Funkcio de Fulmoprotektiloj
Kiam fulmo-indukta supervolto vojaĝas laŭ aeraj elektraj linioj en substancon aŭ aliajn konstruaĵojn, ĝi povas kaŭzi elbruligojn aŭ eĉ transpiki la izoladon de elektra equipaĵo. Tial, se protektado aparato—konata kiel fulmoprotektilo—estas konektita paralele je la energienirilo de la equipaĵo (kiel montrite en Figuro 1), ĝi tuj aktivigos kiam la supervolto atingas la antaŭdeterminitan operacian nivelon.
La protektilo liberigas la ekzcedan energion, limigante la voltpreson kaj protektante la izoladon de la equipaĵo. Kiam la volto revenas al normala, la fulmoprotektilo rapide reakiras sian originalan staton, certigante ke la sistemo povas daŭrigi normalan energifurnadon.
La protektfunkcio de fulmoprotektilo baziĝas sur tri antaŭpostuloj:
Propra koordinado inter la volt-sekunda karakterizo de la protektilo kaj tiu de la protektita izolado.
La restanta volto de la protektilo devas esti pli malalta ol la impulsa rezisteco de la protektita izolado.
La protektita izolado devas esti ene de la protektada distanco de la protektilo.
Postuloj por fulmoprotektiloj:
Ĝi ne devas liberi sub normalaj funkciokondiĉoj, sed devas liberi ĝuste kaj fidinde dum supervolto-eventoj.
Ĝi devas havi kapablon de memrestarigo post liberaĵo (t.e., reveni al sia alta impedancostato kaj ekstingu la sekvan koranton).
Ĉefaj parametroj de fulmoprotektiloj:
Konstanta funkciokondiĉa volto: La permesa longdaŭra funkciokondiĉa volto. Ĝi devus esti egala aŭ pli granda ol la maksimuma fazo-al-terre volto de la sistemo.
Nominata volto (kV): La maksimuma permesa mallonga potencfrekvenco volto (ankaŭ konata kiel ark-extingu volto). La protektilo povas funkcii kaj ekstingu la arkon sub ĉi tiu volto, sed ne povas daŭrigi longdan funkciadon ĉe ĉi tiu nivelo. Ĝi estas fundamenta parametro por protektildizajno, karakterizoj kaj strukturo.
Potencfrekvenco volto-sekunda karakterizo: Montras la kapablon de metaloksida (ekzemple, ZnO) protektilo teni supervoltajojn sub specifaj kondiĉoj.
Nominala libera koranto (kA): La pika valoro de libera koranto uzata por klasifiki protektilgradon. Por sistemoj 220 kV kaj malsupre, ĝi ne devus superi 5 kA.
Restanta volto: La volto kiun aperas tra la protektila finpunktoj kiam ĝi estas submetita al impulsa koranto. Ĝi ankaŭ povas esti komprenata kiel la maksimuma volto la protektilo povas teni dum liberaĵo.
Specoj kaj Strukturo de Fulmoprotektiloj
Komunaj specoj de fulmoprotektiloj inkludas valvotipajn, tubtipajn, protektajn spacojn, kaj metaloksidadajn protektilojn.
(1) Valvotipaj Fulmoprotektiloj
Valvotipaj protektiloj ĉefe dividas en du kategoriojn: konvencia valvotipo kaj magnetblazvalvotipo. La konvencia tipo inkluzivas la FS kaj FZ seriojn; la magnetblaztipo inkluzivas la FCD kaj FCZ seriojn.
La simboloj en la modela signifo staras por:
F – Valvotipa protektilo;
S – Por distribuaj sistemoj;
Z – Por substancoj;
Y – Por transsendlinioj;
D – Por rotaciaj maŝinoj;
C – Kun magnetblazlibera spaco.
Valvotipa protektilo konsistas el ebenaj sparkspacoj en serie kun siliciumkarbona (SiC) rezistorblokoj (valvblokoj), sigelitaj en porcelana kuvo, kun ekstera terminala bolto por instalado. La siliciumkarbona rezisto montras nelinian karakterizon: ĝi havas altan reziston sub normala volto, kiu ŝarpas falas dum supervolto.
Sub normala potencfrekvenco volto, la sparkspacoj restas nekonduktantaj. Kiam fulmo-supervolto okazas, la sparkspacoj disrompiĝas. La rezisto de la SiC blokoj draste malpliiĝas, permesante al la alta fulmokoranto sekure fluigi al la tero. Post la preso, la SiC blokoj prezenti altan reziston al la potencfrekvenco sekva koranto, dum la sparkspacoj interrompas ĉi tiun koranton, restarigante normalan sisteman funkcion. Ĉi tiu on-off konduto similas "valvon"—malfermita por fulmokoranto kaj fermita por potencfrekvenco koranto—pro tio la nomo "valvotipa" protektilo.
(2) Protektaj Spacoj kaj Expulsion (Tubtipaj) Protektiloj
Protektaj spacoj estas la plej simpla formo de fulmoprotektado. Tipe faritaj el galvanizita rondstalo, ili konsistas el ĉefa spaco kaj helpa spaco. La ĉefa spaco estas formita en angula konfiguro kaj montita horizontale por faciligi arkeksfinigon. Helpa spaco estas konektita en serie sub la ĉefa spaco por preveni eraran aktivegon kaŭzitan de fremdaj objektoj shorting la spacon. Pro ilia malforta arkeksfiniga kapablo, protektaj spacoj kutime estas uzitaj kun aŭtomataj rekonekludiloj por plibonigi energifurnadan fidon.
La expulsion (tubtipa) protektilo konsistas el sparkspaco en gazproduktuba, formita de stango kaj ringelektrodoj. Ĝi inkluzivas ambaŭ internajn kaj eksternajn spacojn. La protektilotubo estas farita el materialoj kiel fibrolastigita fenolresina, kiuj produktas grandajn volumojn de gaso kiam ĝi estas varmeta. Kiam fulmo-supervolto okazas, ambaŭ internaj kaj eksternaj spacoj disrompiĝas, diverĝante la fulmokoranton al la tero. La sekva potencfrekvenco koranto kreis fortan arkon, kiu brulis la tuban muron kaj produktis alt-preseca gason eksplodanta tra la malferma fino, rapide ekstingu la arkon. La eksterna spaco tiam restarigis sian izoladon, izolante la protektilon de la sistemo kaj permesante al normala funkcio daŭrigi.
Ĉar expulsion protektiloj dependas de potencfrekvenco koranto por produkti gason por arkeksfinigo, tro grandaj mallongcirkvitaj korantoj povas produkti tro multe da gaso, superanta la tuban mekanikan forton kaj kaŭzanta rompon aŭ eksplodo. Tial, expulsion protektiloj kutime estas uzitaj en ekstera instalado.
(3) Sen-spaca Metaloksida (Cinkoksida) Fulmoprotektiloj
Ankaŭ konata kiel varistor protektiloj, ĉi tiuj estas moderna tipo enkondukita en la 1970-aj jaroj. Komparate kun tradicia siliciumkarbona valvotipa protektilo, sen-spaca metaloksida protektiloj ne havas sparkspacojn kaj uzas cinkoksidon (ZnO) anstataŭ siliciumkarbonon. Ili estas konstruitaj el stakitaj ZnO varistorblokoj kun excelaj neliniaj volto-koranto karakterizoj: sub normala potencfrekvenco volto, ili montras tre altan reziston, efektive suprimante fuĝkoranton; sub fulmo-supervolto, ilia rezisto draste malpliiĝas, permesante efikan liberejon de preskoranto.
Metaloksida protektiloj oferas superan protektan karakterizon, altan liberejan kapablecon, malaltan restantan volton, kompakta grandeco, kaj facila instalado. Ili nun estas vaste uzitaj por protektado de ambaŭ alta- kaj malalta-voltaj elektra equipaĵoj.
(4) Spaca Metaloksida (Cinkoksida) Fulmoprotektiloj
Ĉi tiuj konsistas el ZnO rezistorblokoj konektitaj en serie kun sparkspaco en kompozita kuvo. La spaca unuo kutime enhavas du diskformajn elektrodojn enklositajn en keramika ringo. Ili estas taŭgaj por neefektive grundigitaj neutralaj sistemoj. Dum unufaza al-grundo defektoj aŭ arkgrundado, severaj transientaj supervoltajoj de longa daŭro povas okazi, kiuj sen-spaca ZnO protektiloj povas ne resisti. Spaca ZnO protektiloj superas ĉi tiun limon: sub modera supervolto kiel unufaza grundo aŭ malalta-nivela arkgrundado, la seria spaco restas inaktiva, izolante la protektilon de la sistemo.
Kiam la supervolto superas limon, la spaco sparkas, kaj la excelaj neliniaj karakterizoj de la ZnO blokoj limigas la restantan volton tra la protektilo. La rezulta sekva koranto estas tre malgranda kaj facile interrompis, provizante fidindan izoladan protektadon por transformiloj kaj alia equipaĵo.
Testitemoj kaj Normoj por Fulmoprotektiloj
(1) Izolrezistanca Mezuro
Uzu megohmmetron de 2500 V aŭ pli alta. Por protektiloj valoritaj 35 kV kaj pli supra, la izolrezistanco devus esti ne malpli ol 2500 MΩ; por tiuj sub 35 kV, ne malpli ol 1000 MΩ.
(2) Mezuro de DC Volto je 1 mA kaj Fuĝkoranto je 75% de Ĉi Tiu Volto
Apliku DC volton al la protektilo. Kiam la volto pligrandiĝas, la fuĝkoranto graduale pligrandiĝas. Registru la volton kiam la koranto atingas 1 mA. Tiam reduktu la volton al 75% de ĉi tiu valoro kaj registru la fuĝkoranton, kiu ne devus superi 50 μA.
(3) AC Fuĝkoranto sub Funkciokondiĉa Volto
Mezuru la totalan koranton, rezistan koranton, aŭ potenca perdo sub funkciokondiĉa volto. La mezuritaj valoroj ne devus montri signifan ŝanĝon kompare al komencaj valoroj. Se la rezistan koranto duobliĝas, la protektilo devas esti desenergiĝita por kontrolado.
Se la rezistan koranto pligrandiĝas al 150% de la komenca valoro, la monitorada ciklo devus esti propraaŭdate mallongigita.
Ĉi tiuj testoj povas detekti defektojn kiel humida eniro aŭ vetustigo de protektilvalvblokoj, surfacaj krako, kaj izolada deteriĝo.
