Veiligheidskleppen: werkingsprincipe en kenmerken

Apparaat en werkingsprincipe van kleppen

De belangrijkste elementen van de klepbegrenzer zijn een vonkbrug en een niet-lineaire weerstand, die parallel met de beschermde isolatie in serie zijn geschakeld tussen de stroomvoerende draad en de aarde.

Wanneer een bliksemstootimpuls op de afleider wordt toegepast, wordt de vonkbrug verbroken en stroomt er stroom door de afleider. Zo wordt de houder in werking gesteld. De spanning waarbij de vonkbruggen breken, wordt de doorslagspanning van de afleider genoemd.

Na het doorslaan van de vonkbrug daalt de spanning in de vonkbrug, en dus op de isolatie die deze beschermt, tot een waarde die gelijk is aan het product van de impulsstroom Azi on weerstandsweerstand in serie R en Deze spanning wordt restspanning Ubasn genoemd. De waarde blijft niet constant, maar verandert samen met een verandering in de grootte van de impulsstroom wanneer deze door de vonkbrug gaat.Gedurende de gehele werkingsduur van de afleider mag de restspanning echter niet stijgen tot een waarde die gevaarlijk is voor de beschermde isolatie.

Rijst. 1. Elektrisch schakelschema kleppen aanzetten. IP — vonk, Rn — niet-lineaire weerstandsweerstand, U — bliksemoverspanningsimpuls, en — isolatie van het beschermde object.

Nadat de impulsstroom niet meer door de afleider stroomt, blijft de stroom als gevolg van de frequentiespanning stromen. Deze stroom wordt de begeleidende stroom genoemd. De vonkbruggen van de afleider moeten zorgen voor een betrouwbare doving van de volgende boog wanneer deze voor het eerst de nul passeert.

Rijst. 2. De vorm van de spanningspuls voor en na bediening van de klep. Tp is de reactietijd van de vonkbrug (ontlaadtijd), Azi is de impulsstroom van de ontlader.

Klep voedingsspanning

De betrouwbaarheid van het doven van de boog vanuit de vonkbrug hangt af van de waarde van de spanning van de frequentie van de voeding van de afleider op het moment van het doven van de volgende stroom. De maximale waarde van de spanning waarbij de vonkbruggen van de begrenzers de begeleidende stroom betrouwbaar onderbreken, wordt de maximaal toegestane spanning of dempingsspanning Ugash genoemd.

De grootte van de koelspanning van de klepbegrenzer wordt bepaald door de bedrijfsmodus van de elektrische installatie waarin deze werkt. Omdat er tijdens onweer een gelijktijdige kortsluiting van een fase naar aarde en werking van klepbegrenzers op andere onbeschadigde fasen kan optreden, loopt de spanning in deze fasen in dit geval op. De blusspanning van de kleppen wordt gekozen rekening houdend met dergelijke spanningstoenames.

Voor begrenzers die werken in netwerken met een geïsoleerde nulleider, wordt aangenomen dat de blusspanning Uburning = 1,1 x 1,73 x Uf = 1,1 Un is, waarbij Uf — spanning van de werkfase.

Dit houdt rekening met de mogelijkheid om de spanning van de onbeschadigde fasen te verhogen tot lineair wanneer een fase is kortgesloten naar aarde en met nog eens 10% als gevolg van de spanningsregeling van de gebruiker. Daarom is de hoogste bedrijfsspanning van de afleider 110% van de nominale spanning van het Unom-netwerk.

Voor afleiders die werken in netwerken met een solide geaarde nulleider, is de blusspanning 1,4 Uf, t.d. 0,8 van de nominale netspanning: Ubreakdown = 1,4 Uf = 0,8 UNo. Daarom worden dergelijke afleiders soms 80% genoemd.

Vonkbruggen in de kleppen

Klepvonkbruggen moeten aan de volgende vereisten voldoen: een stabiele doorslagspanning hebben met minimale spreiding, een vlakke volt-secondekarakteristiek hebben, de doorslagspanning niet wijzigen na herhaalde bewerkingen, de boog van de nastroom doven wanneer deze voor het eerst door nul gaat. Aan deze eisen wordt voldaan door meerdere vonkbruggen die zijn samengesteld uit enkele vonkbruggen met kleine luchtspleten. Enkele kaarsen zijn in serie geschakeld en voor elk van hen is er bij de hoogst toegestane spanning ongeveer 2 kV.

Het splitsen van de boog in korte bogen in enkele vonkbruggen verhoogt de boogonderdrukkingseigenschappen van de klepafleider, wat wordt verklaard door de intense afkoeling van de boog en de grote spanningsval bij elke elektrode (kathodespanningsvaleffect).

De doorslagspanning van de vonkbruggen in een klepontlader bij blootstelling aan atmosferische overspanning wordt bepaald door zijn volt-seconde-karakteristiek, d.w.z. de afhankelijkheid van de ontladingstijd van de amplitude van de overspanningspuls. De ontlaadtijd is de tijd vanaf het begin van de stootpuls tot het uitvallen van de vonkbrug van de afleider.

Voor een effectieve isolatiebescherming moet de volt-seconde-karakteristiek ervan hoger liggen dan de volt-seconde-karakteristiek van de afleider. De verplaatsing van de volt-seconde-karakteristieken is noodzakelijk om de betrouwbaarheid van de bescherming te behouden in geval van onbedoelde verzwakking van de isolatie tijdens bedrijf, evenals vanwege de aanwezigheid van verspreidingsgebieden van ontladingsspanningen zowel in de afleider zelf als in de beschermde isolatie.

Het volt-seconde-kenmerk van de beschermer moet een platte vorm hebben. Als het steil is, zoals weergegeven in afb. 3 met een stippellijn, zal dit ertoe leiden dat de afleider zijn universaliteit verliest, aangezien elk type apparatuur met een individuele volt-seconde-karakteristiek zijn eigen speciale begrenzer nodig heeft.

Rijst. 3. Volt-secondekarakteristieken van klepbegrenzers en de daardoor beschermde isolatie.

Een niet-lineaire weerstand. Er worden twee tegengestelde eisen aan gesteld: op het moment dat de bliksemstroom er doorheen gaat, moet zijn weerstand afnemen; wanneer de bijbehorende frequentievermogensstroom er doorheen gaat, moet deze juist toenemen.Aan deze vereisten wordt voldaan weerstand van carborundum, die verandert afhankelijk van de spanning die erop wordt toegepast: hoe hoger de aangelegde spanning, hoe lager de weerstand en, omgekeerd, hoe lager de aangelegde spanning, hoe groter de weerstand.

Bovendien vermindert de in serie geschakelde weerstand van de carburund, als actieve weerstand, de faseverschuiving tussen de bijbehorende stroom en spanning, en met hun gelijktijdige doorgang door de nulwaarde wordt het doven van de boog vergemakkelijkt.

Naarmate de spanning toeneemt, neemt de waarde van de weerstand van de barrièrelagen af, wat zorgt voor de doorgang van grote stromen met relatief kleine spanningsdalingen.

HTML-klembord De afhankelijkheid van de spanning over de vonkbrug van de waarde van de stroom die er doorheen gaat (stroom-spanningskarakteristiek) wordt bij benadering uitgedrukt door de vergelijking:

U = CAα,

waarbij U de spanning is over de weerstand van de niet-lineaire weerstandsklepbeschermer, I — de stroom die door de niet-lineaire weerstand gaat, C is een constante numeriek gelijk aan de weerstand bij een stroom van 1 A, α De ventilatiefactor is .

Hoe kleiner de coëfficiënt α, hoe minder de spanning van de niet-lineaire weerstand verandert wanneer de stroom die er doorheen gaat verandert, en hoe minder de resterende spanning van de klep.

De restspanningswaarden die in het certificaat van de klepbegrenzer worden gegeven, zijn gegeven voor de genormaliseerde impulsstromen. De waarden van deze stromen liggen in het bereik van 3.000-10.000 A.

Elke stroompuls laat een spoor van vernietiging achter in de serieweerstand - er treedt een breuk op van de barrièrelaag van individuele carborundumkorrels.Herhaalde doorgang van stroompulsen leidt tot volledig falen van de weerstand en vernietiging van de afleider. Volledig uitvallen van de weerstand treedt op hoe eerder, hoe groter de amplitude en lengte van de stroompuls. Daarom is de doorstroomcapaciteit van de klepbegrenzer beperkt. Bij de beoordeling van het debiet van ventielbegrenzers wordt rekening gehouden met het debiet van zowel voorschakelweerstanden als vonkbruggen.

De weerstanden moeten zonder schade bestand zijn tegen 20 stroompulsen met een duur van 20/40 µs met een amplitude afhankelijk van het type begrenzer. Voor afleiders van het type RVP en RVO met een spanning van 3 - 35 kV is de stroomamplitude bijvoorbeeld 5000 A, voor het type RVS met een spanning van 16 - 220 kV - 10.000 A, en RVM en RVMG met een spanning van 3 — 500 kV — 10.000 A.

Om de beschermende eigenschappen van de klepvonkbrug te vergroten, is het noodzakelijk om de restspanning te verminderen, wat kan worden bereikt door de klepcoëfficiënt α van de serie niet-lineaire weerstand te verlagen, terwijl de boogonderdrukkingseigenschappen van de vonkbrug worden vergroot.

Het verhogen van de boogonderdrukkingseigenschappen van de vonkbruggen maakt het mogelijk om de door hen onderbroken shuntstroom te vergroten, en maakt het daarom mogelijk om de weerstand van de serieweerstand te verminderen. Momenteel wordt de technische verbetering van de kleppen langs deze lijnen uitgevoerd.

er moet worden opgemerkt dat in het circuit van de klepbegrenzer het aardingsapparaat van groot belang is. Bij gebrek aan aarding kan de afleider niet werken.

De aarding van de klepbegrenzer en de daardoor beschermde apparatuur worden gecombineerd.In gevallen waarin de klepbegrenzer om de een of andere reden gescheiden is van de beschermde apparatuur aarding, wordt de waarde genormaliseerd afhankelijk van het isolatieniveau van de apparatuur.

Installatie van beperkingen

Na een grondige inspectie worden de aanslagen op de draagconstructies gemonteerd, gecontroleerd op waterpas en loodrecht met eventueel opvulling onder de voet van de plaatwerkprofielen en op de steunen bevestigd met behulp van een boutklem.