Co je bleskoslepka s ventilovým členem?
Co je blesková ochrana s ventilovým typem?
Definice
Blesková ochrana, která obsahuje jeden nebo více sériově zapojených mezer spojených s prvkem řízení proudů, se nazývá blesková ochrana. Mezera mezi elektrodami blokuje proud při normálním napětí, pokud napětí na mezera nepřekročí kritickou hodnotu pro probití. Ventilová blesková ochrana se také nazývá odchytná zařízení s mezerou nebo odchytná zařízení s křemenecem a sériovou mezerou.
Konstrukce ventilové bleskové ochrany
Ventilová blesková ochrana je vybavena vícekruhovou mezerou, která je sériově zapojena s odporem z ne-lineárního prvku. Každá jiskrová mezera se skládá ze dvou prvků. Aby se vyřešilo nerovnoměrné rozložení napětí mezi mezery, jsou napříč každou jednotlivou mezerou paralelně zapojeny ne-lineární odpory. Tato konstrukce pomáhá zajistit správné fungování ochrany v různých elektrických podmínkách, umožňuje efektivní ochranu elektrického zařízení před přetěžováním způsobeným blesky.
Odporné prvky jsou vyrobeny z křemeneckého materiálu kombinovaného s anorganickými vazivami. Celá soustava je uložena v uzavřeném porcelánovém obalu, který je plněn dusíkem nebo SF6. Toto plynové prostředí pomáhá zlepšit elektrickou izolaci a výkon ochrany.
Princip fungování ventilové bleskové ochrany
Při normálních nízkých napětích zabrání paralelní odpory probití mezer. Pomalé změny napětí tedy neohrožují elektrický systém. Pokud dojde k rychlým změnám napětí na terminálech ochrany, jako je to při bleskových úderech nebo elektrických vlnách, dochází k probití vzduchových mezer. Výsledný proud je pak odveden k zemi přes ne-lineární odpory. Ne-lineární odpory mají při těchto podmínkách extrémně nízký odpor, což umožňuje efektivní odvod přetěžovacího proudu pryč od chráněného zařízení a jeho ochranu před možným poškozením.
Po skončení vlny klesne napětí na ochraně. Současně se odpor ochrany postupně zvyšuje, dokud není obnoveno normální provozní napětí. Po ustavení vlny začne proudit malý proud s nízkou frekvencí po cestě vytvořené předchozím probitím. Tento specifický proud se nazývá následný proud.
Intenzita následného proudu postupně klesá na hodnotu, kterou může přerušit jiskrová mezera, jak se mezera obnovuje svou dielektrickou sílu. Následný proud se uhasí na prvním nulovém průchodu proudu. Díky tomu zůstává dodávka energie nepřerušená a ochrana je opět připravena k normálnímu provozu. Tento proces se nazývá znovuzavření bleskové ochrany.
Fáze fungování ventilové bleskové ochrany
Když vlna dorazí na transformátor, setká se s bleskovou ochranou, jak je znázorněno na níže uvedené obrázku. Za přibližně 0,25 μs dosáhne napětí hodnoty pro probití sériové mezery, čímž se aktivuje ochrana a dojde k odvodu. Tento odvod odvrátí nadbytečný proud spojený s vlnou, chráníc tak transformátor a ostatní připojené elektrické zařízení před poškozením způsobeným krátkodobými vysokými napětím.
S rostoucím napětím vlny klesá odpor ne-lineárního prvku. Toto snížení odporu umožňuje pokračovat v odvodu další energie vlny. V důsledku toho je omezeno napětí, které je předáváno konečnému zařízení, jak je jasně znázorněno na níže uvedeném obrázku. Tento mechanismus hraje klíčovou roli v ochraně konečného zařízení před škodlivými účinky vysokých napětí tím, že efektivně ovládá množství napětí, které na ně dojde.
S klesajícím napětím se zároveň snižuje proud vedoucí k zemi, zatímco odpor bleskové ochrany roste. Nakonec blesková ochrana dosáhne stadia, kdy jiskrová mezera přeruší proud a ochrana se efektivně znovu zavře. Tento proces zajistí, že po ukončení vlny se ochrana vrátí do svého normálního, nevedoucího stavu, připravena chránit elektrický systém před budoucími vlnami.
Maximální napětí, které se vyvine na terminálech ochrany a je předáváno konečnému zařízení, se nazývá odvodné napětí ochrany. Tato hodnota je klíčová, protože určuje míru, do jaké ochrana může chránit připojené zařízení před přetěžováním napětím.
Typy ventilových bleskových ochran
Ventilové bleskové ochrany lze rozdělit do několika typů, a to stanice, liniové, ochrany pro ochranu rotujících strojů (rozvodové nebo sekundární typ).
Stanice - Typ ventilové bleskové ochrany
Tento typ ochrany se používá primárně k ochraně kritického elektrického zařízení v obvodech od 2,2 kV až po 400 kV a i vyšší napětí. Je charakterizován svou vysokou kapacitou na odvod energie. To mu umožňuje zpracovávat velké množství energie vlny, což zajišťuje bezpečnost klíčových elektrických komponent v stanici.
Liniová blesková ochrana
Liniové ochrany se používají k ochraně zařízení v podsítích. Mají menší plochu průřezu, jsou lehčí a levnější než stanice - typ ochrany. Povolují však vyšší přetěžovací napětí na svých terminálech ve srovnání s ochranami stanice - typu a mají nižší kapacitu na odvod energie. Přesto jsou vhodné pro ochranu zařízení v podsítích díky jejich specifickému návrhu a nízké ceně.
Rozvodová ochrana
Rozvodové ochrany jsou obvykle montovány na sloupy a používají se k ochraně generátorů a motorů v distribuční síti. Jejich umístění na sloupech je snadno dostupné pro instalaci a údržbu, zatímco efektivně chrání elektrické stroje v distribučním systému.
Sekundární ochrana
Sekundární ochrany jsou navrženy k ochraně nízkonapěťového zařízení. Podobně, ochrany pro ochranu rotujících strojů jsou speciálně vyvinuty k ochraně generátorů a motorů. Tyto ochrany hrají klíčovou roli v zajištění spolehlivého chodu nízkonapěťového a rotujícího zařízení, prevence poškození způsobeného vlnami napětí.
