Putkentulpat — laite, ominaisuudet, sovellus, edut ja haitat

Salamanvarsien käyttö ei täysin sulje pois ukkosvaurioita sähköasennuksille, erityisesti voimalinjoille, koska salamaniskun todennäköisyys ilmajohtoihin voi olla suhteellisen suuri ja lisäksi ne suoritetaan usein ilman johtimien suojaa. . Linjoilla salamaniskujen aikana esiintyvät ylijännitteet ulottuvat sähköasemille (siksi niitä kutsutaan ylijännitteiksi) ja voivat muodostaa vaaran sinne asennettujen laitteiden eristykselle.

Estä eristävän rakenteen vaurioituminen lisäämällä kipinä, volttisekunti (jonka ominaisuuksien on oltava suojatun eristeen volttisekuntiominaisuuden alapuolella.Jos tämä ehto täyttyy, ylijänniteaallon pudotus aiheuttaa kaikissa tapauksissa kipinävälin rikkoutumisen, jota seuraa jännitteen jyrkkä pudotus ("häiriö") kipinävälin ja suojatun eristeen yli. kipinäväli alkaa virrata sähköasennuksen teollisen taajuuden jännitteen – mukana tulevan virran – vuoksi.

Asennuksissa, joissa on maadoitettu nolla tai kaksi- tai kolmivaiheisen kipinävälin vikaantuessa, myöhempi valokaari ei välttämättä sammu itsestään ja impulssivika muodostuu tällöin vakaaksi oikosulkuksi, joka johtaa virran katkeamiseen. asennus. Siksi tällaisen asennuksen sammumisen välttämiseksi on tarpeen sammuttaa seuraava kaari kipinävälin kautta.

Laitteita, jotka tarjoavat paitsi eristyssuojan ylijännitteeltä, myös sammuttavat seuraavan valokaaren releen suojan kestoa lyhyemmässä ajassa, kutsutaan suojakynttilöiksi toisin kuin tavanomaisia ​​kynttilöitä, joita kutsutaan yleensä suojarakoiksi (PZ).

Putki pysähtyy yhdessä venttiili ovat tärkeimmät kiinnitystyypit. Ne eroavat myöhemmän valokaaren sammutuksen periaatteesta. Putkipysäytimissä kaari sammuu muodostamalla voimakkaan pitkittäispurskeen, ja venttiilisuojissa valokaari sammuu seuraavan virran pienenemisen johdosta lisävastuksen avulla, joka on kytketty sarjaan kipinävälin kanssa.

Putkikipinäväli (kuva 1, a) on eristävästä kaasua tuottavasta materiaalista valmistettu putki 2, jonka sisällä on sauvaelektrodin 3 ja laipan 4 muodostama säätelemätön kaarisammutusrako S1.Kipinä on erotettu käyttöjännitteestä ulkoisella kipinävälillä, koska putkea 2 ei ole tarkoitettu pitkäaikaiseen jännitteen alaisena olemiseen, koska kaasua tuottava materiaali hajoaa vuotovuotojen vaikutuksesta. Rajoittimen toinen laippa 1 on maadoitettu.

Riisi. 1. Putkijohdin: a — laite ja kytkentäpiiri, b — kaavioiden tavanomainen merkintä, c — jännite pysäyttimessä, d — vastaava piiri.

Jos verkossa on ylijännite (kuva 1, c), molemmat kipinävälit katkeavat ja ylijänniteaalto (käyrä 1) katkeaa. Pulssipurkauksen synnyttämää polkua pitkin alkaa kulkea oheisvirta ja kipinäpurkaus muuttuu valokaaripurkaukseksi.Saatavan virran kaarikanavan korkean lämpötilan vaikutuksesta putken materiaali hajoaa vapautuessa suuresta kaasumäärästä paine kohoaa jyrkästi (jopa kymmeniä ilmakehyksiä) ja kaasut pakotetaan ulos laippa-aukon 4 kautta aiheuttaen voimakkaan pitkittäisen puhalluksen. Tämän seurauksena kaari sammuu, kun virta kulkee ensimmäisen kerran nollan läpi.

Kun kipinäväli laukeaa, se lähettää hehkuvia ionisoituja kaasuja polttimen 5 muodossa, jonka pituus on 1,5 - 3,5 m ja leveys 1 - 2,5 m (riippuen kipinävälin nimellisjännitteestä) ja kuuluu laukausta muistuttava ääni Kuulin. Siksi vaiheiden välisten vikojen estämiseksi on pysäyttimiä asennettaessa varmistettava, että vierekkäisten vaiheiden virtaa kuljettavat osat eivät putoa purkausvyöhykkeelle.Pysäytinten laukaisujännitettä voidaan säätää muuttamalla ulkoisen kipinävälin etäisyyttä, mutta niitä ei saa pienentää tietyn minimin alapuolelle, koska tämä laukaisee liian usein ja lisää niiden kulumista.

Koska putken kipinävälin sauvamaisten elektrodien sähkökenttä on erittäin epähomogeeninen, sen voltti-sekunnin ominaiskäyrä on laskeva luonne alueella 6-8 μs asti, mikä ei ole yhdenmukainen tasaisten voltti-sekuntiominaisuuksien kanssa. muuntajat ja sähkökoneet. Onnistunut kaaren sammutus edellyttää tiettyä kaasunmuodostuksen intensiteettiä, joten katkaistavien virtojen alaraja, jolla purkulaite voi vielä sammuttaa kaaren 1-2 puolijaksossa.

Myös keskeytysvirtojen yläraja on rajoitettu, koska liian voimakas kaasunmuodostus voi johtaa pysäyttimen tuhoutumiseen (putken repeämiseen tai laippojen tuhoutumiseen).

Katkaisuvirtojen alue on ilmoitettu pysäyttimen tyyppimerkinnässä, esim. RTV 35 / (0,5 - 2,5) tarkoittaa putkisuojaa 0,5 - 2,5 vinyylimuovia 35 kV:lle katkosvirta-alueella 0,5 - 2,5 kA.

Kun kaaren vaimennusraon pituus pienenee ja sen halkaisija kasvaa, molemmat purkausvirtojen rajat siirtyvät suurempiin arvoihin.

Koska pysäyttimen toimintaan liittyy osa kaarensammutusputken materiaalin palamista, 8-10 toimenpiteen jälkeen, kun halkaisija kasvaa 20-25% alkuperäiseen verrattuna, pysäytin muuttuu käyttökelvottomaksi (koska sen katkaisemien virtojen rajat muuttuvat) ja ne on vaihdettava.

Toimenpiteiden lukumäärän huomioon ottamiseksi putkirajoittimet on varustettu metalliliuskan 6 muodossa olevalla aktivointiindikaattorilla (katso kuva 1, a), jota rajoittimen lähettämät kaasut eivät avaa. Tällä hetkellä teollisuus tuottaa RTF-tyyppisiä putkenpidikkeitä, joissa kaasu tuotetaan kuituputkesta, ja RTV-tyyppisiä vinyylimuoviputkella.

Kuidun alhaisesta mekaanisesta lujuudesta johtuen se on suljettu paksuun bakeloidun paperiputken sisään, joka hygroskooppisuuden vähentämiseksi on päällystetty kosteutta kestävällä lakalla (yleensä perkloorivinyyliemalilla), joka kestää ilmakehän vaikutuksia. kesä- ja talvikaudet hyvin. RTF-suojaimille on ominaista se, että putken suljetussa päässä on kammio, joka tehostaa pitkittäistä puhallusta virran kulkiessa nolla-arvon läpi ja edistää siten valokaaren sammumista.

RTV-rajoittimissa kaasu tuotetaan vinyylimuoviputkella, jolla on korkeampi kaasuntuotantokyky ja eristysominaisuudet, jotka säilyvät hyvin myös ulkona työskennellessä kaikissa sääolosuhteissa. RTV-pysäyttimet ovat rakenteeltaan yksinkertaisempia (ei sisäistä kammiota, ei vaadi maalausta) ja korkeammat keskeytysvirtojen ylärajat (15 kA 7-10 kA sijasta RTF-pysättimille).

Riisi. 2. Putken pysäytin RTV-20-2 / 10

Käyttöä varten verkoissa, joissa on erittäin suuria ajoittaisia ​​virtoja (30 kA asti), valmistetaan RTVU-tyyppisiä vahvistettuja rajoittimia, joiden lisääntynyt mekaaninen lujuus saavutetaan kelaamalla vinyylimuoviputkea lasiteippikerroksilla, jotka on kyllästetty säänkestävällä aineella. epoksiyhdiste.

Putkipysättimien, jotka kulkevat linjaan osuessaan käytännössä koko salamavirran läpi, impulssin kantokyky on melko suuri ja on 30–70 kA.

Putkensulkimien valinta tehdään verkon nimellisjännitteen ja verkon oikosulkuvirtojen rajojen mukaan niiden asennuskohdassa. Suurin oikosulkuvirta lasketaan, kun kaikki verkkoelementit (johdot, muuntajat, generaattorit) kytketään päälle, ottaen huomioon oikosulkuvirran ajoittainen komponentti, minimivirta - verkkopiirillä, jossa on osittain irrotetut elementit (esim. esimerkiksi peruskorjausta varten) ja ilman jaksollista komponenttia. Oikosulkuvirtarajat löydetty. tulee mahtua putkisuojan katkaisuvirran rajoihin.

Putkisulkuja valmistetaan jännitteille 3 - 220 kV, katkaisuvirrat vaihtelevat välillä 0,2 - 7 ja 1,5 - 30 kA jännitteellä 3 - 35 kV - 0,4 - 7 ja 2,2 - 30 kA jännitteellä 110 kV. 220 kV:n sulkujohdin koostuu kahdesta 110 kV putkisuojasta, jotka on yhdistetty purkausputkilla varustetulla teräskorilla.

Putkenrajoittimien tärkeimmät haitat ovat purkausvyöhykkeen olemassaolo, jyrkkä katkos aaltoaaltossa, oikosulku (vaikkakin lyhytaikainen) johdoista maahan ja erityisen jyrkkä volttisekunnin ominaiskäyrä, joka sulkee pois mahdollisuuden. putkijohdinten laajasta käytöstä sähköasemalaitteiden suojalaitteena. Putkirajoittimien haittana on rajoittavien katkovirtojen läsnäolo, mikä vaikeuttaa niiden tuotantoa ja toimintaa.

Yksinkertaisuuden ja alhaisten kustannustensa vuoksi putkisuojaimia käytetään laajalti sähköasemien suojauksen apuvälineinä, pienitehoisten ja matalakriittisten sähköasemien sekä yksittäisten johtoosien suojaamiseen.

Tällä hetkellä putkien ja venttiilien rajoittimia korvataan vähitellen epälineaarisilla jännitteen rajoittimilla (rajoittimilla)... Ne ovat sarjaan kytkettyjä metallioksidivaristoreja (epälineaarisia vastuksia) ilman kipinöitä, jotka on suljettu posliini- tai polymeerikoteloon.