Waarom Vloedafremmers Gebruik? Klynfunksies & Voordelle
Funksie van Oorskynbeskermers
Wanneer bliksemgeïnduseerde oorspanning langs bo-oorlynvoerlyne in 'n transformasietent of ander geboue reis, kan dit flitsoorgange veroorsaak of selfs die isolering van elektriese toerusting doorboor. Daarom, as 'n beskermtoestel – bekend as 'n oorskynbeskermmer – parallel aan die kraginset van die toerusting (soos in Figuur 1 getoon) aangesluit word, sal dit onmiddellik aktiveer wanneer die oorspanning die voorafgestelde werkingvlak bereik.
Die beskermmer vrygaf die oormaatse energie, beperk die spanningspiek en beskerm die isolering van die toerusting. Een die spanning terugkeer na normaal, herstel die oorskynbeskermmer vinnig sy oorspronklike toestand, wat verseker dat die stelsel kan voortgaan met normale kragverskaffing.
Die beskermfunksie van 'n oorskynbeskermmer is gebaseer op drie vereistes:
Gepaste koördinasie tussen die volt-sekondekenmerk van die beskermmer en dié van die beskermde isolering.
Die beskermmer se residuele spanning moet laer wees as die impulsweerstand van die beskermde isolering.
Die beskermde isolering moet binne die beskermafstand van die beskermmer wees.
Vereistes vir oorskynbeskermmers:
Dit moet nie ontlad onder normale bedryfstoestande nie, maar moet regtig en betroubaar ontlad tydens oorspanningsgebeure.
Dit moet selfherstelvermoë het na ontlading (d.w.s. terugkeer na sy hoëimpedansietoestand en uitblussing van volgspanning).
Kernparameters van oorskynbeskermmers:
Voortdurende bedryfspanning: Die toelaatbare langtermynbedryfspanning. Dit moet gelyk of groter wees as die maksimum fase-tot-aarde-spanning van die stelsel.
Rangspanning (kV): Die maksimum toelaatbare korttydskragfrequentiespanning (ook bekend as blusspanning). Die beskermmer kan onder hierdie spanning bedryf en die boog uitblus, maar kan nie langertermyn bedryf hou nie. Dit is 'n fundamentele parameter vir beskermmerontwerp, kenmerke en struktuur.
Kragfrequentieweerstand-volt-sekondekenmerk: Gee die vermoë van 'n metaaloxide (bv. ZnO) beskermmer om oorspannings onder gespesifiseerde toestande te weerstaan, aan.
Nominale ontladingsstroom (kA): Die piekwaarde van ontladingsstroom gebruik om beskermmerklasse te klassifiseer. Vir stelsels van 220 kV en lager, mag dit nie 5 kA oorskry nie.
Residuele spanning: Die spanning wat by die eindes van die beskermmer verskyn wanneer dit aan 'n skokstroom blootgestel word. Dit kan ook begrip word as die maksimum spanning wat die beskermmer tydens 'n ontladingsgebeur kan weerstaan.
Tipes en Struktuur van Oorskynbeskermmers
Gewone tipes oorskynbeskermmers sluit klep-tipe, buis-tipe, beskermgappe en metaaloxide beskermmers in.
(1) Klep-Tipe Oorskynbeskermmers
Klep-tipe beskermmers word hoofsaaklik in twee kategorieë verdeel: konvensionele klep-tipe en magneetblasklep-tipe. Die konvensionele tipe sluit die FS en FZ reekse in; die magneetblasklep-tipe sluit die FCD en FCZ reekse in.
Die simbole in die modelbenaming staan vir:
F – Klep-tipe beskermmer;
S – Vir distribusiestelsels;
Z – Vir transformasietente;
Y – Vir oorspanningslyne;
D – Vir roterende masjiene;
C – Met 'n magneetblasontladingsgat.
'n Klep-tipe beskermmer bestaan uit platte vonkgappe in serie met silisiumkarbide (SiC) weerstandplaatjies (klep-blokke), versigel binne 'n porselein behuising, met buite terminalbolte vir installasie. Die silisiumkarbide weerstand vertoon nie-lineêre kenmerke: dit het hoë weerstand onder normale spanning, wat skerp afneem tydens oorspanning.
Onder normale kragfrequentiespanning bly die vonkgappe niegelei. Wanneer 'n bliksem-oorspanning voorkom, breeke die vonkgappe af. Die weerstand van die SiC-blokke daal aansienlik, wat die hoë bliksemstroom veilig na die grond laat vloei. Na die skok bied die SiC-blokke hoë weerstand teen die kragfrequentievolgspanning, terwyl die vonkgappe hierdie stroom onderbreek, wat normale stelselbedryf herstel. Hierdie aan-afgedrag lys op 'n "klep" – oop vir bliksemstroom en toe vir kragfrequentiestroom – waarvan die naam "klep-tipe" beskermmer afkomstig is.
(2) Beskermgappe en Verwydering (Buis-) Beskermmers
Beskermgappe is die eenvoudigste vorm van bliksembeskerming. Hulle word tipies van gevalineerde ronde staal gemaak, en bestaan uit 'n hoofgat en 'n bygat. Die hoofgat is in 'n hoekige konfigurasie gevorm en horisontaal gemonteer om booguitblussing te bevorder. 'n Bygat is in serie onder die hoofgat aangesluit om valsaktivering deur vreemde voorwerpe wat die gat kortsluit, te verhoed. As gevolg van hul swak booguitblussingvermoë, word beskermgappe gewoonlik saam met outomatiese herinsluitingsapparate gebruik om die betroubaarheid van kragverskaffing te verbeter.
Die verwydering (buis-) beskermmer bestaan uit 'n vonkgat in 'n gas-genererende buis, gevorm deur staaf- en ring-elektrodes. Dit sluit beide interne en eksterne gappe in. Die beskermmerbuishouing word van materiaals soos vezelversterkte fenoliese hardehout gemaak, wat groot hoeveelhede gas produseer wanneer dit verhit word. Wanneer 'n bliksem-oorspanning voorkom, breeke beide interne en eksterne gappe af, en lei die bliksemstroom na die grond. Die daaropvolgende kragfrequentiestroom skep 'n sterke boog, wat die buismuur verbrand en hoëdruk gas uitspuug deur die oop einde, wat die boog vinnig uitblaas. Die eksterne gat herstel dan sy isolering, wat die beskermmer van die stelsel afskei en normale bedryf laat hervat.
Aangesien verwydering beskermmers op kragfrequentiestroom verlaat om gas vir booguitblussing te genereer, kan te veel kortsluitstrome te veel gas produseer, wat die buis se meganiese sterkte oorskry en tot knap of ontploffing lei. Daarom word verwydering beskermmers tipies in buiteinstallasies gebruik.
(3) Gapslose Metaaloxide (Zinkoxide) Oorskynbeskermmers
Ook bekend as varistor beskermmers, is hierdie 'n moderne tipe wat in die 1970's bekend gestel is. In vergelyking met tradisionele silisiumkarbide klep-tipe beskermmers, het gapslose metaaloxide beskermmers geen vonkgappe nie en gebruik zinkoxide (ZnO) in plaas van silisiumkarbide. Hulle word van gestapelde ZnO varistor plaatjies met uitsonderlike nie-lineêre spanning-stroom kenmerke gebou: onder normale kragfrequentiespanning, vertoon hulle baie hoë weerstand, wat lekspanning effektief onderdruk; onder bliksem-oorspanning, daal hul weerstand skerp, wat doeltreffende ontlading van skokstroom moontlik maak.
Metaaloxide beskermmers bied supeieur beskermkenmerke, hoë ontladingskapasiteit, lae residuele spanning, kompakte grootte en maklike installasie. Hulle word nou wyd gebruik vir beskerming van sowel hoë- as laevoltees toerusting.
(4) Gappige Metaaloxide (Zinkoxide) Oorskynbeskermmers
Hierdie bestaan uit ZnO weerstandplaatjies in serie met 'n vonkgat binne 'n samengestelde behuising. Die gapeenheid sluit gewoonlik twee skotelvormige elektrodes in 'n keramiese ring in. Hulle is geskik vir nie-effektief gegronde neutrale stelsels. Tydens eenfasig-na-grond fout of booggronding, kan ernstige transiente oorspannings van lang duur voorkom, wat gapslose ZnO beskermmers moeilik kan weerstaan. Gappige ZnO beskermmers oorkom hierdie beperking: onder matige oorspannings soos eenfasig gronding of lae vlak booggronding, bly die reeks gat inaktief, wat die beskermmer van die stelsel afskei.
Wanneer die oorspanning 'n drempel oorskry, vonk oor die gat, en die uitsonderlike nie-lineêre kenmerke van die ZnO-blokke beperk die residuele spanning oor die beskermmer. Die daaropvolgende volgspanning is baie klein en maklik onderbreek, wat betroubare isolering beskerming vir transformasies en ander toerusting verskaf.
Toets Items en Standaarde vir Oorskynbeskermmers
(1) Isolering Weerstand Meting
Gebruik 'n megaohmmeter van 2500 V of hoër. Vir beskermmers van 35 kV en hoër, moet die isolering weerstand nie minder as 2500 MΩ wees nie; vir diegene onder 35 kV, nie minder as 1000 MΩ nie.
(2) Meting van DC Spanning by 1 mA en Leegloopstroom by 75% van Hierdie Spanning
Pas 'n DC spanning toe op die beskermmer. Terwyl die spanning styg, styg die leegloopstroom geleidelik. Noteer die spanning waarde wanneer die stroom 1 mA bereik. Verminder dan die spanning na 75% van hierdie waarde en noteer die leegloopstroom, wat nie meer as 50 μA mag wees nie.
(3) AC Leegloopstroom onder Bedryfspanning
Meet die totale stroom, resistiewe stroom, of kragverlies onder bedryfspanning. Die gemeet waardes moet nie beduidend verander ten opsigte van die aanvanklike waardes nie. As die resistiewe stroom verdubbel, moet die beskermmer de-energieer word vir inspeksie.
As die resistiewe stroom toeneem tot 150% van die aanvanklike waarde, moet die monitering siklus gepas aangepas word.
Hierdie toetse kan defekte soos natte intrusie of veroudering van beskermmer klep-blokke, oppervlakkrake en isolering-vertering opspoor.
