Cosa è un Parafulmine a Valvola?

Cos'è un Parafulmine a Valvola?

Definizione

Un parafulmine composto da uno o più interstizi collegati in serie con un elemento di controllo del flusso corrente è noto come parafulmine. L'interstizio tra gli elettrodi blocca il flusso di corrente attraverso il parafulmine, eccetto quando la tensione all'interstizio supera la tensione critica di flashover. Il parafulmine a valvola è anche chiamato diverter di sovratensione a interstizio o diverter di sovratensione al carburo di silicio con interstizio in serie.

Costruzione del Parafulmine a Valvola

Il parafulmine a valvola è composto da un insieme multi-gap collegato in serie con un resistore realizzato con un elemento non lineare. Ogni interstizio ha due componenti. Per affrontare la distribuzione non uniforme tra gli interstizi, i resistori non lineari sono collegati in parallelo su ciascun interstizio.

Gli elementi resistivi sono fabbricati con carburo di silicio e leganti inorganici. L'intero insieme è racchiuso all'interno di un involucro in porcellana sigillato riempito con gas azoto o SF6.

Funzionamento del Parafulmine a Valvola

In condizioni di bassa tensione, a causa dell'influenza del resistore parallelo, non si verifica alcuna scintilla attraverso gli interstizi. Cambiamenti lenti della tensione applicata non costituiscono un pericolo per il sistema. Tuttavia, quando si verificano cambiamenti rapidi di tensione ai terminali del parafulmine, la scintilla d'aria del flusso corrente viene scaricata a terra attraverso il resistore non lineare, che presenta una resistenza estremamente bassa.

Dopo il passaggio dell'impulso, la tensione applicata al parafulmine diminuisce e la resistenza del parafulmine aumenta fino a quando la tensione normale viene ripristinata. Quando l'azione del diverter di sovratensione cessa, scorre una piccola corrente ad alta frequenza nel percorso creato dalla scintilla. Questa corrente è chiamata corrente di seguito di potenza.

L'entità della corrente di seguito di potenza diminuisce fino a un valore che può essere interrotto dall'interstizio mentre recupera la sua forza dielettrica. La corrente di seguito di potenza si spegne al primo passaggio zero della corrente, e l'alimentazione rimane ininterrotta. Successivamente, il parafulmine è pronto a riprendere la sua operazione normale. Questo processo è chiamato risigillamento del parafulmine.

Fasi del Parafulmine a Valvola

Quando l'impulso raggiunge il trasformatore, incontra il parafulmine, come illustrato nella figura sottostante. In circa 0,25 µs, la tensione raggiunge il valore di rottura dell'interstizio in serie e il parafulmine inizia a scaricare.

Con l'aumento della tensione dell'impulso, la resistenza dell'elemento non lineare diminuisce. Ciò permette lo scarico ulteriore dell'energia dell'impulso, limitando così la tensione trasmessa all'equipaggiamento terminale, come mostrato nella figura sottostante.

Quando la tensione diminuisce, la corrente che passa a terra diminuisce, mentre la resistenza del parafulmine aumenta. Il parafulmine raggiunge una fase in cui il flusso di corrente viene interrotto dall'interstizio, e il parafulmine si risigilla nuovamente.

La tensione massima che si sviluppa ai terminali del parafulmine e viene trasmessa all'equipaggiamento terminale è definita come il valore di scarica del parafulmine.

Tipi di Parafulmine a Valvola

I parafulmini a valvola possono essere classificati in tipi stazione, tipi linea, parafulmini per la protezione delle macchine rotanti (tipo distribuzione) o tipo secondario.

• Parafulmine a Valvola di Tipo Stazione：Questo tipo di parafulmine a valvola è principalmente utilizzato per la protezione degli equipaggiamenti chiave nelle linee elettriche da 2,2 kV a 400 kV e oltre. Ha una grande capacità di dissipazione di energia.

• Parafulmine a Valvola di Tipo Linea：I parafulmini di tipo linea sono applicati per proteggere l'equipaggiamento delle sottostazioni. Hanno una sezione trasversale più piccola, sono più leggeri e più economici. In confronto ai parafulmini di tipo stazione, consentono una tensione di impulso maggiore ai loro terminali e hanno una capacità di portata di impulsi inferiore.

• Parafulmine Distributivo：Questo tipo di parafulmine è solitamente montato su pali ed è utilizzato per proteggere generatori e motori.

• Parafulmine Secondario：Un parafulmine secondario è progettato per proteggere apparecchiature a bassa tensione. Il parafulmine per la protezione delle macchine rotanti è progettato specificamente per la protezione di generatori e motori.