Penyumbat Paip — Peranti, Ciri, Aplikasi, Kelebihan dan Kekurangan

Penggunaan joran petir tidak sepenuhnya mengecualikan kerosakan kilat pada pemasangan elektrik, terutamanya talian kuasa, kerana kebarangkalian sambaran petir untuk talian kuasa atas boleh agak tinggi dan, lebih-lebih lagi, ia sering dilakukan tanpa sebarang perlindungan konduktor sama sekali . Voltan lampau yang berlaku pada talian semasa sambaran petir mencapai pencawang (sebab itu ia dipanggil lonjakan) dan boleh mendatangkan bahaya kepada penebat peralatan yang dipasang di sana.

Untuk mengelakkan kerosakan pada mana-mana struktur penebat, masukkan percikan api, volt-saat (yang cirinya mesti berada di bawah ciri volt-saat penebat yang dilindungi.Jika keadaan ini dipenuhi, kejatuhan gelombang lebihan voltan dalam semua kes akan menyebabkan pecahan celah percikan, diikuti dengan kejatuhan mendadak ("gangguan") voltan merentasi celah percikan dan penebat terlindung. arus impuls melalui jurang percikan akan mula mengalir disebabkan oleh voltan frekuensi industri pemasangan elektrik - arus yang disertakan.

Dalam pemasangan dengan neutral dibumikan atau sekiranya berlaku kegagalan jurang percikan dua atau tiga fasa, arka berikutnya mungkin tidak padam sendiri, dan kerosakan impuls dalam kes ini akan menjadi litar pintas yang stabil, yang membawa kepada gangguan pemasangan . Oleh itu, untuk mengelakkan penutupan pemasangan sedemikian, adalah perlu untuk memadamkan arka seterusnya melalui jurang percikan.

Peranti yang menyediakan bukan sahaja perlindungan pengasingan terhadap voltan lampau, tetapi juga memadamkan arka seterusnya dalam masa yang kurang daripada tempoh perlindungan geganti, dipanggil penangkap pelindung berbeza dengan lilin konvensional, yang biasanya dipanggil jurang pelindung (PZ).

Paip berhenti bersama-sama dengan injap adalah jenis penahan utama. Mereka berbeza dalam prinsip pemadaman arka berikutnya. Dalam penangkap tiub, arka dipadamkan dengan mencipta letupan membujur yang kuat, dan dalam penangkap injap, arka dipadamkan kerana pengurangan arus seterusnya melalui rintangan tambahan yang disambungkan secara bersiri dengan jurang percikan.

Jurang percikan tiub (Rajah 1, a) ialah tiub 2 yang diperbuat daripada bahan penjana gas penebat, di dalamnya terdapat jurang pemadam arka tidak terkawal S1 yang dibentuk oleh elektrod rod 3 dan bebibir 4.Percikan dipisahkan daripada voltan kendalian oleh jurang percikan luaran, kerana tiub 2 tidak bertujuan untuk kehadiran jangka panjang di bawah voltan disebabkan oleh penguraian bahan penjana gas di bawah pengaruh kebocoran kebocoran. Bebibir kedua 1 pengehad dibumikan.

nasi. 1. Penahan tiub: a — peranti dan litar pensuisan, b — tatatanda konvensional rajah, c — voltan dalam penangkap, d — litar setara.

Dengan lebihan voltan dalam rangkaian (Rajah 1, c), kedua-dua celah percikan pecah dan gelombang lebih voltan (lengkung 1) terganggu. Arus yang disertakan mula mengalir di sepanjang laluan yang dicipta oleh nyahcas nadi, dan nyahcas percikan bertukar menjadi nyahcas arka. Di bawah tindakan suhu tinggi saluran arka arus yang disertakan, bahan tiub terurai dengan pelepasan daripada sejumlah besar gas, tekanan di dalamnya meningkat secara mendadak (sehingga berpuluh-puluh atmosfera) dan gas-gas dipaksa keluar melalui bukaan bebibir 4, mewujudkan letupan membujur yang kuat. Akibatnya, arka terpadam apabila arus mula-mula melalui sifar.

Apabila celah percikan dicetuskan, ia mengeluarkan gas terion pijar dalam bentuk obor 5 1.5 - 3.5 m panjang dan 1 - 2.5 m lebar (bergantung kepada voltan nominal celah percikan) dan bunyi kedengaran, menyerupai tembakan Saya dengar. Oleh itu, untuk mengelakkan kegagalan fasa ke fasa, apabila memasang penahan, adalah perlu untuk memastikan bahawa bahagian pembawa arus fasa bersebelahan tidak jatuh ke dalam zon pelepasan.Voltan tersandung penangkap boleh dilaraskan dengan menukar jarak celah percikan luaran, tetapi ia tidak boleh dikurangkan di bawah minimum tertentu, kerana ini menyebabkan penangkap tersandung terlalu kerap dan meningkatkan kehausannya.

Memandangkan medan elektrik elektrod berbentuk rod bagi celah percikan tiub adalah sangat tidak homogen, ciri volt-saatnya mempunyai sifat menurun di rantau ini sehingga 6-8 μs, yang tidak konsisten dengan ciri-ciri volt-saat rata bagi transformer dan mesin elektrik. Keamatan tertentu pembentukan gas diperlukan untuk pelindapkejutan arka yang berjaya, oleh itu terdapat had arus yang lebih rendah untuk dipotong di mana penyahcas masih boleh memadamkan arka dalam 1-2 separuh kitaran.

Had atas arus gangguan juga terhad, kerana pembentukan gas yang terlalu kuat boleh menyebabkan kemusnahan penahan (pecah tiub atau pemusnahan bebibir).

Julat arus gangguan ditunjukkan dalam penetapan jenis penangkap, contohnya, RTV 35 / (0.5 — 2.5) bermaksud penangkap tiub 0.5 — 2.5 plastik vinil untuk 35 kV dengan julat arus gangguan 0.5 — 2.5 kA.

Apabila panjang jurang penindasan arka berkurangan dan diameternya bertambah, kedua-dua had arus nyahcas dialihkan kepada nilai yang lebih besar.

Oleh kerana operasi penangkap disertai dengan pembakaran sebahagian daripada bahan tiub penindasan arka, selepas 8 — 10 operasi, apabila diameter meningkat sebanyak 20 — 25% berbanding dengan yang awal, penangkap menjadi tidak boleh digunakan (sejak had arus, terganggu olehnya, diubah) dan mesti diganti.

Untuk mengambil kira bilangan operasi, pengehad paip dilengkapi dengan penunjuk pengaktifan dalam bentuk jalur logam 6 (lihat Rajah 1, a), tidak dilipat oleh gas yang dipancarkan oleh pengehad. Pada masa ini, industri menghasilkan sekatan paip jenis RTF di mana gas dijana daripada paip gentian, dan jenis RTV dengan paip plastik vinil.

Oleh kerana kekuatan mekanikal gentian yang rendah, ia dimasukkan ke dalam tiub tebal kertas Bakelized, yang, untuk mengurangkan hygroscopicity, ditutup dengan varnis tahan lembapan (biasanya perchlorovinyl enamel), yang boleh menahan pengaruh atmosfera dalam tempoh musim panas dan musim sejuk dengan baik. Ciri ciri penangkap RTF ialah kehadiran ruang pada hujung tertutup tiub, yang meningkatkan letupan membujur apabila arus melalui nilai sifar dan dengan itu menyumbang kepada pemadaman arka.

Dalam pembatas RTV, gas dijana oleh tiub plastik vinil, yang mempunyai keupayaan penjanaan gas yang lebih tinggi dan sifat penebat yang terpelihara dengan baik walaupun semasa bekerja di luar dalam semua cuaca. Penangkap RTV mempunyai reka bentuk yang lebih ringkas (tiada ruang dalaman, tiada pengecatan diperlukan) dan had atas arus gangguan yang lebih tinggi (15 kA dan bukannya 7-10 kA untuk penangkap RTF).

nasi. 2. Hentian paip RTV-20-2 / 10

Untuk operasi dalam rangkaian dengan arus terputus-putus yang sangat besar (sehingga 30 kA), pengehad bertetulang jenis RTVU dihasilkan, peningkatan kekuatan mekanikal yang dicapai dengan menggulung tiub plastik vinil dengan lapisan pita kaca yang diresapi dengan tahan cuaca. sebatian epoksi.

Kapasiti membawa impuls penangkap tiub, yang melalui hampir keseluruhan arus kilat melaluinya apabila ia mengenai garisan, adalah agak tinggi dan berjumlah 30–70 kA.

Pemilihan penangkap paip dibuat mengikut voltan nominal rangkaian dan had arus litar pintas rangkaian pada titik pemasangannya. Arus litar pintas maksimum dikira apabila semua elemen rangkaian (talian, transformer, penjana) dihidupkan, dengan mengambil kira komponen aperiodik arus litar pintas, arus minimum — dengan litar rangkaian dengan elemen terputus separa (untuk contoh, untuk baik pulih) dan tanpa komponen aperiodik dipertimbangkan. Had arus litar pintas ditemui. mesti muat dalam had arus gangguan penangkap paip.

Penangkap tiub dihasilkan untuk voltan dari 3 hingga 220 kV, arus gangguan berkisar antara 0.2 — 7 dan 1.5 — 30 kA pada voltan 3 — 35 kV hingga 0.4 — 7 dan 2.2 — 30 kA pada voltan 110 kV. Penangkap 220 kV terdiri daripada dua penangkap tiub 110 kV yang disambungkan oleh sangkar keluli dengan paip nyahcas.

Kelemahan utama penahan tiub adalah kehadiran zon pelepasan, pecah curam dalam gelombang lonjakan, litar pintas (walaupun jangka pendek) dari talian ke tanah, dan ciri volt-saat yang sangat curam, yang menghalang kemungkinan penggunaan meluas penangkap tiub sebagai peranti perlindungan peralatan pencawang. Kelemahan pengehad paip adalah kehadiran mengehadkan arus terganggu, yang merumitkan pengeluaran dan operasinya.

Disebabkan kesederhanaan dan kos rendah, penangkap paip digunakan secara meluas sebagai cara tambahan perlindungan pencawang, untuk perlindungan pencawang kuasa rendah dan kritikal rendah, serta bahagian garisan individu.

Pada masa ini, pengehad tiub dan injap secara beransur-ansur digantikan oleh pengehad voltan bukan linear (penghad)... Ia disambungkan secara bersiri dengan varistor oksida logam (perintang bukan linear) tanpa percikan api, disertakan dalam bekas porselin atau polimer.