Van an toàn: nguyên lý hoạt động và đặc điểm
Thiết bị và nguyên lý hoạt động của van
Các yếu tố chính của bộ giới hạn van là khe hở tia lửa điện và điện trở phi tuyến tính, được mắc nối tiếp giữa dây có điện và đất song song với lớp cách điện được bảo vệ.
Khi một xung sét được áp dụng cho bộ chống sét, khe hở đánh lửa của nó bị phá vỡ và dòng điện chạy qua bộ chống sét. Do đó, bộ lưu giữ được đưa vào hoạt động. Điện áp tại đó các khe hở tia lửa đánh thủng được gọi là điện áp đánh thủng của bộ chống sét.
Sau khi đánh thủng khe đánh lửa, điện áp trong khe đánh lửa, và do đó trên lớp cách điện mà nó bảo vệ, giảm xuống giá trị bằng tích của dòng xung Azi trên điện trở mắc nối tiếp R và .Điện áp này gọi là điện áp dư Ubasn. Giá trị của nó không cố định mà thay đổi cùng với sự thay đổi về độ lớn của dòng xung khi nó đi qua khe hở tia lửa điện.Tuy nhiên, trong toàn bộ thời gian làm việc của bộ chống sét, điện áp dư không được tăng đến giá trị gây nguy hiểm cho cách điện được bảo vệ.
Cơm. 1. sơ đồ mạch điện bật van. IP — tia lửa, Rn — điện trở phi tuyến tính, U — xung quá điện áp sét, Và — cách điện của đối tượng được bảo vệ.
Sau khi dòng điện xung ngừng chạy qua bộ chống sét, dòng điện do điện áp tần số tiếp tục chạy qua. Dòng điện này được gọi là dòng điện kèm theo. Các khe hở tia lửa của bộ chống sét phải đảm bảo dập tắt hồ quang tiếp theo một cách đáng tin cậy khi nó lần đầu tiên vượt qua số không.
Cơm. 2. Dạng xung điện áp trước và sau khi tác động van. Tp là thời gian phản ứng của khe hở tia lửa (thời gian phóng điện), Azi là dòng xung của bộ phóng điện.
Điện áp cung cấp van
Độ tin cậy của việc dập tắt hồ quang từ khe hở tia lửa phụ thuộc vào giá trị điện áp của tần số cung cấp bộ chống sét tại thời điểm dập tắt dòng điện tiếp theo. Giá trị tối đa của điện áp tại đó các khe hở tia lửa điện của bộ giới hạn làm gián đoạn dòng điện đi kèm một cách đáng tin cậy được gọi là điện áp tối đa cho phép hoặc điện áp giảm chấn Ugash.
Độ lớn của điện áp làm mát của bộ giới hạn van được xác định bởi chế độ vận hành của hệ thống lắp đặt điện mà nó vận hành. Vì trong cơn giông bão có thể xảy ra ngắn mạch đồng thời một pha với đất và hoạt động của bộ giới hạn van trên các pha không bị hư hỏng khác, điện áp trong các pha này tăng lên trong trường hợp này. Điện áp dập tắt của các van được chọn có tính đến việc tăng điện áp như vậy.
Đối với các bộ hạn chế hoạt động trong mạng có trung tính cách ly, điện áp chữa cháy được giả định là Uburning = 1,1 x 1,73 x Uf = 1,1 Un, trong đó Uf - điện áp của pha làm việc.
Điều này tính đến khả năng tăng điện áp của các pha không bị hư hỏng thành tuyến tính khi một pha bị ngắn mạch với đất và thêm 10% do điều chỉnh điện áp của người dùng. Do đó, điện áp hoạt động cao nhất của bộ chống sét là 110% điện áp định mức của mạng Unom.
Đối với bộ chống sét hoạt động trong mạng có trung tính nối đất chắc chắn, điện áp dập tắt là 1,4 Uf, t.d. 0,8 điện áp mạng danh định: Ubreakdown = 1,4 Uf = 0,8 UNo. Do đó, những thiết bị bắt giữ như vậy đôi khi được gọi là 80%.
Spark khoảng cách trong các van
Các khe hở đánh lửa của van phải đáp ứng các yêu cầu sau: có điện áp đánh thủng ổn định với độ lan truyền tối thiểu, có đặc tính vôn-giây phẳng, không thay đổi điện áp đánh thủng sau khi vận hành lặp lại, dập tắt hồ quang của dòng điện sau khi lần đầu tiên đi qua 0. Các yêu cầu này được đáp ứng bởi nhiều khe đánh lửa được lắp ráp từ các khe đánh lửa đơn có khe hở không khí nhỏ. Nến đơn được kết nối nối tiếp và đối với mỗi nến ở điện áp cao nhất cho phép là khoảng 2 kV.
Việc chia hồ quang thành các vòng cung ngắn thành các khe đánh lửa đơn làm tăng đặc tính triệt tiêu hồ quang của bộ chống sét van, điều này được giải thích là do hồ quang bị nguội mạnh và điện áp rơi lớn ở mỗi điện cực (hiệu ứng sụt điện áp catốt).
Điện áp đánh thủng của các khe hở tia lửa trong bộ xả van khi tiếp xúc với quá điện áp khí quyển được xác định bởi đặc tính vôn-giây của nó, tức là sự phụ thuộc của thời gian phóng điện vào biên độ của xung quá điện áp. Thời gian phóng điện là thời gian từ khi bắt đầu xung đột biến đến khi đánh thủng khe hở tia lửa điện của bộ chống sét.
Để bảo vệ cách điện hiệu quả, đặc tính vôn-giây của nó phải cao hơn đặc tính vôn-giây của bộ chống sét. Sự dịch chuyển của các đặc tính vôn-giây là cần thiết để duy trì độ tin cậy của bảo vệ trong trường hợp vô tình làm suy yếu cách điện trong quá trình vận hành, cũng như do sự hiện diện của các vùng lan truyền điện áp phóng cả trong chính bộ chống sét và trong cách nhiệt được bảo vệ.
Đặc tính vôn-giây của bộ bảo vệ phải có dạng phẳng. Nếu nó dốc, như thể hiện trong hình. 3 với một đường chấm chấm, điều này sẽ dẫn đến thực tế là bộ chống sét sẽ mất đi tính phổ quát của nó, vì mỗi loại thiết bị có đặc tính vôn-giây riêng lẻ sẽ yêu cầu bộ giới hạn đặc biệt của riêng nó.
Cơm. 3. Đặc tính vôn-giây của bộ giới hạn van và lớp cách điện được chúng bảo vệ.
Một điện trở phi tuyến tính. Hai yêu cầu ngược lại được đặt ra cho nó: thời điểm dòng sét đi qua nó, điện trở của nó phải giảm; khi dòng điện tần số đi kèm đi qua nó, thì ngược lại, nó phải tăng lên.Các yêu cầu này đáp ứng điện trở của carborundum, thay đổi tùy thuộc vào điện áp đặt vào nó: điện áp đặt vào càng cao thì điện trở của nó càng thấp và ngược lại, điện áp đặt vào càng thấp thì điện trở của nó càng lớn.
Ngoài ra, điện trở nối tiếp của carburund, với tư cách là điện trở hoạt động, làm giảm sự lệch pha giữa dòng điện và điện áp đi kèm, đồng thời với việc chúng đi qua giá trị 0 đồng thời, việc dập tắt hồ quang được tạo điều kiện thuận lợi.
Khi điện áp tăng, giá trị điện trở của các lớp rào cản giảm, điều này đảm bảo cho dòng điện lớn đi qua với mức giảm điện áp tương đối nhỏ.
Bảng tạm HTML Sự phụ thuộc của điện áp trên khe hở tia lửa điện vào giá trị của dòng điện đi qua nó (đặc tính điện áp dòng điện) được biểu thị gần đúng bằng phương trình:
U = CAα,
Trong đó U là điện áp trên điện trở của bộ bảo vệ van điện trở phi tuyến tính, I - dòng điện đi qua điện trở phi tuyến tính, C là hằng số bằng số với điện trở ở dòng điện 1 A, α Hệ số thông gió là .
Hệ số α càng nhỏ, điện áp của điện trở phi tuyến tính thay đổi càng ít khi dòng điện đi qua nó thay đổi và điện áp còn lại của van càng ít.
Các giá trị điện áp dư được đưa ra trong giấy chứng nhận bộ giới hạn van được đưa ra cho các dòng điện xung được chuẩn hóa. Giá trị của các dòng điện này nằm trong khoảng 3.000-10.000 A.
Mỗi xung dòng điện để lại dấu vết phá hủy trong điện trở nối tiếp — xảy ra sự phá vỡ lớp rào cản của các hạt carborundum riêng lẻ.Lặp đi lặp lại các xung hiện tại dẫn đến hỏng hoàn toàn điện trở và phá hủy thiết bị chống sét. Sự cố hoàn toàn của điện trở xảy ra càng sớm thì biên độ và độ dài của xung hiện tại càng lớn. Do đó, khả năng lưu lượng của van hạn chế bị hạn chế. Khi đánh giá thông lượng của bộ hạn chế van, thông lượng của cả hai điện trở nối tiếp và khe hở tia lửa đều được tính đến.
Các điện trở phải chịu được mà không bị hư hại 20 xung dòng điện có thời lượng 20/40 µs với biên độ tùy thuộc vào loại bộ giới hạn. Ví dụ: đối với bộ chống sét loại RVP và RVO có điện áp 3 — 35 kV, biên độ dòng điện là 5000 A, đối với loại RVS có điện áp 16 — 220 kV - 10.000 A, và RVM và RVMG có điện áp từ 3 — 500 kV — 10.000 A.
Để tăng đặc tính bảo vệ của khe đánh lửa van, cần phải giảm điện áp dư, điều này có thể đạt được bằng cách giảm hệ số van α của điện trở phi tuyến nối tiếp, đồng thời tăng đặc tính triệt tiêu hồ quang của khe đánh lửa.
Việc tăng các đặc tính triệt tiêu hồ quang của các khe hở tia lửa giúp tăng dòng điện shunt bị gián đoạn bởi chúng, và do đó có thể giảm điện trở của điện trở nối tiếp. Hiện tại, việc cải tiến kỹ thuật của các van được thực hiện dọc theo các dây chuyền này.
cần lưu ý rằng trong mạch giới hạn van, thiết bị nối đất có tầm quan trọng rất lớn. Trong trường hợp không nối đất, bộ chống sét không thể hoạt động.
Nối đất của bộ giới hạn van và thiết bị được bảo vệ bởi nó được kết hợp.Trong trường hợp bộ giới hạn van vì lý do nào đó bị tách ra khỏi thiết bị được bảo vệ nối đất, giá trị của nó được chuẩn hóa tùy thuộc vào mức cách ly của thiết bị.
Lắp đặt các hạn chế
Sau khi kiểm tra kỹ lưỡng, các điểm dừng được lắp đặt trên các cấu trúc đỡ, kiểm tra mức độ và thẳng đứng với đệm, nếu cần, dưới đế của các phần kim loại tấm và cố định trên các giá đỡ bằng kẹp bắt vít.