Какво е клапанов тип молниеотвод?

Какво е клапанен тип мълниен отводник?

Дефиниция

Мълниен отводник, който съдържа един или повече резистори, свързани поредно с елемент за контрол на тока, се нарича мълниен отводник. Разстоянието между електродите блокира потока на тока през отводника, освен ако напрежението в разстоянието не надхвърли критичното напрежение за пробив. Клапанен тип отводник също се нарича превключващ отводник на вълна или кремикарбиден отводник с пореден резистор.

Конструкция на клапанен тип мълниен отводник

Клапанен тип мълниен отводник е конструиран с многократна искрово-разстоятелна сборка, свързана поредно с резистор, направен от нелинеен елемент. Всяко искрово разстояние съдържа два елемента. За да се справят с неравномерното разпределение на напрежението между разстоянията, нелинейни резистори са свързани успоредно с всеки отделен разстоятелен елемент. Тази конструкция помага за правилната работа на отводника при различни електрически условия, позволявайки му да защитава електрическото оборудване ефективно от над-напрежения, предизвикани от мълнии.

Резисторните елементи са произведени от кремикарбид, комбиниран с безорганични връзки. Цялата сборка е заключена в герметична фарфорова обвивка, пълнена с азотен газ или SF6 газ. Тази среда, пълнена с газ, помага за подобряване на електрическата изолация и работата на отводника.

Функциониране на клапанен тип мълниен отводник

При нормални условия на ниско напрежение, паралелните резистори предотвратяват пробива на искра през разстоянията. Резултатът е, че бавните промени в приложено напрежение не представляват заплаха за електрическата система. Обаче, когато се случват бързи промени в напрежението през терминалите на отводника, като тези, предизвикани от удари на мълнии или електрически вълни, въздушните разстояния в отводника преживяват пробив. Резултантният ток след това се изхвърля към земята през нелинеен резистор. Значително, нелинеен резистор показва много ниско съпротивление при тези условия на високо напрежение и висок ток, ефективно отклонявайки излишния ток от защитеното електрическо оборудване и защитавайки го от потенциално повредяване.

След изтичането на вълната, напрежението, приложено към отводника, намалява. Едновременно, съпротивлението на отводника стабилно увеличава, докато се възстанови нормалното операционно напрежение. След изтичането на вълната, малък ток при ниска мощност започва да протича по пътя, създаден от предходния пробив. Този конкретен ток се нарича последващ ток на мощност.

Магнитудата на последващия ток на мощност бавно намалява до стойност, която може да бъде прекъсната от искровото разстояние, докато разстоянието възстановява диелектричната си способност. Последващият ток на мощност се угасява при първото нуло-пресичане на формата на тока. Резултатът е, че доставката на мощност остава непрекъсната, и отводникът отново е готов за нормална работа. Този процес се нарича повторно запечатване на мълниевия отводник.

Етапи на функциониране на клапанен тип мълниен отводник

Когато вълна достигне трансформатора, тя среща мълниевия отводник, както е показано на фигурата по-долу. Приблизително за 0,25 μs напрежението достига пробивната стойност на серийното разстояние, активирайки отводника да изхвърли ток. Това действие за изхвърляне отклонява излишния ток, свързан с вълната, защитавайки трансформатора и другото свързано електрическо оборудване от потенциално повредяване, причинено от преходното високо напрежение.

Като напрежението на вълната се увеличава, съпротивлението на нелинеен елемент намалява. Това намаление в съпротивлението позволява продължаващото изхвърляне на допълнителна вълнова енергия. Резултатът е, че напрежението, предадено до терминалното оборудване, е ограничено, както ясно е показано на фигурата по-долу. Този механизъм играе ключова роля в защитата на терминалното оборудване от вредните ефекти на високите напрежения, контролирайки количеството напрежение, което достига до него.

Като напрежението намалява, токът, протичащ към земята, също намалява, докато съпротивлението на мълниевия отводник се увеличава. Накрая, мълниевият отводник достига стадий, в който искровото разстояние прекъсва потока на тока, и отводникът ефективно се запечатва отново. Този процес гарантира, че след изтичането на вълната, отводникът се връща в нормалното си, не-проводящо състояние, готов за защита на електрическата система от бъдещи вълни.

Максималното напрежение, което се развива през терминалите на отводника и се предава до терминалното оборудване, се нарича разрядна стойност на отводника. Тази стойност е важна, тъй като определя степента, в която отводникът може да защити свързаното оборудване от излишни напрежения.

Типове клапанни мълниени отводници

Клапанните мълниени отводници могат да бъдат класифицирани в няколко типа, а именно станционни типове, линейни типове, отводници за защита на въртящи се машини (дистрибутивен тип или вторичен тип).

• Станционен тип клапанен мълниен отводник

• Този тип отводник се използва основно за защита на критично важно електрооборудване в вериги от 2,2 kV до 400 kV и дори по-високи напрежения. Той е характеризиран с висока енергиен капацитет. Това му позволява да обработва големи количества вълнова енергия, осигурявайки безопасността на важните компоненти на мощността в станцията.

• Линейен тип мълниен отводник

• Линейните отводници се използват за защита на оборудване на подстанция. Те имат по-малко сечение, са по-леки и по-ефективни от гледна точка на цената в сравнение със станционните отводници. Въпреки това те позволяват по-високо вълново напрежение през своите терминали в сравнение със станционните отводници и имат по-ниска вълнова капацитет. Въпреки тези различия, те са добре подходящи за защита на оборудване на подстанцията благодарение на специфичния им дизайн и ефективността им от гледна точка на цената.

• Дистрибутивен отводник

• Дистрибутивните отводници обикновено се монтират на стълби и се използват за защита на генератори и мотори в дистрибутивната мрежа. Их размещение на столбах делает их легко доступными для установки и обслуживания, эффективно защищая электрическое оборудование в распределительной системе.

• Вторичен отводник

• Вторичните отводници са предназначени за защита на нисковолтови устройства. Подобно, отводниците за защита на въртящи се машини са специално проектирани, за да защитят генератори и мотори. Тези отводници играят ключова роля в осигуряването на надеждна работа на нисковолтовото и въртящото се оборудване, предотвратявайки повреди, причинени от напрежението на вълните.