Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Jedným z najnebezpečnejších núdzových režimov v elektrických sieťach je impulz pulzného napätia počas atmosférických výbojov, prekrývajúcich sa liniek alebo spínacích operácií. Táto hodnota je ďaleko pred nárastom impulzného prúdu a ovplyvňuje izoláciu elektrických zariadení a iných zariadení, preto klasické automaty a iné ochrany, ktoré reagujú na zmenu menovitého prúdu, nie sú proti nemu účinné.

Hodnota prepätia môže byť niekoľkonásobne vyššia ako menovitá prevádzková hodnota, preto tento jav ohrozuje všetky zariadenia a sieťové prvky. Aby sa predišlo výrazným stratám a následným nákladom na obnovu v elektrických inštaláciách, používajú sa prepäťové odrušovače (SPD).

Zariadenie a princíp činnosti

Štrukturálne tlmenie prepätia obsahuje polovodičový prvok s nelineárnou hodnotou odporu. Spravidla v úlohe takýchto prvkov sú vilitové disky vyrobené na báze oxidov zinočnatých so zahrnutím do zloženia týchto alebo iných nečistôt. Vonku sú disky uzatvorené ochranným plášťom a na koncoch majú elektrické vodiče, z ktorých jeden je napájaný do chránenej elektrickej siete a druhý je uzemnený. Príklad konkrétneho variantu zariadenia na potlačenie prepätia je znázornený na obrázku 1 nižšie:

Obrázok 1: Zariadenie na potlačenie prepätia

Činnosť zvodiča prepätia je podobná konvenčnému varistoru, charakteristickým znakom obmedzovača sú niektoré rozdiely s charakteristikou varistora z hľadiska vodivosti a rýchlosti stúpania. Princíp činnosti supresora prepäťového napätia spočíva v jeho nelineárnej prúdovo-napäťovej charakteristike (IVC). To znamená, že pri menovitom napätí je odpor varistorov dostatočne veľký a prúd nimi neprúdi - jeho izolačný odpor je porovnateľný s izoláciou káblov, izolátorov a elektrických zariadení.

V prevádzkovom režime, keď sa vyskytujú bleskové výboje alebo iné vysokonapäťové impulzy, odpor nelineárnych odporov vo vnútri obmedzovača prudko klesá. Táto hodnota sa spravidla blíži nule alebo je neporovnateľne nižšia ako odpor siete a všetkých pripojených zariadení. Preto v prípade prepínania alebo búrkového prepätia prúdenie výboja prúdi iba cez prepäťovú ochranu proti zemi, ktorá chráni elektrické zariadenie.

Obmedzenia činnosti obmedzovača prepätia pre výboje blesku alebo iné impulzné prepätia sú určené jeho charakteristikou prúdového napätia.

Obr. 2: voltampérová charakteristika zvodiča

Ako môžete vidieť na obrázku 2, keď je prepäťový prepínač v prevádzke až do 600V, prúd, ktorý ním preteká, bude nulový. Akonáhle táto hodnota prekročí značku 600V, odpor prudko klesne a prúdenie stúpa na stovky a tisíce ampérov.

Tu je charakteristická krivka reprezentovaná tromi sekciami:

  • 1 - oblasť nulových alebo ultra nízkych prúdov;
  • 2 - plocha priemerných prúdových zaťažení;
  • 3 - plocha maximálneho prúdu.

prihláška

Na zabránenie vzniku prepätia na elektrických zariadeniach s následným prenosom vybíjacieho impulzu na zem sa používa prepäťová ochrana.

Obr. 3: príklad použitia zvodičov

Široké používanie nelineárnych obmedzovačov je bežné v elektrických vedeniach, kde pôsobia ako ochrana pred bleskom a samotné vodiče sú prijímače bleskov. Na priemyselné účely sa na ochranu rôznych elektrických zariadení a personálu používajú napríklad tlmivky, napríklad na trakčných a transformátorových rozvodniach, rozvádzačoch atď. V zariadeniach pre domácnosť sa zvodiče prepätia používajú na montáž do elektrických panelov pri vstupe do budovy alebo na ochranu akéhokoľvek cenného vybavenia.

Typy zvodičov

Vzhľadom k veľkému množstvu úloh sú potlačovače prepätia rozdelené do niekoľkých typov, ktoré sa líšia v nasledujúcich parametroch:

  • Trieda napätia - pracovná veličina, pre ktorú je obmedzovač navrhnutý, je rozdelená na zariadenia do 1kV a vyššie, menovité napätie zodpovedá spravidla štandardnej hodnote elektrických parametrov siete (6, 10, 35kV).
  • Materiál košele - určuje typ izolácie vonkajšej vrstvy, najčastejšie používané porcelánové alebo polymérne modely.
  • Bezpečnostná trieda - určuje možnosť inštalácie alebo otvorenej časti, alebo iba v interiéri.
  • Počet prvkov alebo fáz - počet prepäťových zvodičov závisí od počtu chránených fáz a veľkosti napájacieho napätia.

Pre každú fázu v elektroinštalácii je teda možné inštalovať samostatný stĺpec alebo jeden pre všetkých. Treba tiež poznamenať, že v elektrických inštaláciách pre 110 kV a viac zvodičov pre jednu fázu možno zostaviť z niekoľkých prvkov rovnakého typu, napríklad od troch do 35 kV.

V závislosti od príčin prepätia v sieti musí byť ochranné zariadenie v súlade s požiadavkami noriem:

  • GOST R 50571.18-2000 - z možných prepätí v nízkonapäťových sieťach s vysokými bočnými uzávermi.
  • GOST R 50571.19-2000 - zo skokov vytvorených nárazom blesku az toho vyplývajúcich elektrických inštalácií.
  • GOST R 50571.20-2000 - z prepätia generovaného elektromagnetickými efektmi.

Kombinácia viacerých typov umožňuje stavať multifunkčné alebo krokové obmedzovače.

porcelán

Obr. 4: Zvodič porcelánu

Pomerne bežnou možnosťou je prepínanie prepäťových supresorov s porcelánovým puzdrom. Tieto modely sa líšia svojimi prevádzkovými parametrami, pretože keramika je odolná voči účinkom slnečného žiarenia a odvzdušňovač ventilu je prakticky nezávislý od teploty okolia.

Významnou výhodou týchto obmedzovačov je tiež vysoká mechanická pevnosť v tlaku a trhlina, takže môžu byť použité ako nosná konštrukcia. Zvodiče porcelánu sa však vyznačujú relatívne veľkou hmotnosťou a tiež predstavujú významnú hrozbu v prípade prasknutia, pretože fragmenty porcelánu zasiahnu blízke budovy a môžu zraniť personál.

polymér

Obrázok 5: Záchyt polymér

S rozvojom chemického priemyslu a šírením polymérov ako dielektrík výrazne nahradili porcelánové obmedzovače. Zvodiče polymérov sú bundy z gumy, vinylu, fluoroplastu alebo iných podobných materiálov.

Obmedzovače polyméru sú omnoho odolnejšie voči vlhkosti, sú ľahšie a prirodzenejšie, pretože v prípade rozbitia tela pretlakom vo vnútri kolóny je košeľa poškodená pozdĺž zlomovej čiary, ale nelieta s ostrými úlomkami. Významnou výhodou polymérových modelov je ich odolnosť voči dynamickým zaťaženiam.

Nevýhody polymérnych zvodičov zahŕňajú schopnosť akumulovať prach a iné buriny na povrchu dielektrika, čo časom vedie k zvýšeniu priepustnosti, zvýšeniu zvodového prúdu a poškodeniu izolácie. Tiež polyméry sa obávajú slnečného žiarenia a teplotných výkyvov v prostredí.

Jeden stĺpec

Takéto zvodiče prepätia sú jeden konštrukčný prvok s nelineárnou odolnosťou. Počet polovodičových diskov v nich sa volí podľa kategórie chránenej elektrickej inštalácie. V závislosti od množstva a typu usadzovania prachu a burín na povrchu sa jednostĺpkové zvodiče delia na triedy II až IV podľa kalibrácie GOST 9920.

Mnogokolonkovye

Na rozdiel od predchádzajúcich zariadení, ktoré sa zaoberajú prepínacím prepätím, tieto prostriedky na ochranu vysokonapäťových zariadení majú niekoľko stĺpcov, modulov alebo blokov, ktoré sú kombinované do jedného systému. Tento typ zvodiča sa vyznačuje vyššou spoľahlivosťou vo vzťahu k chráneným objektom, pretože je schopný reagovať na jednoduché a diferenciálne prepätia.

Technické špecifikácie

Pri výbere konkrétneho prepäťového supresorového modelu sa berú do úvahy nasledujúce parametre zariadenia:

  • Doba odozvy - charakterizuje rýchlosť otvárania polovodičového prvku obmedzovača po zvýšení napätia.
  • Prevádzkové napätie - určuje množstvo elektrickej energie, ktorú môže zvodič prepätia odolať bez akéhokoľvek prerušenia počas akéhokoľvek časového obdobia.
  • Menovité prepätie - hodnota pracovnej veličiny, ktorú môže zvodič vydržať 10 sekúnd, je tiež normalizovaná spolu so zvyškovým napätím, ktoré zostáva v sieti.
  • Zvodový prúd - vzniká ako dôsledok pôsobenia napätia na supresor prepätia a je určený jeho ohmickými odpormi alebo odporovými parametrami. V dobrom stave je tento parameter stotisíc alebo tisícin ampérov, prúdiacich cez plášť a polovodič od zdroja k uzemňovaciemu vodiču.
  • Výbojový prúd - hodnota vznikajúca pri impulzných skokoch, v závislosti na zdroji prepätia, je rozdelená na atmosférické, elektromagnetické a spínacie impulzy.
  • Odolnosť voči prepätiu - určuje schopnosť zachovať integritu všetkých konštrukčných prvkov v núdzovom režime.

Údržba a diagnostika zvodičov prepätia

Počas prevádzky nie sú potlačovače prepätia jednorazovým prvkom. Preto môžu opakovane vykonávať operácie prenášania impulzného výboja na pozemnú zbernicu automaticky. Z dôvodu povahy prietoku a veľkosti prepätia môže zvodič stratiť výrobné nastavenia, čím sa zníži jeho prevádzková účinnosť na dokončenie poruchy. Aby sa predišlo takýmto situáciám, sú počas prevádzky predmetom pravidelnej kontroly, ktorá je upravená v ustanovení 2.8.7 ПТЭЭП. Keď je toto začiarknuté:

  • Odolnosť - aspoň raz za 6 rokov, meraná pomocou megohmmetra.
  • Vodivostný prúd sa kontroluje len v prípade, ak sa zníži predchádzajúci parameter.
  • Porucha napätia a tesnosť sa kontrolujú až po oprave z výroby alebo pri uvedení do prevádzky vo výrobe. Samo zásobujúce a prevádzkujúce organizácie takéto diagnostické opatrenia pre obmedzovače nerobia.
  • Tepelné merania by sa mali vykonávať v súlade s predpismi výrobcu alebo miestnou preventívnou údržbou.

Aj počas prevádzky sa môže vykonať externá kontrola zariadenia na prítomnosť podguru, triesok, kontaminácie alebo iných chýb v izolácii.

Video na tému článku

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie: