Сурж Аррестерлер: Эволюциясы Және Материалдары Және Күндермен Сақтау Түсіндіріледі

Жылмалардың Түрі және Олардың Өнімділігі

Жылмалар әрқашан өнімдерін қорғау үшін электр құрылғылармен параллельде байланыстырылады. Ал олар системалық наптың нормалды режимінде құрылғының іс-қимылына әсер етпейді. Бірақ, құрылғыда тірік нап пайда болған кезде, жылмалар алдын ала жұмыс істейді, тірік напты қамқорлықты қолданып, жерге жібереді.

Ең ерте және ең қарапайым жылмалар формасы - электр құрылғылармен параллельде қосылған екі металл палка, олардың арасында бөлік бар. Егер бұл бөліктегі нап белгілі бір шекарадан асып кетсе, ауа (бөлік) құбылысқа ұшырай, құрылғыны қорғау үшін. Бұл түрдегі жылмалар "құбылыс бөлігі" немесе "қорғыту бөлігі" деп аталады.

Жарық сияқты құбылыс: жарық бұлуттары мен жер екі қондырғы (электродтар) ретінде қызмет етеді. Егер олардың арасындағы нап өте жоғары болса, олардың арасындагы ауа құбылысқа ұшырай, жарық құбылысы пайда болады.

Бірақ, маңызды айырмашылық бар. Қорғыту бөліктері тікелей жүк линияларына қосылған. Егер тірік нап қорғыту бөлігін құбылысқа ұшыратса (яғни, палкалардың арасындағы ауа ионизацияланған), электр станциясы немесе подстанциясы бұл оқиғаны білмесе де, же қатты жылдам жауап бермесе де, ол жүк бөлігіне қатынасын ұзақтығына қосып отырады. Бөлік жерге жол беретінінен, бұл жүк жүзеге асқанда, энергиялық жүйеде қысқарту құбылысы пайда болады. Сондықтан, қорғыту бөліктерінің қолдануы қарапайым болса да, олардың қолданылуы бөлікте ұзақ уақыт қалып қалатын дугу қалыптасып, қысқарту құбылысына әкеледі.

Негізгі қорғыту бөлігінің ішіндегі дугун қалай тез өшіріп тастауға болады? Бұл екінші поколешіядағы жылмалар - экспульсивті (немесе түбекті) жылмалардың қалыптасуына әкелді. Бұл дизайн алдын ала дугун түбекте шектеуін, содан кейін өшіру әдістерін қолданады.

Бірақ, экспульсивті жылмаларда да қателік бар: олардың дугу өшіру қабілетінен қатар, олар энергиялық жүйедегі жүктерді түпнұсқа түрде жерге жібереді, бұл кейбір уақытта земле қысқартуына (қысқарту) әкеледі.

Идеалды шешім - бұл нормалды напта үйкеліс пен не минималды жүкке тексеру, сонымен қатар қысқарту құбылысын (жарық сияқты) тірік нап құбылысы пайда болған кезде тез жіберу. Жоғары деңгейде, бұл құрылғы "ақылды коммутатор" сияқты әрқашан ашылатын немесе жабылатын. Жылмаларда, бұл "ақылды коммутатор" бірінші жолмен кремний карбид (SiC) материалын қолданып қол жетімді болды. Бұл материалдан жасалған жылмалар клапанның сияқты қызмет етеді, олар "клапанның" аталады.

Мұнда маңызды нүкте - бұл "клапан" физикалық компонент емес, сандық клапан сияқты. Физикалық клапандар жарықтың микросекундтегі жылдамдығына жауап беру үшін өте жылдам болады. Орнына, жоғары напта қызмет ету үшін линейлік емес қарсылықтан жасалған "электр клапаны" қажет. Кремний карбид - бұл жоғары напта қолданылатын бірінші линейлік емес қарсылық материалы болды.

Технология үнемі өнімділікке ұбат. Кейінірек жылмалар үшін екінші линейлік емес қарсылық материалы - цинк оксид (ZnO) анықталды. Ол кремний карбидтің сияқты қызмет етеді, бірақ "клапан" қасиеттерінде ұзындықты қызмет ету үшін жақсырақ (профессиялық түрде айтқанда, линейлік емес қасиеттері жақсы).

Линейлік емес дегеніміз не? Бұл - кері қызмет ету: керісінше үлкен болған кезде кіші, кіші болған кезде үлкен - линейлік компоненттер сияқты пропорционалды емес.

Жылмаларда, линейлік емес қасиеттер мынадай түрде көрінетіні: жүк үлкен (мисалы, жарық құбылысы кезінде) қарсылық өте төмен, қарсылық төмен болғанша, линейлік емес қасиеттер жақсы. Жүк төмен (жарық құбылысы өткеннен кейін, система нормалды напқа қайтады) қарсылық өте жоғары, қарсылық жоғары болғанша, линейлік емес қасиеттер жақсы.

Кремний карбид линейлік емес қасиеттерге ие, бірақ ол идеалды емес. Нормалды напта оның қарсылығы өте жоғары болмайды, оның нәтижесінде жылмалар арқылы кіші үйкеліс өтеді - сияқты қатты жабылған клапан, бірақ үйкеліс үзіліп қалады.

Бұл қасиет материалдың құрамына байланысты, оның қарсылығын жою үшін жасалған қызметтер жоғары үнімді болмаған. Сондықтан, кремний карбидті жылмаларда қолдану үшін структуралық шешімдер қолданылады: жылмалар бастапқыда линиядан бөлінеді және ғана құбылыс кезінде қосылады. Бұл тапсырманы сериялық ауа бөлігі арқылы орындалады. Сондықтан, клапанның жылмалары әрқашан бөлікке қажет. Сол сияқты, цинк оксид клапандары нормалды напта қатты жабылады, сондықтан олар сериялық бөлікке қажет емес.

Цинк оксид өндірістік технологиясы жетілдірілгенде, бастапқы "қатты жабылу" мүмкіндіктерінің шектеулері жоғалды. Бірақ, гапталған құрылғылардың тарихый кең тарауына қарай, біраз цинк оксид жылмалары гапталған құрылғыларды қолданады. Бірақ, гапталмаған цинк оксид жылмалары көптеген.

Цинк оксид - метал оксиды, сондықтан бұл жылмалар Метал Оксид Жылмалары (MOSA) деп те аталады.

Энергиялық Жүйеде Жарық Қорғауы

Жарық қорғау құрылғыларының негізгі үш түрі бар: жарық ұстақтар (ауа терминалдары), жарық қорғау телдері (щит телдері) және жылмалар. Бірінші екі құрылғы құрылымы қарапайым - ұсталар және телдер, ал соңғысы қарапайым емес, себебі ол "ақылды коммутатор" ретінде қызмет ететін линейлік емес қарсылықтарға негізделген.

Қорғалатын объекттердің пікірінен, жарық қорғау үш түрге бөлінеді: жоғары деңгейдегі жүк линияларын қорғау, подстанцияларды қорғау және электр моторларын қорғау.

Жоғары деңгейдегі жүк линиялары өте ұзын, ашық аймақтарда қозғалады. Жерлік өмір мен экологияға әсер ету азайту үшін, олар өте биік көлемде қозғалады. Дегенмен, "ені ең ұзын ағаш ең көп шамалды түсіреді" деп айтылады, олар жарық үшін қолайлы мишень. Статистика бойынша, энергиялық желілердегі көптеген қысқартулар жарық құбылысынан болады. Сондықтан, жоғары деңгейдегі жүк линиялары қорғалуы керек. Бірақ, олардың ұзындығынан, абсолютты қорғау қиын және қымбат. Сондықтан, линиялардың қорғауы өсу қатынасымен: бірнеше жарық құбылыстары линияға ұшыра алады және жіберіледі. Бұл қорғау бастапқы қадамдарымен жүзеге асырылады, негізінен жарық қорғау телдері арқылы.

Подстанциялар әлі де маңызды. Олар энергиялық желілердің бас мекемелері, концентрированные құрылғылар мен қызметкерлер бар. Сондықтан, олардың жарық қорғау талаптары өте жоғары.

Жарық подстанцияға екі негізгі жолмен жетеді: түпнұсқа жарық ұстасы (немесе кейде щит телдері) арқылы және жүк линияларына жарық құбылысынан келген жылмалар арқылы. Бұл қорғау бастапқы қадамдарымен жүзеге асырылады, негізінен жылмалар арқылы.

Моторлардың (включая генераторлар, синхронные конденсаторы, частотные преобразователи и электродвигатели) жарық қорғауы подстанциялардың қорғауына сияқты маңызды. Генераторлар - энергиялық желілердің "жүрек", олар үлкен моторлар - маңызды индустриялық көліктер. Жарық құбылысы бұл құрылғыларға әсер еткенде, зиянды жағдайлар пайда болады. Бірақ, моторларды қорғау подстанцияларды қорғаудан қиын. Моторлар айналып қалады, сондықтан олардың изоляциясы өте жұмсақ бола алмайды және терең (трансформаторларда қолданылатын су изоляциясы сияқты). Терең изоляция өте жылдам жақырған, сондықтан, жылмалармен бірге қосымша қорғау қадамдары қажет.

Композиттік Цинк Оксид Жылмалары

Жылмалар - бұл екі электроды бар электр құрылғы, бірі адатта жерге байланыстырылады, басқасы жоғары напқа байланыстырылады, олардың арасында диэлектрик материал (professionally known as an insulator) бар.

Себебі энергиялық желілердің көптеген құрылғылары атмосферге ашық, изоляция қабырғалары табиғатқа түскен. Бұл изоляция бөлігі сыртқы изоляция немесе сыртқы изоляция деп аталады.

Сыртқы изоляция әрқашан күн жарығына, жауынға, шамалға, жауынға, туманға және тұмушқа ұшырай. Сондықтан, квалифицированы сыртқы изоляция материалы өте жақсы электр және механикалық қасиеттерге, сондай-ақ өте жақсы ауа райына қарсылыққа және 40-50 жылға дейінгі өмір мезгіліне эзір болуы керек. Азықта, фарфор - бұл ғылыми жобаларда ең көп қолданылатын сыртқы изоляция материалы, сызуыншылық стекло де линияларда қолданылады.

Фарфор және стекло - бұл органикалық материалдар. Олардың электр және механикалық қасиеттерінен тышкары, олардың негізгі артықшылығы - ауа райына қарсылық, бұл оларды энергиялық желілердің сыртқы изоляциясында өте уақыт ұзақтығы қолданылғанға әкеледі.

Бірақ, оларда бір ортақ әлсіздік бар: олардың беттері суға қолданылатын. Бұл изоляция беттерінде қалыптасқан загрязнение слоев суын жылытуға мүмкіндік береді. Загрязнение және су біріктікте, олар беттен арқылы үйкеліс қолдануы мүмкін, бұл нормалды напта үйкеліс қолдануына әкеледі. Бұл әдетте загрязнение үйкеліс деп, яғни, загрязненный және суға қолданылатын изоляция беттерінде үйкеліс қолдануы деп аталады.

Соңғы онжылдықтарда, кремний каучук әртүрлі ұлттарда қолданылатын құрылғылардың қолданылатын материалдарын замену үшін кеңінен қолданылады. Кремний каучук - бұл органикалық материал, ол өте суға қолданылатын, сыртқы изоляцияның загрязнение үйкеліс напын өте жоғары айналдырады.

Органикалық материалдардан жасалған изоляторлар көбінесе полимер изоляторлар (себебі органикалық материалдар - бұл полимерлер), немесе керамикадан жасалған изоляторлар, композиттік изоляторлар (себебі сыртқы изоляция синтетикалық), немесе пластик изоляторлар деп аталады.

Қазақстанда, олар бұрын композиттік изоляторлар немесе кремний каучук изоляторлар деп аталған. Азықта, олар органикалық композиттік изоляторлар деп (себебі органикалық материалдар - бұл композиттер, олар кремний каучук және эпоксид-стекло волокно палка композиттерінен жасалған) біріккен, көбінесе композиттік изоляторлар деп аталады.

Сондықтан, композиттік корпус цинк оксид жылмалары - бұл цинк оксид жылмаларының сыртқы изоляциясы үшін органикалық материал - кремний каучук қолданылады.