Zachycovače ventilů. Elektrická zařízení mohou být pod zvýšeným (ve srovnání se jmenovitým) napětím během bouřky a spínání elektrických obvodů. K omezení přepětí ovlivňujících izolaci rozvoden se používají ventilové svodiče. Používají se různé typy svodičů (RVP, RVS, RVM, RVMG, RVMK). Požadovanými prvky ventilové mezery jsou jiskřiště a s ní zapojený nelineární rezistor. Za normálních provozních podmínek elektroinstalace odděluje jiskřiště části vedoucí proud od uzemnění a při výskytu přepěťového impulsu přeruší vlnu nebezpečného přepětí a zároveň zajistí spolehlivé uhašení oblouku doprovodného proudu (průmyslová frekvence proud procházející po pulzním proudu), když poprvé prochází nulovým významem.
Rýže. 4.10. Blok jiskřišť ventilové mezery řady RVS
Jiskřiště jiskřiště pro odpovídající napěťovou třídu se volí z bloků jiskřiště. Na Obr. Obrázek 4.10 ukazuje blok jiskřiště sestávající ze čtyř samostatných jiskřišť 2umístěna v porcelánovém válci 1. U svodičů řady RVS je každé jednotlivé jiskřiště vytvořeno dvěma lisovanými mosaznými podložkami 3, oddělené tenkým micanitem nebo elektrokartonovou vložkou 4. Rozdělení hořícího oblouku na krátké oblouky v jednotlivých jiskřištích zvyšuje vlastnosti potlačení oblouku svodiče. Pro rovnoměrné rozložení průmyslového frekvenčního napětí na jednotlivých jiskřištích je blok posunutý podkovovitým thiritem 19 odpor 5.
Svodiče řad RVM, RVMG a RVMK mají jiskřiště s magnetickým zhášením oblouku.
U ventilových svodičů (obr. 4.11) jsou nelineární odpory zapojeny do série s jiskřištěmi. Skládají se z vilitických a pro svodiče vyšších napěťových tříd tervitové kotouče sestavené do bloků. Disky mají vlastnost měnit odpor v závislosti na napětí, které je na ně aplikováno. S rostoucím napětím se jejich odpor snižuje, což usnadňuje průchod velkých pulzních bleskových proudů s malým úbytkem napětí přes svodič. Odpor rezistorů je zvolen tak, aby omezovaly doprovodný proud průmyslové frekvence na 80-100 A.
Disky nelineárních rezistorů nejsou odolné proti vlhkosti. Ve vlhké atmosféře se jejich vlastnosti prudce zhorší. Proto jsou všechny prvky ventilových pojistek umístěny v utěsněných porcelánových krytech. Těsnost pneumatik je zajištěna pečlivým vyztužením okolků a utěsněním koncovek pryží odolnou proti ozónu.
Ventilové pojistky plní svůj účel pouze v případě, že je spodní příruba dobře uzemněna. Pokud není uzemnění, svodič nebude fungovat. Svodiče se uzemňují připojením ke společnému zemnicímu zařízení rozvodny, jehož odpor je normalizovaný. Účinnost ochrany ventilovými svodidly je dána jejich vzdáleností od chráněného zařízení: čím blíže (počítáno podél spojovacích přípojnic) k chráněnému zařízení jsou instalovány, tím je jejich ochrana účinnější. Proto jsou instalovány co nejblíže nejkritičtějšímu zařízení (například transformátorům).
Rýže. 4.11. Svodič ventilů typ RVS-15:
1 – blok jiskřiště; 2 –blok nelineárních rezistorů;
3 – porcelánová košile; 4 – příruba
Činnost ventilových pojistek je sledována podle údajů ze záznamníků odezvy. Jsou zapojeny do série s obvodem svodič-zem a prochází jimi pulzní proud. Zapisovače typu RVR jsou určeny pro 10 operací. Když se v zobrazovacím okně objeví červená čára, zapisovač se dobije (jsou nainstalovány nové pojistkové vložky). Zapisovače typu PP, které se provedením liší od zapisovačů typu RVR, umožňují až 1000 operací.
Při kontrole ventilových pojistek věnujte pozornost neporušenosti porcelánových krytů, výztužných švů a pryžových těsnění.
Povrch porcelánových pneumatik musí být vždy čistý, protože ventilové pojistky konvenční konstrukce nejsou určeny pro provoz v oblastech se znečištěnou atmosférou. Nečistoty na povrchu pneumatik narušují rozložení napětí podél jiskřiště, což může vést k jeho vypnutí i při jmenovitém provozním napětí.
Pokud nejsou hlavy a matice šroubů přírubových spojů natřeny, mohou se na povrchu pneumatik příruby objevit rezavé skvrny, které vytvářejí vodivé cesty, což může vést k zablokování svodiče podél povrchu. Tyto svodiče by měly být odpojeny a jejich povrch očištěn.
V blízkosti svodiče hrozí vysoká tráva, která může obejít jeho spodní prvky. Pokud dojde ke znečištění izolace lapače, je nutné jej vypnout a setřít a trávu posekat. Účinným způsobem, jak zničit trávu, je chemické ošetření půdy v oblasti, kde jsou záchytky instalovány.
Provozní zkušenosti ukazují, že může dojít i k poškození uvnitř svodičů: přerušení obvodů bočníkových rezistorů, navlhnutí kotoučů sériových rezistorů atd. Takové poškození se obvykle odhalí preventivním testováním. S rozvojem poškození se však uvnitř svodiče mohou vyskytovat praskavé zvuky a zvuky neobvyklé pro svodiče, které lze zaznamenat sluchem.
Veškeré práce na svodičích musí být prováděny ze schůdků. Použití žebříků vede k rozbití porcelánových krytů, zejména u svodičů typu RVS.
Připojení svodiče by mělo být uzemněno pomocí stacionárních zemnících vodičů a v případě jejich nepřítomnosti pomocí přenosných zemnících vodičů instalovaných v blízkosti odpojovačů.
Nelineární supresory přepětí (OSN). Svodiče přepětí se v posledních letech stále častěji používají k ochraně izolace rozvoden před přepětím. Od svodičů ventilového typu se liší pouze absencí jiskřiště a materiálem nelineárních odporů. Přepěťové odpory vyrobené na bázi zinkooxidové keramiky omezují spínací přepětí na úroveň 1,8Uф a atmosférické na úrovni 2-2,4Uф. Po spuštění zařízení a snížení přepětí na Uф doprovodný proud procházející rezistory je snížen na několik miliampérů, což umožnilo opustit sériová jiskřiště. Při absenci jiskřiště prochází odpory v normálním režimu malý vodivý proud, určený provozním napětím sítě. Delší průchod vodivostního proudu vede ke stárnutí keramiky z oxidu zinečnatého. Proto je za provozu hodnota konduktivního proudu systematicky kontrolována a není dovoleno narůstat na hodnoty, při kterých je možný tepelný průraz rezistorů a porucha svodiče.
Přepěťové odpory pro napěťové třídy 35-500 kV jsou umístěny v utěsněných jednoprvkových porcelánových krytech. Výška svodiče přepětí se blíží výšce podpěrných izolátorů stejné napěťové třídy.
Provozní údržba svodičů přepětí se příliš neliší od údržby ventilových svodičů.
Vybíječ nazývané zařízení určené k ochraně izolace elektrických instalací před atmosférickými přepětími a umožňující po spuštění a odstranění přepětí okamžitě obnovit normální izolaci sítě vůči zemi. Svodiče omezují atmosférická a v některých případech (např. RVMK) vnitřní přepětí.
Existují dva typy svodičů – trubkové a ventilové.
Rýže. 9.1. Schéma vysvětlující princip fungování jiskřiště
Nejjednodušším jiskřištěm je jiskřiště (obr. 1). Skládá se ze dvou elektrod, z nichž jedna je připojena k části vedoucí proud a druhá k zemnící elektrodě. Při normálním provozu linky odděluje jednu elektrodu od druhé vzduchová mezera. Pokud se po vedení šíří přepěťová vlna U(t), pak při určitém napětí Upr dojde k poruše jiskřiště. Část přepěťové vlny, která stihla projít před průrazem jiskřiště a je určena dobou výboje v závislosti na vzdálenosti mezi elektrodami tres, přichází
do rozvaděče. Zbývající část vlny jde do země elektrickým obloukem, který vzniká v jiskřišti. Zpoždění vybíjení o tres – nedostatek jiskřiště. Mezi jeho nevýhody patří také špatné hašení elektrického oblouku z důvodu nedostatku hasicích přístrojů. Pro lepší uhašení oblouku je nutné zvětšit vzdálenost mezi elektrodami, což vede ke zvýšení času a části vlny U(t), prošel jiskřištěm.
Obr. 9.2. Trubkový(é) a vilitický
b) zachycovače
1 – tyč; 2 – vláknová trubice; 3, 4 — jiskřiště; 5—vilite disky; 6 – porcelánové pouzdro
Trubkový zachycovač nazývá se zařízení sestávající ze sériově zapojeného vnějšího (otevřeného) jiskřiště (které může být vyrobeno ve formě trysek) a vnitřního jiskřiště umístěného uvnitř trubice.
Pokud jiskřiště umístíte do trubice z organického skla (plexiskla) nebo vlákna, pak při vzniku oblouku trubice pod vlivem vysoké teploty uvolní velké množství plynu. Plyn vytvoří proud přes sloupec oblouku, čímž se zlepší podmínky pro uhašení oblouku. Svodiče tohoto provedení, nazývané trubkové (obr. 9.2, a), se používají na elektrických vedeních. Nejsou prosty zpoždění odezvy. Tyčová elektroda svodiče je uzemněna. Svodiče jsou instalovány na všech třech fázích.
Při vzniku přepětí dostatečné velikosti na vedení vedení v blízkosti místa instalace svodiče dojde k proražení obou sériově zapojených jiskřišť a svodiči a jeho uzemnění projde bleskový proud, díky kterému se napětí na vedení sníží. Při současném provozu svodičů na dvou nebo třech fázích nebo na jedné fázi v sítích s pevně uzemněnými nulami pod vlivem provozního napětí dochází ke zkratu. Krátký proud
zkrat protéká svodičem; Mezi jiskřištěmi se vytvoří elektrický oblouk. Vlivem vysoké teploty oblouku se uvnitř trubice uvolňuje velké množství plynů. Plyny unikají z trubice pod tlakem 100 – 500 atm, čímž dochází k aktivní deionizaci oblouku. Oblouk zhasne; normální izolace sítě vůči zemi je obnovena.
Doba zhasnutí oblouku je jeden nebo dva poloviční cykly. Během této doby nestihne reléová ochrana linky zafungovat, její vypínač se nevypne a linka zůstává v provozu. Po zhasnutí oblouku je svodič opět připraven k provozu. Vnější jiskřiště P2 slouží k oddělení trubky svodiče od vedení. Bez vnější mezery by síťové napětí, kontinuálně působící na trubici jiskřiště, způsobilo průchod svodových proudů po povrchu trubice a v důsledku toho její zuhelnatění a časem i spalování trubice.
Tuzemské závody vyráběly trubkové svodiče pro napětí 10, 35 a 110 kV. Pro vytvoření potřebné mechanické pevnosti je vláknitá trubice nahoře pokryta pečeným papírem. Pro určení spuštění svodiče slouží akční indikátor ve formě bronzového pásku, který je při spuštění vyfukován plyny.
Trubkové svodiče byly určeny pro instalaci na venkovní vedení 35 – 110 kV v místech se zeslabenou izolací, na křížení vedení, jakož i na nájezdech venkovních vedení do rozvoden s napětím 10 kV a vyšším.
Zachycovač ventilů nazývané zařízení sestávající z jiskřišť a proměnného odporu závislého na napětí.
Vilitická jiskřiště (obr. 9.2, b) se skládají z provozního odporu a jiskřiště zapojených do série. Jiskřiště hraje stejnou roli jako u jiných typů jiskřišť. Účelem provozního odporu je snížit proud protékající po výboji a zlepšit podmínky pro zhášení oblouku. Svodiče Vilite jsou nejmodernější zařízení pro ochranu elektrických zařízení elektráren a rozvoden před přepětím.
Jiskřiště 4 a provozní odpor shromážděný z vilitových disků 5, umístěný v porcelánovém pouzdře 6. Jako odpor se používá vilit – materiál skládající se z karborunda a grafitu v práškové formě. Ke spojení těchto materiálů do společné hmoty se používá rozpustné sklo. Vilitické odpory jsou vyráběny ve formě lisovaných kotoučů o tloušťce 20 a průměru 75 – 100 mm. Charakteristickým znakem wilitu je závislost jeho elektrického odporu (nelineárního odporu) na přiloženém napětí: čím vyšší přiložené napětí, tím nižší odpor wilitu a naopak. V důsledku toho se proud protékající jiskřištěm po vybití vlivem provozního napětí ve vedení několikanásobně sníží. V tomto případě jiskřiště zháší oblouk spolehlivěji. Rozdělení jiskřiště na několik jednotlivých mezer zlepšuje podmínky pro zhášení oblouku v jiskřišti.
Čím vyšší je jmenovité napětí chráněného rozváděče, tím vyšší je jmenovité napětí chráněného rozváděče, tím vyšší je počet jednotlivých jiskřišť a vilitických kotoučů ve vilitickém jiskřišti.
Svodič vysokého napětí se skládá z několika vilitických kotoučů a s nimi zapojených jiskřišť. Na straně jiskřišť je jiskřiště připojeno k fázovému vodiči chráněné instalace; na druhé straně je svodič připojen k zemnící elektrodě. Svodiče jsou připojeny na všechny tři fáze.
Když dojde k přepětí dostatečné velikosti, jiskřiště svodiče prorazí a proud teče přes vilitické kotouče a uzemnění; velikost přepětí se sníží. Protože v prvním okamžiku průrazu jiskřišť je na vilitické kotouče přivedeno velké napětí, vilitický odpor se zmenší a vybíjecí proud je velký, což velmi účinně snižuje velikost přepětí.
Při současném provozu svodičů na více fázích nebo jedné fázi v sítích s pevně uzemněnými nulami vzniká přes svodiče zkrat s průtokem zkratového proudu pracovní frekvence (doprovodného proudu). Protože po spuštění svodiče velikost přepětí klesá, odpor drátu prudce roste. Díky tomu se zkratový proud pracovní frekvence po prvním přechodu přes nulovou hodnotu sníží a zastaví; svodič je opět připraven k provozu.
Svodiče Vilitovy jsou vyráběny pro jmenovitá napětí instalací do 220 kV včetně. Svodiče Vilite jsou obvykle instalovány v rozvaděčích stanic a rozvoden připojených k venkovnímu elektrickému vedení.
Ventilové svodiče řady RVS od 110 do 220 kV jsou určeny k ochraně izolace střídavých elektrických zařízení o frekvenci 50 a 60 Hz před atmosférickými přepětími. Vyrábí se pro sítě s účinně uzemněným neutrálem.
Kromě výše uvedených svodičů existují další typy zařízení:
Magnetická aretace ventilů (RVMG) – skládá se z několika po sobě jdoucích bloků s magnetickým jiskřištěm a odpovídajícím počtem vilitických kotoučů. Každý blok magnetických jiskřišť je střídavým spojením jednotlivých jiskřišť a permanentních magnetů, uzavřených v porcelánovém válci.
Při průrazu v jednotlivých jiskřištích se objeví oblouk, který se působením magnetického pole vytvořeného prstencovým magnetem začne otáčet vysokou rychlostí, což zajišťuje rychlejší uhašení oblouku ve srovnání s ventilovými svodiči.
Rod jiskřiště také známé jako „arc houkačky“ se používají k ochraně před vyhořením chráněných vodičů a přenosu jednofázového zkratu na dvoufázový. Pro vznik oblouku je nutný zkratový proud přesahující 1 kA. Kvůli relativně nízkému napětí (6-10 kV oproti 20 kV ve finských sítích) a vysokému zemnímu odporu nefungují houkačky obloukové ochrany v ruských sítích.
V současné době jsou na venkovních vedeních 6-10 kV zakázány „Předpisy o technické politice“ Federal Grid Company.
Lapač dlouhých jisker. Princip činnosti svodiče je založen na využití efektu posuvného výboje, který zajišťuje velkou délku překrytí impulzů po povrchu svodiče a díky tomu zabraňuje přechodu překrytí impulzů do výkonového oblouku. průmyslový frekvenční proud. Výbojový prvek RDI, podél kterého se vyvíjí klouzavý výboj, má délku několikanásobně větší, než je délka chráněného izolátoru vedení. Konstrukce svodiče zajišťuje jeho nižší impulzní elektrickou pevnost ve srovnání s chráněnou izolací. Hlavním rysem lapače dlouhých jisker je, že díky velké délce pulzního bleskového přeskoku je pravděpodobnost vytvoření zkratového oblouku snížena na nulu.
Existují různé modifikace RDI, které se liší účelem a vlastnostmi venkovních vedení, na kterých se používají.
RDI jsou určeny k ochraně nadzemního elektrického vedení o napětí 6-10 kV třífázového střídavého proudu s chráněnými i neizolovanými vodiči před indukovanými bleskovými přepětími a jejich následky a přímými údery blesku; určeno pro venkovní provoz při okolní teplotě od minus 60 °C do plus 50 °C po dobu 30 let.
Hlavní výhoda RDI: výboj se vyvíjí podél zařízení vzduchem a ne uvnitř. To umožňuje výrazně zvýšit životnost produktů a zvýšit jejich spolehlivost.
Nelineární supresor přepětí (SPD) – toto je zařízení ochrana elektrických zařízení před přepětím bez jiskřiště. Svodiče přepětí jsou dnes nejúčinnějším prostředkem ochrany zařízení elektrické sítě. Tato zařízení mají poměrně vysoké výkonové vlastnosti a spolehlivost.
Rýže. 9.3. Vzhled svodičů přepětí 27-220 kV
Aktivní část svodiče přepětí je tvořena legovaným kovem, při přivedení napětí se chová jako mnoho sériově zapojených varistory. Princip činnosti svodičů přepětí je založen na skutečnosti, že vodivost varistorů závisí nelineárně na použitém napětí. Při nepřítomnosti přepětí svodič neprochází proud, ale jakmile dojde v části sítě k přepětí, odpor svodiče prudce klesne, což určuje účinek přepěťové ochrany. Po skončení přepětí na svorkách svodiče přepětí se jeho odpor opět zvýší. Přechod z „zavřeného“ do „otevřeného“ stavu trvá jednotek nanosekundy (na rozdíl od jiskřišť, u kterých může tato doba odezvy dosáhnout několika mikrosekund).
Nelineární svodiče přepětí jsou určeny pro použití jako hlavní prostředek ochrany elektrických zařízení stanic a sítí středních a vysokých napěťových tříd střídavého proudu průmyslové frekvence před spínacími a bleskovými přepětími. Při jejich vývoji byly využity nejnovější technologické pokroky a provozní zkušenosti svodičů přepětí v tuzemské i zahraniční praxi. Omezit
Doporučuje se použít místo ventilových svodičů odpovídajících napěťových tříd při návrhu, provozu, technické přestavbě a rekonstrukci elektroinstalace.
Svodiče přepětí 6-110 kV s polymerovou izolací mají oproti svodičům ventilového typu řadu výhod:
varistory používané ve svodičích přepětí mají vysokou stabilitu, která se při dlouhodobém provozu nemění;
vysoká rychlost činnosti svodičů přepětí při spínání a bleskových přepětích;
vynikající špičkové charakteristiky svodiče v širokém rozsahu provozních teplot;
použití varistorů v jednosloupovém provedení umožňuje zvláště hluboké omezení napětí a tím vyšší spolehlivost provozu zařízení a zlepšení parametrů sítě;
zmenšení velikosti a hmotnosti svodičů přepětí o 10 – 20 krát umožňuje jejich instalaci přímo v blízkosti chráněného zařízení;
vysoká mechanická pevnost a nízká hmotnost svodičů přepětí umožňuje jejich instalaci na venkovní vedení 6-110 kV bez zesílení konstrukce podpěr;
Svodiče přepětí v polymerovém pouzdře nevyžadují zvláštní údržbu a během přepravy a skladování se nepoškodí;
Malá hmotnost a rozměry svodičů přepětí usnadňují jejich instalaci s minimálním využitím zařízení.
