Cur ergo Fulminis Arrestores utamur Quae functiones et beneficia clavium sunt

Functio Fulgurisorum

Cum super-tensio, quae a fulmine inducitur, per lineas aereas in stationem transformationis vel alia aedificia percurrit, luxus aut etiam punctura insulationis apparatorum electricorum fieri potest. Itaque, si dispositivum protectivum, quod fulgurisor dicitur, parallelum ad introitum potentiae apparatorum iungitur (ut in Figura 1 ostenditur), statim activabitur cum super-tensio ad praesetum nivellum operativum perveniet.

Fulgurisor excessum energiam emittit, super-tensionem limitans et protectionem insulationis apparatorum praebens. Cum tensio ad normam redierit, fulgurisor celeriter ad suum pristinum statum resurgit, systematis ut normaliter potentiam supplere possit.

Protectiva functio fulgurisoris tribus praesuppositionibus fundatur:

• Concordia propria inter volt-second characteristicam fulgurisoris et illam protectionis insulationis.

• Residualis tensio fulgurisoris debet esse minor quam impetus sustinendi vis protectedae insulationis.

• Insulatio protecta debet intra distantiam protectionis fulgurisoris esse.

• Requirimenta pro fulgurisoribus:

• Non debet sub conditionibus normalibus operativis emittere, sed recte et fideliter debet emittere sub eventis super-tensionis.

• Capacitatem recuperationis spontaneae post emissionem debet habere (id est, ad suum statum high-impedantiam reverti et currentem sequentem extinguere).

Parametri claves fulgurisorum:

• Continua tensio operativa: Permissa longa tempore operativa tensio. Aequari aut esse maior debet quam maxima systematis tensio phase-to-ground.

• Tensio nominata (kV): Maxima permissa brevi temporis tensio frequentiae potentiae (etiam arc extinguishing voltage appellata). Fulgurisor sub hac tensione operari et arcum extinguere potest, sed non potest diu sub hoc nivello operari. Est parameter fundamentalis pro designo, characteribus et structura fulgurisoris.

• Volt-second characteristic resistendi frequentiae potentiae: Indicat capacitatem fulgurisoris metal-oxidici (exempli gratia, ZnO) super-tensiones sub conditionibus specificatis sustinendi.

• Nominalis emissio currentis (kA): Cuspis valoris currentis emissionis ad gradus fulgurisorum classificandos. Pro systematibus 220 kV et infra, non debet ultra 5 kA excedere.

• Residualis tensio: Tensio, quae terminis fulgurisoris apparet quando surgo currentis afficitur. Potest etiam intelligi ut maxima tensio, quam fulgurisor sub evento emissionis sustinere potest.

Genera et Structura Fulgurisorum

Communia genera fulgurisorum includunt valvuliformes, tubiformes, lacunas protectorias et metal-oxidicos.

(1) Fulgurisores Valvuliformes

Fulgurisores valvuliformes in duas categorias dividuntur: communes valvuliformes et magneto-flantes valvuliformes. Genus commune series FS et FZ includit; genus magneto-flans series FCD et FCZ includit.

Signa in designatione modello stant pro:

• F – Fulgurisor valvuliformis;

• S – Pro systematibus distributionis;

• Z – Pro stationibus transformationis;

• Y – Pro lineis transmissionis;

• D – Pro machinis rotatoribus;

• C – Cum magneto-flante lacuna emissoria.

Fulgurisor valvuliformis constat planis interspatiis scintillantis in serie cum discis resistorum carborundi silici (SiC) (valvulis), inclusis intra tegumentum porcellanum, cum externis bolis terminalibus ad installationem. Resistor carborundus exhibet caracteristica non-lineares: sub tene tensio habitus habet altam resistantiam, quae sub super-tensione acriter decrescit.

Sub normali tensio frequentiae potentiae, interspatia scintillantis non-conductivi manent. Quando super-tensio fulminis occurrit, interspatia scintillantis collapsus faciunt. Resistens discorum SiC notabiliter decrescit, permittens altum currentem fulminis securiter ad terram fluere. Post sursum, disci SiC alta resistantiam ad subsequentem currentem frequentiae potentiae praebent, dum interspatia scintillantis hunc currentem interruptus, operationem systematis normaliter restituunt. Hoc comportamentum on-off similare ad "valvulam"—apertam pro currente fulminis et clausam pro currente frequentiae potentiae—ideoque nomen "valvuliformis" fulgurisor.

(2) Lacunae Protectoriae et Expulsion (Tubiformes) Fulgurisores

Lacunae protectoriae sunt simplicissima forma protectionis fulminis. Ordinario ex ferro galvanico rotundo factae, constat principali interspatio et auxiliari interspatio. Principale interspatium configuratum angulare et horizontaliter installatur ad extinctionem arcus facilitandam. Interspatium auxiliare in serie sub principali interspatio connectitur ad falsum trigging a corporibus alienis shorting interspatium praeventum.

Expulsion (tubiformis) fulgurisor constat interspatii scintillantis intra tubum gas-generantem, formatum ex electrodibus roditivo et anulari. Includit et interna et externa interspatia. Tubus fulgurisoris ex materialibus, sicut fibra-reinforced phenolic resin, qui magnas volumina gasi calore generant, factus est. Quando super-tensio fulminis occurrit, ambo interna et externa interspatia collapsus faciunt, divertendo currentem fulminis ad terram. Subsequentis currentis frequentiae potentiae creant fortem arcum, qui parietem tubi urgens et gas sub alta pressione expellens, rapiditer arcum extinguens. Externa interspatium deinde insolationem suam restituit, fulgurisorem a systemate isolans et operationem normaliter resuscitans.

Quia expulsion fulgurisores in currente frequentiae potentiae ad gas generationem ad extinctionem arcus dependent, currentes short-circuit excessivi nimium gas producere possunt, vim mechanicam tubi excedentes et rumpentes vel explodentes. Itaque, expulsion fulgurisores ordinarie in installationibus outdoor usantur.

(3) Gapless Metal-Oxide (Zinc Oxide) Fulgurisores

Etiam varistor fulgurisores vocantur, hi sunt genus modernum in 1970s introductum. Comparati ad traditionales fulgurisores valvuliformes carborundus, gapless metal-oxide fulgurisores nullas interspatia scintillantis habent et zinc oxide (ZnO) loco carborundi utuntur. Constructi ex discis varistor ZnO cum excellentibus caracteristicis non-linearibus tensionis-currentis: sub normali tensio frequentiae potentiae, exhibent altissimam resistantiam, efficaciter currentem leakage suppressantes; sub super-tensione fulminis, eorum resistantia acriter decrescit, permittens efficientem emissionem currentis surge.

Metal-oxide fulgurisores praebent superiores caracteristicas protectionis, altam capacitationem emissionis, bassam tensionem residualis, compactam magnitudinem et facilem installationem. Nunc latiter pro protectione apparatorum electricorum etiam et bassae et altae tensionis usantur.

(4) Gapped Metal-Oxide (Zinc Oxide) Fulgurisores

Hi constat discis resistorum ZnO in serie cum interspatio scintillantis intra housing compositum. Unitas interspatii saepe duos discos electrodorum in anulo ceramic enclosos continet. Idonei sunt pro systematibus neutralibus non-effectively grounded. Durante defectibus single-phase-to-ground aut arc grounding, severae transientes super-tensiones longae durantis occurrere possunt, quas gapless ZnO fulgurisores non sustinere possunt. Gapped ZnO fulgurisores hanc limitationem superant: sub moderatis super-tensionibus, sicut single-phase grounding aut arc grounding nivello basso, series interspatium inactivum manet, fulgurisorem a systemate isolans.

Cum super-tensio limen excedit, interspatium scintillat, et excellentes caracteristicas non-lineares discorum ZnO remanentes tensionem residualis trans fulgurisorem limitant. Resultans current follow minimus est et facile interruptus, protectionem insulationis fideliter praebens transformatoribus et aliis apparatis.

Testa et Standarda pro Fulgurisoribus

(1) Mensura Insulationis Resistance

Usa megohmmeter 2500 V aut maiori. Pro fulgurisoribus nominatis 35 kV et supra, insulatio resistens non debet minus esse quam 2500 MΩ; pro his infra 35 kV, non debet minus esse quam 1000 MΩ.

(2) Mensura DC Tensionis ad 1 mA et Currentis Leakage ad 75% Huius Tensionis

Aplica tensionem DC ad fulgurisor. Cum tensio crescat, currentis leakage paulatim crescunt. Nota valor tensionis quando currentis 1 mA attingit. Deinde reduce tensionem ad 75% huius valoris et nota currentem leakage, qui non debet ultra 50 μA excedere.

(3) AC Currentis Leakage sub Tensione Operativa

Mensa totalem currentem, currentem resistivum, aut dissipationem potentiae sub tensione operativa. Valores mensi comparati ad valores initiales non debent significativum mutari. Si current resistivus duplatur, fulgurisor de-energetizandum est pro inspectione.
Si current resistivus ad 150% valoris initialis auctus est, periodus monitoringis convenienter brevior esse debet.

Haec testa defectus, sicut ingressus humiditatis aut senectus valve blocks fulgurisorum, fissuras superficiales, et deteriorationem insulationis, detectare possunt.