- Uređaj i princip rada
- primjena
- Vrste odvodnika
- Tehničke specifikacije
- Održavanje i dijagnostika prenaponskih odvodnika
- Video na temu članka
Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Jedan od najopasnijih načina rada u hitnim slučajevima u električnim mrežama je pulsni naponski nagib tijekom atmosferskih pražnjenja, preklapajućih linija ili prekidnih operacija. Ova vrijednost je daleko ispred povećanja pulsne struje i utječe na izolaciju električne opreme i drugih uređaja, stoga klasični automati i druge zaštite koje reagiraju na promjenu nazivne struje nisu učinkovite protiv njega.
Vrijednost prenapona može biti nekoliko puta viša od nominalne radne vrijednosti, stoga ova pojava ugrožava svu opremu i elemente mreže. Da bi se spriječili značajni gubici i naknadni troškovi restauracije u električnim instalacijama, koriste se prenaponski supresori (SPD).
Uređaj i princip rada
Strukturno, prenaponski supresor uključuje poluvodički element s nelinearnom vrijednošću otpora. U pravilu, u ulozi takvih elemenata su vilitovy diskovi napravljeni na temelju cinkovih oksida s uključivanjem u sastav tih ili drugih nečistoća. Vani su diskovi zatvoreni zaštitnim omotačem, a na krajevima imaju električne vodove, od kojih se jedan dovodi u zaštićenu električnu mrežu, a drugi je uzemljen. Primjer određene varijante uređaja za sprječavanje prenapona prikazan je na slici 1:
Rad odvodnika prenapona sličan je konvencionalnom varistoru, a posebnost limitera su neke razlike s karakteristikama varistora u smislu provodljivosti i brzine porasta. Princip djelovanja supresora prenaponskog napona leži u njegovoj nelinearnoj karakteristici strujnog napona (IVC). To znači da je na nominalnom naponu otpor varistora dovoljno velik i struja ne prolazi kroz njih - otpor izolacije usporediv je s izolacijom kabela, izolatora i električnih uređaja.
U načinu rada, kada se javljaju munja ili drugi visokonaponski impulsi, otpor nelinearnih otpornika unutar graničnika oštro pada. Ta se vrijednost u pravilu približava nuli ili nesumjerno manjem od otpora mreže i svih uređaja povezanih s njom. Stoga, u slučaju prenapona struje ili grmljavinske struje, struja pražnjenja teče samo preko prenaponskog prigušivača do tla, što štiti električnu opremu.
Granice djelovanja odvodnika prenapona za udare munje ili druge prenapone impulsa određuju se svojstvom strujnog napona.
Kao što možete vidjeti na slici 2, kada prenaponski supresor radi do 600V, struja koja prolazi kroz nju će biti nula. Čim ova vrijednost pređe 600V oznaku, otpor naglo pada i struja struje raste na stotine i tisuće ampera.
Ovdje karakterističnu krivulju predstavljaju tri dijela:
- 1 - područje nulte ili ultra-niske struje;
- 2 - područje prosječnih strujnih opterećenja;
- 3 - područje maksimalne struje.
primjena
Za sprječavanje nagomilavanja prenapona na električnoj opremi upotrebljava se prenaponski supresor s naknadnim prijenosom impulsa pražnjenja na tlo.
Široko rasprostranjena upotreba nelinearnih ograničivača je uobičajena u elektroenergetskim vodovima, gdje djeluju kao zaštita od udara munje, a same žice su prijemnici munje. U industrijske svrhe, prenaponski zaštitnici se koriste za zaštitu raznih električnih uređaja i osoblja, na primjer, na traktorskim i transformatorskim podstanicama, rasklopnim postrojenjima itd. U kućanskim uređajima prenaponski odvodnici se koriste za ugradnju u električne ploče na ulazu u zgradu ili za zaštitu svake vrijedne opreme.
Vrste odvodnika
Zbog velikog raspona zadataka, odvodnici prenapona podijeljeni su u nekoliko tipova, koji se razlikuju po sljedećim parametrima:
- Klasa napona - radna količina za koju je konstruiran limiter, podijeljena je na uređaje do 1kV i više, u pravilu, naponska vrijednost odgovara standardnoj vrijednosti električnih parametara mreže (6, 10, 35kV).
- Materijal košulje - određuje vrstu izolacije vanjskog sloja, najčešće korištene porculanske ili polimerne modele.
- Klasa sigurnosti - određuje mogućnost instalacije ili na otvorenom dijelu, ili samo u zatvorenom prostoru.
- Broj elemenata ili faza - broj odvodnika prenapona ovisi o broju zaštićenih faza i veličini napona napajanja.
Tako se za svaku od faza u električnoj instalaciji može instalirati poseban stupac ili jedan za sve. Također treba napomenuti da se u električnim instalacijama za 110 kV i više odvodnika za jednu fazu može sastaviti od nekoliko elemenata istog tipa, na primjer, od tri do 35 kV.
Ovisno o uzrocima prenapona u mreži, zaštitni uređaj mora biti usklađen sa zahtjevima normi:
- GOST R 50571.18-2000 - od mogućih prenapona u niskonaponskim mrežama s visokim bočnim zatvaračima.
- GOST R 50571, 19-2000 - od skokova nastalih zbog utjecaja munje i nastalih električnih instalacija.
- GOST R 50571.20-2000 - od prenapona generiranog elektromagnetskim efektima.
Kombinacija nekoliko vrsta omogućuje izgradnju višenamjenskih ili korak ograničivača.
porculan
Vrlo uobičajena opcija su prebacivanje prenaponskih potiskivača s porculanskim kućištem. Takvi modeli razlikuju se po svojim radnim parametrima, jer su keramika imuna na djelovanje sunčevog zračenja, a ispušni ventil u unutrašnjosti praktički je neovisan o temperaturi okoline.
Također, značajna prednost ovih ograničivača je visoka mehanička tlačna čvrstoća i kidanje, tako da se mogu koristiti kao noseća struktura. Međutim, odvodnici od porculana imaju relativno veliku težinu i također predstavljaju značajnu prijetnju u slučaju pucanja, jer fragmenti porculana udaraju u obližnje zgrade i mogu ozlijediti osoblje.
polimer
Razvojem kemijske industrije i širenjem polimera kao dielektrika znatno su zamijenjeni graničnici porculana. Polimerni odvodnici su jakne od gume, vinila, fluoroplastike ili drugih sličnih materijala.
Ograničivači polimera su mnogo otporniji na vlagu, lakši su i sigurniji, jer se u slučaju loma tijela nadtlakom unutar stupa, košulja oštećuje duž linije rasjeda, ali se ne razdvaja s oštrim fragmentima. Značajna prednost polimernih modela je njihova otpornost na dinamička opterećenja.
Nedostaci polimernih odvodnika uključuju sposobnost akumuliranja prašine i drugih korova na površini dielektrika, što s vremenom dovodi do povećanja propusnosti, povećanja struje curenja i probijanja izolacije. Također, polimeri se boje solarnog zračenja i temperaturnih promjena u okolišu.
Jedan stupac
Takvi prenaponski odvodnici su jedan strukturni element s nelinearnim otporom. Broj poluvodičkih diskova u njima biran je u skladu s kategorijom zaštićene električne instalacije. Ovisno o količini i vrsti prašine i korova koji se talože na površini, jednovodni odvodnici se dijele na klase od II do IV prema kalibraciji GOST 9920.
Mnogokolonkovye
Za razliku od prethodnih uređaja koji se bave prekidačkim prenaponima, ova sredstva za zaštitu visokonaponske opreme imaju nekoliko stupova, modula ili blokova koji su kombinirani u jedan sustav. Ovaj tip odvodnika karakterizira veća pouzdanost u odnosu na zaštićene objekte, jer može odgovoriti na pojedinačne i diferencijalne prenapone.
Tehničke specifikacije
Prilikom odabira određenog modela prenapona, uzimaju se u obzir sljedeći parametri uređaja:
- Vrijeme odziva - karakterizira brzinu otvaranja poluvodičkog elementa graničnika nakon porasta napona.
- Radni napon - određuje količinu električne energije koju odvodnik prenapona može izdržati bez ikakvih smetnji u bilo kojem vremenskom razdoblju.
- Nazivni prenapon - vrijednost radne količine koju odvodnik može izdržati 10 sekundi, također se normalizira zajedno s preostalim naponom koji ostaje u mreži.
- Struja curenja - nastaje kao rezultat primjene napona na prenaponski supresor i određena je omskim otpora ili parametrima otpornika. U dobrom stanju, ovaj parametar je stotinjak ili tisućinki ampera, koji teče kroz jaknu i poluvodič od izvora do žice uzemljenja.
- Struja pražnjenja - vrijednost koja nastaje tijekom pulsnih skokova, ovisno o izvoru prenapona, podijeljena je na atmosferske, elektromagnetske i prekidačke impulse.
- Otpornost na prenaponsku strujnu struju - određuje sposobnost održavanja cjelovitosti svih konstrukcijskih elemenata u hitnom načinu rada.
Održavanje i dijagnostika prenaponskih odvodnika
Tijekom rada, prenaponski supresori nisu jednokratni element. Prema tome, oni mogu opetovano izvoditi operacije prijenosa impulsnog pražnjenja u sabirnicu uzemljenja automatski. Zbog prirode protoka i veličine prenapona, odvodnik može izgubiti svoje tvorničke postavke, smanjujući svoju radnu učinkovitost do potpunog kvara. Kako bi se spriječile takve situacije, one su predmet periodičnog pregleda tijekom rada, što je regulirano točkom 2.8.7. Kada je to označeno:
- Otpor - barem jednom u 6 godina, mjereno megohm metrom.
- Struja provodljivosti se provjerava samo ako je prethodni parametar smanjen.
- Prekidni napon i nepropusnost provjeravaju se samo nakon popravka u tvornici ili u tvornici. Samo-opskrbne i operativne organizacije takve dijagnostičke mjere za ograničivače nisu napravljene.
- Toplinska mjerenja treba provoditi u skladu s propisima proizvođača ili lokalnim preventivnim održavanjem.
Također tijekom rada može se provesti vanjski pregled uređaja za prisutnost podgara, strugotine, kontaminacije ili drugih oštećenja izolacije.