Què és un Paraigües de Tipus Vànec?

Què és un Paraigües de Tipus Vàlvula?

Definició

Un paraigües d'aterraments que consta d'una o diverses separacions connectades en sèrie amb un element de control de corrent es coneix com a paraigües d'aterraments. La separació entre els electrodos bloqueja el flux de corrent a través del paraigües, excepte quan la tensió a través de la separació supera la tensió crítica de flashover de la separació. El paraigües de tipus màquina també es coneix com a desviador de surtents amb separació o desviador de surtents de carbide de silici amb separació en sèrie.

Construcció del Paraigües de Tipus Vàlvula

El paraigües de tipus màquina està construït amb un conjunt de múltiples separacions d'escintil·la connectades en sèrie amb una resistència feta d'un element no lineal. Cada separació d'escintil·la consta de dos elements. Per abordar la distribució de tensió no uniforme entre les separacions, s'han connectat resistències no lineals en paral·lel a cada separació individual. Aquesta construcció ajuda a assegurar el funcionament adequat del paraigües en diferents condicions elèctriques, permetent-li protegir eficientment l'equips elèctrics de les sobretensions induïdes per raigs.

Els elements de resistència estan fabricats a partir de carbide de silici combinat amb ligams inorgànics. L'assamblatge complet està encastat dins d'un dipòsit de porcellana tancat que està omplert amb gas nitrogen o gas SF6. Aquest entorn omplert de gas ajuda a millorar l'aïllament elèctric i el rendiment del paraigües.

Funcionament del Paraigües de Tipus Vàlvula

En condicions normals de baixa tensió, les resistències en paral·lel preveuen l'escintil·la a través de les separacions. Com a resultat, els canvis lents en la tensió aplicada no suposen una amenaça al sistema elèctric. No obstant això, quan ocorren canvis ràpids de tensió a través de les terminals del paraigües, com aquells induïts per impactes de raig o surtents elèctrics, les separacions d'aire del paraigües experimenten escintil·les. La corrent resultant es descarrega a terra a través de la resistència no lineal. Significativament, la resistència no lineal presenta una resistència extremadament baixa en aquestes condicions d'alta tensió i alta corrent, desviant eficientment la corrent excessiva de l'equip elèctric protegit i salvaguardant-lo de possibles danys.

Després del pas de la surtenta, la tensió impressa a través del paraigües disminueix. Alhora, la resistència del paraigües augmenta de manera estable fins que es restaura la tensió normal d'operació. Un cop dissipada la surtenta, una petita corrent a freqüència de baixa potència comença a fluir a través del camí creat per la anterior escintil·la. Aquesta corrent particular es coneix com a corrent de seguiment de potència.

La magnitud de la corrent de seguiment de potència disminueix gradualment fins a un valor que pot interrompre la separació d'escintil·la a mesura que aquesta recupera la seva força dielèctrica. La corrent de seguiment de potència s'extingeix en el primer creuat de zero de la forma d'ona de corrent. Com a resultat, el subministrament de potència roman sense interrompre, i el paraigües torna a estar preparat per a l'operació normal. Aquest procés es coneix com a resealització del paraigües d'aterraments.

Etapes de Funcionament del Paraigües de Tipus Vàlvula

Quan una surtenta arriba al transformador, troba el paraigües d'aterraments, tal com es mostra en la figura següent. En aproximadament 0,25 μs, la tensió arriba al valor de trencament de la separació en sèrie, activant el paraigües per a descarregar. Aquesta acció de descàrrega desvia la corrent excessiva associada a la surtenta, protegint el transformador i altres equips elèctrics connectats de possibles danys causats per la transitori d'alta tensió.

A mesura que la tensió de la surtenta augmenta, la resistència de l'element no lineal disminueix. Aquesta disminució de la resistència permet la continuïtat de la descàrrega d'energia addicional de la surtenta. Com a conseqüència, la tensió transmesa a l'equip terminal queda limitada, tal com es mostra clarament en la figura següent. Aquest mecanisme juega un paper crucial en la protecció de l'equip terminal dels efectes nocius de les surtents d'alta tensió, controlant eficientment la quantitat de tensió que arriba a ell.

A mesura que la tensió disminueix, la corrent que flueix a terra disminueix simultàniament, mentre que la resistència del paraigües d'aterraments augmenta. Finalment, el paraigües d'aterraments arriba a una etapa on la separació d'escintil·la interromp el flux de corrent, i el paraigües es reseala eficaçment. Aquest procés assegura que, un cop passat l'esdeveniment de la surtenta, el paraigües torna al seu estat normal, no conductor, preparat per a protegir el sistema elèctric de futures surtents.

La tensió màxima que es desenvolupa a través de les terminals del paraigües i que es transmet a l'equip terminal es denomina valor de descàrrega del paraigües. Aquest valor és crucial, ja que determina l'extensió en què el paraigües pot protegir l'equip connectat de les sobretensions de tensió excessives.

Tipus de Paraigües de Tipus Vàlvula

Els paraigües de tipus màquina es poden classificar en diversos tipus, namentipus d'estació, tipus de línia, paraigües per a la protecció de màquines rotatives (tipus de distribució o tipus secundari).

• Paraigües de Tipus Estació

• Aquest tipus de paraigües es fa servir principalment per a protegir equipament crític de potència en circuits que van des de 2,2 kV a 400 kV i fins i tot a nivells de tensió més alts. Es caracteritza pel seu alt capacitat de dissipació d'energia. Això li permet gestionar grans quantitats d'energia de surtenta, assegurant la seguretat dels components essencials de potència dins de l'estació.

• Paraigües de Tipus Línia

• Els paraigües de tipus línia s'utilitzen per a la protecció de l'equipament de subestacions. Tenen una àrea transversal menor, són més lleugers i més econòmics en comparació amb els paraigües de tipus estació. No obstant això, permeten una tensió de surtenta més alta a través de les seves terminals en comparació amb els paraigües de tipus estació i tenen una capacitat de portada de surtentes inferior. Malgrat aquestes diferències, són ben adaptats per a protegir l'equipament de subestacions degut al seu disseny específic i la seva eficiència en costos.

• Paraigües de Distribució

• Els paraigües de distribució solen col·locar-se en postes i s'empren per a protegir generadors i motors dins de la xarxa de distribució. La seva ubicació en postes els fa fàcilment accessibles per a la instal·lació i manteniment, mentre que protegeixen eficientment la maquinària elèctrica en el sistema de distribució.

• Paraigües Secundari

• Els paraigües secundaris estan dissenyats per a protegir aparells de baixa tensió. De manera similar, els paraigües per a la protecció de màquines rotatives estan específicament enginyeritzats per a protegir generadors i motors. Aquests paraigües juguen un paper vital en assegurar el funcionament fiable de l'equipament de baixa tensió i rotatiu, prevenint els danys causats per les sobretensions de tensió.