir koruması olmadan gerçekleştirilir. . Yıldırım çarpması sırasında hatlarda oluşan aşırı gerilimler, trafo merkezlerine ulaşır (bu nedenle dalgalanma olarak adlandırılır) ve orada kurulu ekipmanın yalıtımı için tehlike oluşturabilir.
Herhangi bir yalıtım yapısının hasar görmesini önlemek için volt-saniye değerinde bir kıvılcım ekleyin (bunun özelliği korumalı yalıtımın volt-saniye özelliğinin altında olmalıdır.Bu koşul karşılanırsa, aşırı gerilim dalgasının düşüşü her durumda kıvılcım aralığının bozulmasına ve ardından kıvılcım aralığı ve korunan yalıtım boyunca gerilimin keskin bir şekilde düşmesine ("kesinti") neden olur. kıvılcım aralığı, elektrik tesisatının endüstriyel frekansının voltajı - eşlik eden akım nedeniyle akmaya başlayacaktır.
Nötr topraklı kurulumlarda veya iki veya üç fazlı bir kıvılcım aralığı arızası durumunda, sonraki ark kendi kendine sönmeyebilir ve bu durumda darbe arızası kararlı bir kısa devreye dönüşerek elektrik kesintisine yol açar. kurulum Bu nedenle, tesisatın bu şekilde kapanmasını önlemek için, bir sonraki arkın kıvılcım aralığından söndürülmesi gerekir.
Yalnızca aşırı gerilime karşı izolasyon koruması sağlamakla kalmayıp, aynı zamanda bir sonraki arkı röle koruma süresinden daha kısa sürede söndüren cihazlara, genellikle koruyucu boşluklar (PZ) olarak adlandırılan geleneksel mumların aksine koruyucu parafudr denir.
Boru ile birlikte durur kapak başlıca tutucu türleridir. Sonraki ark söndürme prensibinde farklılık gösterirler. Tüplü tutucularda ark, uzunlamasına yoğun bir patlama oluşturarak söndürülür ve valf tutucularda kıvılcım aralığına seri bağlanan ek bir direnç vasıtasıyla sonraki akımın azalması nedeniyle ark söndürülür.
Bir tüp kıvılcım aralığı (Şekil 1, a), içinde bir çubuk elektrot 3 ve bir flanş 4 tarafından oluşturulan düzensiz bir ark söndürme aralığı S1 bulunan yalıtıcı gaz üreten malzemeden yapılmış bir tüp 2'dir.Kıvılcım, çalışma voltajından harici bir kıvılcım aralığı ile ayrılır, çünkü tüp 2, gaz üreten malzemenin sızıntı sızıntılarının etkisi altında ayrışması nedeniyle voltaj altında uzun süreli olarak bulunmaya yönelik değildir. Sınırlayıcının ikinci flanşı 1 topraklanmıştır.
Pirinç. 1. Tüp tutucu: a - cihaz ve anahtarlama devresi, b - şemaların geleneksel gösterimi, c - tutucudaki voltaj, d - eşdeğer devre.
Şebekede bir aşırı gerilim olduğunda (Şekil 1, c), her iki kıvılcım aralığı da kırılır ve aşırı gerilim dalgası (eğri 1) kesilir. Eşlik eden bir akım, darbeli boşalma tarafından oluşturulan yol boyunca akmaya başlar ve kıvılcım boşalması bir ark boşalmasına dönüşür Eşlik eden akımın ark kanalının yüksek sıcaklığının etkisi altında, tüpün malzemesi salınma ile ayrışır büyük miktarda gazın, içindeki basınç keskin bir şekilde artar (onlarca atmosfere kadar) ve gazlar, yoğun bir uzunlamasına patlama yaratarak flanş açıklığından 4 dışarı çıkmaya zorlanır. Sonuç olarak, akım sıfırdan ilk geçtiğinde ark söner.
Kıvılcım aralığı tetiklendiğinde, 1,5 - 3,5 m uzunluğunda ve 1 - 2,5 m genişliğinde (kıvılcım aralığının nominal voltajına bağlı olarak) torç şeklinde akkor iyonize gazlar yayar ve bir atışa benzeyen bir ses duyulur. Duydum. Bu nedenle faz-faz arızalarını önlemek için parafudrlar monte edilirken bitişik fazların akım taşıyan kısımlarının deşarj bölgesine düşmemesini sağlamak gerekir.Parafudrların açma gerilimi, harici kıvılcım aralığının mesafesi değiştirilerek ayarlanabilmektedir ancak belirli bir minimumun altına düşürülemezler çünkü bu durum arestörlerin çok sık trip yapmasına ve aşınmalarının artmasına neden olur.
Tüp kıvılcım aralığının çubuk şeklindeki elektrotlarının elektrik alanı oldukça homojen olmadığı için volt-saniye karakteristiği 6-8 μs'ye kadar bölgede azalan bir karaktere sahiptir, bu da düz volt-saniye karakteristiği ile tutarlı değildir. transformatörler ve elektrik makineleri. Başarılı ark söndürme için belirli bir gaz oluşumu yoğunluğu gereklidir, bu nedenle deşarj cihazının arkı 1-2 yarım döngü içinde söndürebileceği, kesilecek akımların alt sınırı vardır.
Kesici akımların üst sınırı da sınırlıdır, çünkü çok yoğun gaz oluşumu tutucunun tahrip olmasına (borunun kırılması veya flanşların tahrip olmasına) yol açabilir.
Kesinti akımlarının aralığı, tutucunun tip tanımında belirtilir, örneğin, RTV 35 / (0,5 - 2,5), 0,5 - 2,5 kA'lık bir kesinti akımı aralığına sahip 35 kV için 0,5 - 2,5 vinil plastik bir tüp tutucu anlamına gelir.
Ark bastırma aralığının uzunluğu azalıp çapı arttıkça, deşarj akımlarının her iki limiti de daha büyük değerlere kayar.
Tutucunun çalışmasına ark söndürme borusunun malzemesinin bir kısmının yanması eşlik ettiğinden, 8-10 operasyondan sonra çap ilkine göre %20-25 arttığında tutucu kullanılamaz hale gelir (çünkü kestiği akımların limitleri değişir) ve değiştirilmelidir.
İşlem sayısını hesaba katmak için, boru sınırlayıcılar, sınırlayıcı tarafından yayılan gazlar tarafından açılmayan metal bir şerit 6 (bkz. Şekil 1, a) şeklinde bir aktivasyon göstergesi ile donatılmıştır. Şu anda endüstri, gazın fiber borudan üretildiği RTF tipi boru tutucular ve vinil plastik borulu RTV tipi boru tutucular üretmektedir.
Lifin düşük mekanik mukavemeti nedeniyle, higroskopikliğini azaltmak için neme dayanıklı bir vernikle (genellikle perklorovinil emaye) kaplanan ve atmosferik etkilere dayanabilen kalın bir Bakalize kağıt tüpü içine alınır. yaz ve kış dönemleri iyi. RTF tutucuların karakteristik bir özelliği, borunun kapalı ucunda, akım sıfır değerinden geçtiğinde uzunlamasına patlamayı artıran ve böylece arkın söndürülmesine katkıda bulunan bir haznenin bulunmasıdır.
RTV kısıtlayıcılarda gaz, daha yüksek gaz üretme kabiliyetine ve tüm hava koşullarında açık havada çalışırken bile iyi korunmuş yalıtım özelliklerine sahip bir vinil plastik tüp tarafından üretilir. RTV arestörleri daha basit bir tasarıma (iç bölme yok, boyama gerektirmez) ve kesme akımlarının daha yüksek üst sınırlarına (RTF arestörler için 7-10 kA yerine 15 kA) sahiptir.
Pirinç. 2. Boru durdurucu RTV-20-2 / 10
Çok büyük aralıklı akımlara (30 kA'ya kadar) sahip ağlarda çalışmak için, artırılmış mekanik mukavemeti, hava koşullarına dayanıklı bir madde ile emprenye edilmiş cam bant katmanları ile bir vinil plastik tüpün sarılmasıyla elde edilen RTVU tipi güçlendirilmiş sınırlayıcılar üretilir. epoksi bileşik.
Yıldırım akımının neredeyse tamamını hatta çarptığında içlerinden geçiren borulu parafudrların impuls taşıma kapasiteleri oldukça yüksektir ve 30–70 kA'dır.
Boru arestörlerinin seçimi, şebekenin anma gerilimine ve şebekenin montaj noktasındaki kısa devre akımlarının limitlerine göre yapılır. Maksimum kısa devre akımı, tüm ağ elemanları (hatlar, trafolar, jeneratörler) açıldığında, kısa devre akımının periyodik olmayan bileşeni, minimum akım - kısmen bağlantısı kesilmiş elemanlara sahip bir ağ devresi ile (için) dikkate alınarak hesaplanır. örneğin revizyon için) ve periyodik olmayan bileşen olmadan kabul edilir. Bulunan kısa devre akım limitleri. boru tutucunun kesme akımı limitlerine uymalıdır.
Tüplü arestörler 3 ile 220 kV arası gerilimler için, kesme akımları 3 — 35 kV gerilimde 0,2 — 7 ve 1,5 — 30 kA ile 110 kV gerilimde 0,4 — 7 ve 2,2 — 30 kA aralığında üretilmektedir. 220 kV tutucu, boşaltma boruları olan çelik bir kafesle birbirine bağlanan iki adet 110 kV borulu tutucudan oluşur.
Tüp tutucuların ana dezavantajları, bir deşarj bölgesinin varlığı, dalgalanma dalgasında keskin bir kırılma, hatlardan toprağa bir kısa devre (kısa süreli de olsa) ve olasılığı engelleyen özellikle dik bir volt-saniye karakteristiğidir. trafo merkezi ekipmanının bir koruma cihazı olarak tüp tutucuların yaygın olarak kullanılması. Boru sınırlayıcıların dezavantajı, üretimlerini ve operasyonlarını zorlaştıran sınırlayıcı kesintili akımların varlığıdır.
Basitlikleri ve düşük maliyetleri nedeniyle, boru tutucular, düşük güçlü ve düşük kritik trafo merkezlerinin yanı sıra hatların ayrı bölümlerinin korunması için trafo merkezi korumasının yardımcı araçları olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır.
Şu anda, tüp ve valf sınırlayıcılar kademeli olarak doğrusal olmayan voltaj sınırlayıcılarla (sınırlayıcılar) değiştiriliyor... Bunlar, porselen veya polimer bir kutu içine alınmış, kıvılcım içermeyen seri bağlı metal oksit varistörlerdir (doğrusal olmayan dirençler).