Tap de canonades: dispositiu, característiques, aplicació, avantatges i desavantatges

L'ús de parallamps no exclou completament els danys per llamps a les instal·lacions elèctriques, especialment les línies elèctriques, ja que la probabilitat de caure llamps per a les línies elèctriques aèries pot ser relativament alta i, a més, sovint es duen a terme sense cap protecció dels conductors. . Les sobretensions que es produeixen a les línies durant els llamps arriben a les subestacions (per això s'anomenen sobretensions) i poden suposar un perill per a l'aïllament dels equips instal·lats allà.

Per evitar danys a qualsevol estructura aïllant, inclou una espurna, volt-segon (la característica de la qual ha d'estar per sota de la característica volt-segon de l'aïllament protegit.Si es compleix aquesta condició, la caiguda de l'ona de sobretensió provocarà en tots els casos la ruptura de l'espurna, seguida d'una forta caiguda ("interrupció") de la tensió a través de l'espurna i l'aïllament protegit. l'espurna començarà a fluir a causa de la tensió de la freqüència industrial de la instal·lació elèctrica: el corrent que l'acompanya.

En instal·lacions amb neutre posat a terra o en cas d'avaria de l'espurna bi o trifàsica, l'arc posterior no s'extingeix, i la falla d'impuls en aquest cas es convertirà en un curtcircuit estable, provocant una interrupció de la instal·lació. Per tant, per evitar tal aturada de la instal·lació, cal apagar el següent arc a través de l'espurna.

Els dispositius que no només proporcionen protecció d'aïllament contra sobretensions, sinó que també apaguen l'arc següent en un temps inferior a la durada de la protecció del relé, s'anomenen pararrayos protectors a diferència de les espelmes convencionals, que solen anomenar-se buits protectors (PZ).

La canonada es para juntament amb vàlvula són els principals tipus de retenidors. Es diferencien en el principi de l'extinció posterior de l'arc. En els apagadors de tubs, l'arc s'extingeix creant un esclat longitudinal intens, i en els apagadors de vàlvules, l'arc s'extingeix per una reducció del corrent posterior mitjançant una resistència addicional connectada en sèrie amb l'espurna.

Una espurna de tub (Fig. 1, a) és un tub 2 fet de material aïllant generador de gas, a l'interior del qual hi ha un buit d'extinció d'arc no regulat S1 format per un elèctrode de vareta 3 i una brida 4.L'espurna està separada de la tensió de funcionament per una espurna externa, ja que el tub 2 no està pensat per a una presència a llarg termini sota tensió a causa de la descomposició del material generador de gas sota la influència de fuites de fuites. La segona brida 1 del limitador està connectada a terra.

Arròs. 1. Paral·lel de tubs: a — dispositiu i circuit de commutació, b — notació convencional dels diagrames, c — tensió al paral·lel, d — circuit equivalent.

Amb una sobretensió a la xarxa (Fig. 1, c), ambdues espurnes es trenquen i l'ona de sobretensió (corba 1) s'interromp. Un corrent acompanyant comença a fluir al llarg del camí creat per la descàrrega del pols, i la descàrrega d'espurna es converteix en una descàrrega d'arc Sota l'acció de l'alta temperatura del canal d'arc del corrent acompanyant, el material del tub es descompon amb l'alliberament. d'una gran quantitat de gasos, la pressió en ella augmenta bruscament (fins a desenes d'atmosferes) i els gasos són expulsats per l'obertura de la brida 4, creant una intensa explosió longitudinal. Com a resultat, l'arc s'extingeix quan el corrent passa primer per zero.

Quan s'activa l'espurna, emet gasos ionitzats incandescents en forma d'una torxa de 5 1,5 - 3,5 m de llarg i 1 - 2,5 m d'amplada (segons la tensió nominal de l'espurna) i s'escolta un so semblant a un tret. He sentit. Per tant, per evitar fallades fase a fase, quan s'instal·len pararrats, cal assegurar-se que les parts de corrent de les fases adjacents no caiguin a la zona de descàrrega.Es pot ajustar la tensió d'activació dels pararrayos canviant la distància de l'espurna externa, però no es poden reduir per sota d'un cert mínim, perquè això fa que els pararrayos s'encenguin massa sovint i augmentin el seu desgast.

Atès que el camp elèctric dels elèctrodes en forma de vareta de l'espurna del tub és molt poc homogeni, la seva característica volt-segon té un caràcter decreixent a la regió fins a 6-8 μs, que no és coherent amb les característiques planes de volt-segon de transformadors i màquines elèctriques. Es requereix una certa intensitat de formació de gas per a l'extinció de l'arc amb èxit, per tant, hi ha un límit inferior de corrents a tallar en què el descarregador encara pot apagar l'arc en 1-2 semicicles.

El límit superior de corrents d'interrupció també està limitat, ja que la formació de gas massa intensa pot conduir a la destrucció de l'aturador (ruptura del tub o destrucció de les brides).

El rang de corrents d'interrupció s'indica a la designació del tipus del paral·lel, per exemple, RTV 35 / (0,5 - 2,5) significa un paral·lel de tub 0,5 - 2,5 plàstic vinílic per a 35 kV amb un rang de corrent d'interrupció de 0,5 - 2,5 kA.

A mesura que la longitud de la bretxa de supressió d'arc disminueix i el seu diàmetre augmenta, ambdós límits dels corrents de descàrrega es desplacen a valors més grans.

Atès que el funcionament del paral·lel va acompanyat de la crema d'una part del material del tub de supressió d'arc, després de 8 a 10 operacions, quan el diàmetre augmenta entre un 20 i un 25% en comparació amb l'inici, el paral·lel es torna inutilitzable (ja que el els límits dels corrents, interromputs per aquest, es modifiquen) i s'han de substituir.

Per tenir en compte el nombre d'operacions, els limitadors de canonades estan equipats amb un indicador d'activació en forma de banda metàl·lica 6 (vegeu la figura 1, a), no desplegada pels gasos emesos pel limitador. Actualment, la indústria produeix restriccions de canonada tipus RTF en què el gas es genera a partir de la canonada de fibra, i tipus RTV amb tub de plàstic de vinil.

A causa de la baixa resistència mecànica de la fibra, està tancada en un tub gruixut de paper baquelitzat que, per reduir la seva higroscopicitat, es cobreix amb un vernís resistent a la humitat (normalment esmalt de perclorovinil), que pot suportar les influències atmosfèriques en bé els períodes d'estiu i hivern. Un tret característic dels pararrayos RTF és la presència d'una cambra a l'extrem tancat del tub, que millora l'explosió longitudinal quan el corrent passa pel valor zero i contribueix així a l'extinció de l'arc.

En els restrictors RTV, el gas és generat per un tub de plàstic de vinil, que té una major capacitat de generació de gas i propietats aïllants que es conserven bé fins i tot quan es treballa a l'aire lliure en qualsevol clima. Els pararrayos RTV tenen un disseny més senzill (sense cambra interna, no requereix pintura) i límits superiors més alts de corrents d'interrupció (15 kA en lloc de 7-10 kA per als pararrayos RTF).

Arròs. 2. Topador de canonada RTV-20-2 / 10

Per al funcionament en xarxes amb corrents intermitents molt grans (fins a 30 kA), es produeixen limitadors reforçats del tipus RTVU, l'augment de la resistència mecànica dels quals s'aconsegueix enrotllant un tub de plàstic vinílic amb capes de cinta de vidre impregnades amb un resistent a la intempèrie. compost epoxi.

La capacitat de transport d'impulsos dels apagadors de tubs, que fan passar pràcticament tot el corrent del llamp a través d'ells quan incideix en la línia, és força alta i ascendeix a 30-70 kA.

La selecció dels paratubadors es fa en funció de la tensió nominal de la xarxa i dels límits dels corrents de curtcircuit de la xarxa en el punt de la seva instal·lació. El corrent màxim de curtcircuit es calcula quan tots els elements de la xarxa (línies, transformadors, generadors) estan encesos, tenint en compte el component aperiòdic del corrent de curtcircuit, el corrent mínim, amb un circuit de xarxa amb elements parcialment desconnectats (per exemple, per a la revisió) i sense el component aperiòdic es considera. S'han trobat els límits de corrent de curtcircuit. ha d'encaixar dins dels límits de corrent d'interrupció del paratuba.

Els pararrats de tubs es produeixen per a tensions de 3 a 220 kV, els corrents d'interrupció van de 0,2 a 7 i 1,5 a 30 kA a tensió de 3 a 35 kV a 0,4 a 7 i 2,2 a 30 kA a tensió de 110 kV. El pararrayo de 220 kV consta de dos pararrayos de tub de 110 kV connectats per una gàbia d'acer amb tubs de descàrrega.

Els principals inconvenients dels paracarregadors de tubs són la presència d'una zona de descàrrega, un trencament pronunciat de l'ona de sobretensió, un curtcircuit (encara que a curt termini) des de les línies a terra i una característica de volt-segon especialment pronunciada, que impedeix la possibilitat d'ampli ús dels paratubs com a dispositiu de protecció dels equips de la subestació. El desavantatge dels limitadors de canonades és la presència de corrents interromputs limitants, cosa que complica la seva producció i funcionament.

A causa de la seva senzillesa i baix cost, els pararrayos de canonades s'utilitzen àmpliament com a mitjans auxiliars de protecció de subestacions, per a la protecció de subestacions de baixa potència i de baixa criticitat, així com seccions individuals de línies.

Actualment, els limitadors de tubs i vàlvules s'estan substituint gradualment per limitadors de tensió (limitadors) no lineals... Són varistors d'òxid metàl·lic (resistències no lineals) sense espurnes, tancats en una caixa de porcellana o polímer.