Cauruļu aizbāžņi — ierīce, funkcijas, pielietojums, priekšrocības un trūkumi

Zibensnovedēju izmantošana pilnībā neizslēdz zibens bojājumus elektroinstalācijās, īpaši elektrolīnijās, jo zibens spēriena iespējamība gaisvadu elektrolīnijās var būt salīdzinoši augsta un turklāt bieži vien tie tiek veikti bez jebkādas vadītāju aizsardzības. . Pārspriegumi, kas līnijās rodas zibens spēriena laikā, sasniedz apakšstacijas (tāpēc tos sauc par pārspriegumiem) un var apdraudēt tajās uzstādīto iekārtu izolāciju.

Lai novērstu jebkādas izolācijas konstrukcijas bojājumus, iekļaujiet dzirksti, voltsekunde (kuras raksturlielumam jābūt zem aizsargātās izolācijas volts-sekundes raksturlīknes).Ja šis nosacījums ir izpildīts, pārsprieguma viļņa kritums visos gadījumos izraisīs dzirksteles spraugas pārrāvumu, kam sekos straujš sprieguma kritums ("pārtraukums") pāri dzirksteles spraugai un aizsargātajai izolācijai. Impulsa strāva cauri dzirksteles sprauga sāks plūst elektroietaises rūpnieciskās frekvences sprieguma — pavadošās strāvas dēļ.

Instalācijās ar iezemētu neitrālu vai divu vai trīs fāzu dzirksteļu spraugas atteices gadījumā sekojošais loks var pati nodzist, un impulsa bojājums šajā gadījumā kļūs par stabilu īssavienojumu, kas novedīs pie strāvas pārtraukuma. uzstādīšana . Tāpēc, lai izvairītos no šādas instalācijas izslēgšanas, ir nepieciešams nodzēst nākamo loku caur dzirksteles spraugu.

Ierīces, kas nodrošina ne tikai izolācijas aizsardzību pret pārspriegumu, bet arī nodzēš nākamo loku laikā, kas ir mazāks par releja aizsardzības ilgumu, atšķirībā no parastajām svecēm, ko parasti sauc par aizsargsprāgām (PZ), sauc par aizsargnovadītājiem.

Caurules pieturas kopā ar vārsts ir galvenie fiksatoru veidi. Tie atšķiras pēc sekojošās loka dzēšanas principa. Caurules novadītājos loks tiek dzēsts, radot intensīvu garenisko sprādzienu, un vārstu novadītājos loks tiek dzēsts sekojošās strāvas samazināšanās dēļ, izmantojot papildu pretestību, kas virknē savienota ar dzirksteļu spraugu.

Caurules dzirksteles sprauga (1. att., a) ir caurule 2, kas izgatavota no izolējoša gāzi ģenerējoša materiāla, kuras iekšpusē atrodas neregulēta loka dzēšanas sprauga S1, ko veido stieņa elektrods 3 un atloka 4.Dzirkstele ir atdalīta no darba sprieguma ar ārēju dzirksteļu spraugu, jo caurule 2 nav paredzēta ilgstošai spriegumam, jo ​​gāzi veidojošais materiāls sadalās noplūdes noplūdes ietekmē. Otrais ierobežotāja atloks 1 ir iezemēts.

Rīsi. 1. Caurules novadītājs: a — ierīce un komutācijas ķēde, b — diagrammu parastais apzīmējums, c — spriegums novadītājā, d — līdzvērtīga ķēde.

Ar pārspriegumu tīklā (1. att., c) pārtrūkst abas dzirksteļu spraugas un pārtrūkst pārsprieguma vilnis (1. līkne). Pa impulsa izlādes radīto ceļu sāk plūst pavadošā strāva, un dzirksteļaizlāde pārvēršas loka izlādē.Pavadošās strāvas loka kanāla augstās temperatūras ietekmē caurules materiāls sadalās līdz ar atbrīvošanu. no liela gāzu daudzuma tajā strauji palielinās spiediens (līdz desmitiem atmosfēru) un gāzes tiek izspiestas pa atloka atveri 4, radot intensīvu garenvirziena sprādzienu. Tā rezultātā loks tiek nodzēsts, kad strāva pirmo reizi iet caur nulli.

Kad dzirksteļu sprauga tiek iedarbināta, tā izstaro kvēlspuldzes jonizētas gāzes 5 1,5–3,5 m gara un 1–2,5 m plata (atkarībā no dzirksteles spraugas nominālā sprieguma) lāpas veidā un tiek dzirdama skaņa, kas atgādina šāvienu. ES dzirdēju. Tāpēc, lai novērstu fāzes atteices, uzstādot novadītājus, ir jānodrošina, lai blakus esošo fāžu strāvu nesošās daļas neietilpst izlādes zonā.Novadītāju atslēgšanas spriegumu var regulēt, mainot ārējās dzirksteles spraugas attālumu, taču tos nevar samazināt zem noteikta minimuma, jo tādējādi novadītāji pārāk bieži atslēdzas un palielina to nodilumu.

Tā kā caurules dzirksteles spraugas stieņveida elektrodu elektriskais lauks ir ļoti neviendabīgs, tā volts-sekundes raksturlielumam ir samazināšanās raksturs reģionā līdz 6-8 μs, kas neatbilst plakanajiem volt-sekundes raksturlielumiem. transformatori un elektriskās mašīnas. Veiksmīgai loka dzēšanai ir nepieciešama noteikta gāzes veidošanās intensitāte, tāpēc ir zemāka nogriežamo strāvu robeža, pie kuras izlāde vēl var dzēst loku 1-2 pusciklu laikā.

Arī pārtraucošo strāvu augšējā robeža ir ierobežota, jo pārāk intensīva gāzes veidošanās var izraisīt ierobežotāja iznīcināšanu (caurules plīsums vai atloku iznīcināšana).

Pārraušanas strāvu diapazons ir norādīts novadītāja tipa apzīmējumā, piemēram, RTV 35 / (0,5 - 2,5) nozīmē caurules novadītāju 0,5 - 2,5 vinila plastmasu 35 kV ar pārtraukuma strāvas diapazonu 0,5 - 2,5 kA.

Samazinoties loka slāpēšanas spraugas garumam un palielinoties diametram, abas izlādes strāvu robežas tiek novirzītas uz lielākām vērtībām.

Tā kā novadītāja darbību pavada loka slāpēšanas caurules materiāla daļas sadegšana, pēc 8-10 operācijām, diametram palielinoties par 20-25%, salīdzinot ar sākotnējo, novadītājs kļūst nelietojams (kopš ar to pārtraukto strāvu robežas tiek mainītas) un ir jānomaina.

Lai ņemtu vērā darbību skaitu, cauruļu ierobežotāji ir aprīkoti ar aktivizācijas indikatoru metāla sloksnes 6 formā (sk. 1. att., a), ko neatloka ierobežotāja izdalītās gāzes. Pašlaik nozare ražo RTF tipa cauruļu ierobežotājus, kuros gāze tiek ģenerēta no šķiedras caurules, un RTV tipa ar vinila plastmasas cauruli.

Šķiedras zemās mehāniskās izturības dēļ tā ir ievietota biezā bakelizēta papīra caurulē, kas, lai samazinātu tā higroskopiskumu, ir pārklāta ar mitrumizturīgu laku (parasti perhlorvinila emalju), kas spēj izturēt atmosfēras ietekmi vasaras un ziemas periodi labi. RTF ierobežotāju raksturīga iezīme ir kameras klātbūtne caurules slēgtajā galā, kas uzlabo garenisko izplūdi, kad strāva iet cauri nulles vērtībai, un tādējādi veicina loka dzēšanu.

RTV ierobežotājos gāzi ģenerē vinila plastmasas caurule, kurai ir augstāka gāzes ģenerēšanas spēja un izolācijas īpašības, kas labi saglabājas pat strādājot ārā jebkuros laikapstākļos. RTV novadītājiem ir vienkāršāka konstrukcija (nav iekšējas kameras, nav nepieciešama krāsošana) un augstākas pārtraucošās strāvas robežas (15 kA, nevis 7-10 kA RTF novadītājiem).

Rīsi. 2. Caurules pietura RTV-20-2 / 10

Darbībai tīklos ar ļoti lielām neregulārām strāvām (līdz 30 kA) tiek ražoti pastiprināti RTVU tipa ierobežotāji, kuru paaugstinātā mehāniskā izturība tiek panākta, aptinot vinila plastmasas cauruli ar stikla lentes slāņiem, kas piesūcināti ar laikapstākļiem izturīgu. epoksīda savienojums.

Cauruļvadu novadītāju impulsu nestspēja, kas, trāpot līnijā, izlaiž cauri praktiski visu zibens strāvu, ir diezgan liela un sastāda 30–70 kA.

Cauruļu novadītāju izvēle tiek veikta atbilstoši tīkla nominālajam spriegumam un tīkla īsslēguma strāvu robežām to uzstādīšanas vietā. Maksimālo īssavienojuma strāvu aprēķina, kad ir ieslēgti visi tīkla elementi (līnijas, transformatori, ģeneratori), ņemot vērā īssavienojuma strāvas periodisko komponentu, minimālā strāva - ar tīkla ķēdi ar daļēji atvienotiem elementiem (par piemēram, kapitālajam remontam) un bez periodiskā komponenta. Atrasti īssavienojuma strāvas ierobežojumi. jāiekļaujas cauruļu ierobežotāja pārtraukumstrāvas robežās.

Cauruļvadu novadītāji tiek ražoti spriegumam no 3 līdz 220 kV, pārtraucošās strāvas ir robežās no 0,2 — 7 un 1,5 — 30 kA pie sprieguma 3 — 35 kV līdz 0,4 — 7 un 2,2 — 30 kA pie sprieguma 110 kV. 220 kV novadītājs sastāv no diviem 110 kV cauruļu novadītājiem, kas savienoti ar tērauda sprostu ar izplūdes caurulēm.

Galvenie cauruļu ierobežotāju trūkumi ir izlādes zonas klātbūtne, straujš pārsprieguma viļņa pārtraukums, īssavienojums (kaut arī īslaicīgs) no līnijām uz zemi un īpaši stāvs volts-sekundes raksturlielums, kas izslēdz iespēju. cauruļu novadītāju plaša izmantošana kā apakšstaciju iekārtu aizsargierīce. Cauruļu ierobežotāju trūkums ir ierobežojošu pārtrauktu strāvu klātbūtne, kas sarežģī to ražošanu un darbību.

Cauruļu novadītāji to vienkāršības un zemo izmaksu dēļ tiek plaši izmantoti kā apakšstaciju aizsardzības palīglīdzekļi, mazjaudas un zemas kritiskuma apakšstaciju, kā arī atsevišķu līniju posmu aizsardzībai.

Patlaban cauruļu un vārstu ierobežotājus pamazām nomaina nelineārie sprieguma ierobežotāji (limiteri)... Tie ir sērijveidā pieslēgti metāla oksīda varistori (nelineārie rezistori) bez dzirkstelēm, ievietoti porcelāna vai polimēra korpusā.