Vàlvules de seguretat: principi de funcionament i característiques

Dispositiu i principi de funcionament de les vàlvules

Els elements principals limitadors de la vàlvula són una espurna i una resistència no lineal, que es connecten en sèrie entre el cable viu i la terra en paral·lel amb l'aïllament protegit.

Quan s'aplica un impuls de sobretensió llamp a l'apagador, la seva espurna es trenca i el corrent flueix a través de l'apagador. Així, el retenedor es posa en funcionament. La tensió a la qual es trenquen les espurnes s'anomena tensió de ruptura de l'apagador.

Després de la ruptura de l'espurna, la tensió a l'espurna, i per tant sobre l'aïllament que protegeix, disminueix fins a un valor igual al producte del corrent d'impuls Azi en resistència de la resistència en sèrie R i. Aquesta tensió s'anomena tensió residual Ubasn. El seu valor no es manté constant, sinó que canvia juntament amb un canvi en la magnitud del corrent d'impuls a mesura que passa per l'espurna.No obstant això, durant tot el temps de funcionament del pararrayos, la tensió residual no ha d'elevar un valor perillós per a l'aïllament protegit.

Arròs. 1. Esquema del circuit elèctric encendre les vàlvules. IP - espurna, Rn - resistència de la resistència no lineal, U - impuls de sobretensió del llamp, I - aïllament de l'objecte protegit.

Després que el corrent d'impuls deixi de fluir a través del pararrayos, el corrent degut a la tensió de freqüència continua circulant. Aquest corrent s'anomena corrent d'acompanyament. Les espurnes del pararrayos han de garantir l'extinció fiable de l'arc següent quan travessa primer zero.

Arròs. 2. La forma del pols de tensió abans i després de l'accionament de la vàlvula. Tp és el temps de reacció de l'espurna (temps de descàrrega), Azi és el corrent d'impuls del descarregador.

Tensió d'alimentació de la vàlvula

La fiabilitat de l'extinció de l'arc de l'espurna depèn del valor de la tensió de la freqüència de l'alimentació del pararrayos en el moment d'extingir el corrent posterior. El valor màxim de la tensió a què les espurnes dels limitadors interrompen de manera fiable el corrent acompanyant s'anomena tensió màxima admissible o tensió d'amortiment Ugash.

La magnitud de la tensió de refrigeració del limitador de la vàlvula ve determinada pel mode de funcionament de la instal·lació elèctrica en què funciona. Com que durant les tempestes pot haver-hi un curtcircuit simultani d'una fase a terra i el funcionament de limitadors de vàlvules en altres fases no danyades, la tensió en aquestes fases augmenta en aquest cas. La tensió d'extinció de les vàlvules es selecciona tenint en compte aquests augments de tensió.

Per als limitadors que operen en xarxes amb un neutre aïllat, s'assumeix que la tensió d'extinció és Uburning = 1,1 x 1,73 x Uf = 1,1 Un, on Uf — tensió de la fase de treball.

Això té en compte la possibilitat d'augmentar la tensió de les fases no danyades a lineal quan una fase està en curtcircuit a terra i en un altre 10% a causa de la regulació de la tensió de l'usuari. Per tant, la tensió de funcionament més alta del pararrayos és el 110% de la tensió nominal de la xarxa Unom.

Per als descargadors que funcionen en xarxes amb un neutre sòlid a terra, la tensió d'extinció és 1,4 Uf, t.d. 0,8 de la tensió nominal de la xarxa: Uavaria = 1,4 Uf = 0,8 UNo. Per tant, de vegades, aquests detentors s'anomenen 80%.

Espurnes a les vàlvules

Els buits d'espurna de la vàlvula han de complir els requisits següents: tenir una tensió de ruptura estable amb una dispersió mínima, tenir una característica plana de volt-segon, no canviar la seva tensió de ruptura després d'operacions repetides, apagar l'arc del corrent posterior quan passa per zero. Aquests requisits es compleixen amb múltiples buits d'espurna que es munten a partir de buits d'espurna únics amb petits buits d'aire. Les espelmes individuals estan connectades en sèrie i per a cadascuna d'elles a la tensió més alta permesa hi ha uns 2 kV.

Dividir l'arc en arcs curts en espurnes individuals augmenta les propietats de supressió de l'arc de l'aturador de vàlvules, que s'explica pel refredament intens de l'arc i la gran caiguda de tensió a cada elèctrode (efecte de caiguda de tensió del càtode).

La tensió de ruptura de les espurnes en un descàrrega de vàlvules quan s'exposa a sobretensió atmosfèrica ve determinada per la seva característica volt-segon, és a dir, la dependència del temps de descàrrega de l'amplitud del pols de sobretensió. El temps de descàrrega és el temps des de l'inici del pols de sobretensió fins a la ruptura de l'espurna del pararrayos.

Per a una protecció eficaç d'aïllament, la seva característica volt-segon ha de ser superior a la característica volt-segon de l'aturador. El desplaçament de les característiques volt-segon és necessari per preservar la fiabilitat de la protecció en cas de debilitament accidental de l'aïllament durant l'operació, així com a causa de la presència d'àrees de propagació de tensions de descàrrega tant al parafoudre com a la aïllament protegit.

La característica volt-segon del protector ha de tenir una forma plana. Si és empinat, com es mostra a la fig. 3 amb una línia de punts, això portarà al fet que l'aturador perdrà la seva universalitat, ja que cada tipus d'equip amb una característica individual de volt-segon necessitarà el seu propi limitador especial.

Arròs. 3. Característiques volt-segons dels limitadors de vàlvules i l'aïllament protegit per aquestes.

Una resistència no lineal. Se li imposen dos requisits oposats: en el moment que el travessa el corrent del llamp, la seva resistència ha de disminuir; quan el corrent de potència de freqüència acompanyant la travessa, ha d'augmentar, per contra.Aquests requisits es compleixen amb la resistència del carborundum, que canvia en funció de la tensió aplicada: com més gran és la tensió aplicada, menor és la seva resistència i, per contra, com més baixa és la tensió aplicada, més gran és la seva resistència.

A més, la resistència connectada en sèrie del carburund, com a resistència activa, redueix el canvi de fase entre el corrent i la tensió acompanyats, i amb el seu pas simultani pel valor zero, es facilita l'extinció de l'arc.

A mesura que augmenta la tensió, disminueix el valor de la resistència de les capes de barrera, la qual cosa assegura el pas de grans corrents amb caigudes de tensió relativament petites.

Porta-retalls HTML La dependència de la tensió a través de l'espurna del valor del corrent que la travessa (característica corrent-tensió) s'expressa aproximadament per l'equació:

U = CAα,

on U és la tensió a través de la resistència del protector de la vàlvula de resistència no lineal, I — el corrent que passa per la resistència no lineal, C és una constant numèricament igual a la resistència a un corrent d'1 A, α El factor de ventilació és .

Com més petit sigui el coeficient α, menys canvia la tensió de la resistència no lineal quan canvia el corrent que la travessa, i menor serà la tensió restant de la vàlvula.

Els valors de tensió residual indicats al certificat del limitador de la vàlvula es donen per als corrents d'impuls normalitzats. Els valors d'aquests corrents estan en el rang de 3.000-10.000 A.

Cada pols de corrent deixa un rastre de destrucció a la resistència en sèrie: es produeix una ruptura de la capa barrera dels grans de carborundum individuals.El pas repetit dels polsos de corrent condueix a una fallada completa de la resistència i a la destrucció del pararrayo. La fallada completa de la resistència es produeix com abans, més gran és l'amplitud i la durada del pols actual. Per tant, la capacitat de cabal del restrictor de la vàlvula és limitada. Quan s'avalua el rendiment dels restrictors de vàlvules, es té en compte el rendiment tant de les resistències en sèrie com dels buits d'espurna.

Les resistències han de suportar sense danys 20 polsos de corrent de durada 20/40 µs amb amplitud en funció del tipus de limitador. Per exemple, per als pararrayos del tipus RVP i RVO amb una tensió de 3 a 35 kV, l'amplitud de corrent és de 5000 A, per al tipus RVS amb una tensió de 16 a 220 kV - 10.000 A i RVM i RVMG amb una tensió de 3 — 500 kV — 10.000 A.

Per augmentar les propietats protectores de l'espurna de la vàlvula, cal reduir la tensió residual, que es pot aconseguir reduint el coeficient de la vàlvula α de la resistència no lineal de la sèrie, alhora que augmenta les propietats de supressió d'arc de les espurnes.

L'augment de les propietats de supressió d'arc de les espurnes permet augmentar el corrent de derivació interromput per ells i, per tant, permet reduir la resistència de la resistència en sèrie. Actualment, la millora tècnica de les vàlvules es realitza en aquesta línia.

cal tenir en compte que en el circuit limitador de la vàlvula el dispositiu de posada a terra té una gran importància. En absència de connexió a terra, l'aturador no pot funcionar.

Es combinen la presa de terra del limitador de la vàlvula i els equips protegits per aquest.En els casos en què el limitador de la vàlvula està per algun motiu separat de l'equip protegit posada a terra, el seu valor es normalitza en funció del nivell d'aïllament de l'equip.

Instal·lació de retencions

Després d'una inspecció minuciosa, les topes s'instal·len a les estructures de suport, es comprova el nivell i la plomada amb encoixinat, si cal, sota la base de les seccions de xapa i es fixen als suports mitjançant una pinça cargolada.