Hvad er en ventiltype lynfanger

Hvad er en ventiltype lynfanger?

Definition

En lynfanger, der består af en eller flere serierforbundne spær, sammenkædet med et strømstyrings-element, kaldes for en lynfanger. Spæret mellem elektroderne blokerer strømmen gennem lynfangeren, undtagen når spændingen over spæret overstiger den kritiske spærflaskehals-spænding. Ventiltype-lynfangeren kaldes også for en spær-overbelastningsafleder eller en siliciumkarbid-overbelastningsafleder med serieforbundet spær.

Konstruktion af ventiltype-lynfanger

Ventiltype-lynfangeren konstrueres med en flersparksgap-samling, som er forbundet i serie med en modstand lavet af et ikke-lineært element. Hvert sparksgap består af to elementer. For at imødegå den ujævne spændingsfordeling mellem spærene, er ikke-lineære modstande forbundet parallelle over hvert individuelt spær. Denne konstruktion hjælper med at sikre, at lynfangeren fungerer korrekt under forskellige elektriske forhold, og lader den effektivt beskytte elektrisk udstyr mod lyninduceret overspænding.

Modstandselementerne er produceret af siliciumkarbid kombineret med inorganiske bindere. Hele samlingen er indkapslet i en tæt lukket porcelæns-housing, der er fyldt med enten nitrogen-gas eller SF6-gas. Dette gasfyldte miljø hjælper med at forbedre den elektriske isolation og ydeevnen af lynfangeren.

Funktion af ventiltype-lynfanger

Under normale lavspændingsforhold forebygger de parallelle modstande flaskehals over spærene. Derved udgør langsomme ændringer i det anvendte spænding ingen trussel mod det elektriske system. Når hurtige spændingsændringer opstår på terminalerne på lynfangeren, som dem, der induceres af lynslag eller elektriske overbelastninger, oplever luftspærene i lynfangeren flaskehals. Den resulterende strøm ledes derefter til jorden gennem den ikke-lineære modstand. Betydeligt, den ikke-lineære modstand viser ekstremt lav modstand under disse høje spændings- og strømforhold, hvilket effektivt omleder den overdreven strøm væk fra det beskyttede elektriske udstyr og beskytter det mod potentielle skader.

Efter overgangen af overbelastningen falder spændingen, der påvirkes over lynfangeren. Samtidig stiger modstanden af lynfangeren konstant, indtil det normale driftsspænding er genvundet. Når overbelastningen er fordampet, begynder en lille strøm ved lav frekvens at flyde gennem banen, der blev skabt af den tidligere flaskehals. Denne specifikke strøm kaldes for efterfølgende strøm.

Størrelsen på efterfølgende strøm falder gradvist til en værdi, der kan afbrydes af spæret, mens spæret genvinder sin dielektriske styrke. Efterfølgende strøm slukkes ved den første nulpunktskrydsning af strømformen. Som resultat fortsætter strømforsyningen uden afbrydelse, og lynfangeren er igen klar til normal drift. Denne proces kaldes for genlukning af lynfangeren.

Trin i funktion af ventiltype-lynfanger

Når en overbelastning når transformator, møder den lynfangeren, som vist på figuren nedenfor. I ca. 0,25 μs når spændingen nedbrydningsværdien af serieforbundet spær, hvilket aktiverer lynfangeren til at udløse. Denne udløsning afleder den overdreven strøm, der er forbundet med overbelastningen, og beskytter transformator og andre forbundne elektriske udstyr mod potentielle skader, forårsaget af højspændings-overgangen.

Da overbelastnings-spændingen stiger, falder modstanden af det ikke-lineære element. Dette fald i modstand gør, at afladningen af yderligere overbelastningsenergi fortsætter. Konsekvensen er, at spændingen, der sendes til terminaludstyr, begrænses, som klart ses på figuren nedenfor. Denne mekanisme spiller en afgørende rolle i beskyttelsen af terminaludstyr mod de skadelige virkninger af højspændings-overbelastninger ved effektiv kontrol af mængden af spænding, der når det.

Da spændingen falder, mindsker den strøm, der flyder til jorden, samtidig, mens modstanden af lynfangeren stiger. Til sidst når lynfangeren et stadium, hvor spæret afbryder strømflyden, og lynfangeren effektivt genlukker sig selv. Denne proces sikrer, at når overbelastnings-hændelsen aftager, vender lynfangeren tilbage til sin normale, ikke-ledende tilstand, klar til at beskytte det elektriske system mod fremtidige overbelastninger.

Den maksimale spænding, der udvikles over lynfanger-terminalen og sendes til terminaludstyr, kaldes for afladningsværdien af lynfangeren. Denne værdi er afgørende, da den bestemmer, i hvilken udstrækning lynfangeren kan beskytte det forbundne udstyr mod overspændelses-overbelastninger.

Typer af ventiltype-lynfangere

Ventiltype-lynfangere kan inddeles i flere typer, nemlig stationstyper, linjetyper, lynfangere til beskyttelse af roterende maskiner (fordelingstype eller sekundaertype).

• Stationstype ventil-lynfanger

• Denne type lynfanger bruges primært til at beskytte kritisk eludstyr i kredsløb, der rækker fra 2,2 kV til 400 kV og endda højere spændingsniveauer. Den er karakteriseret ved sin høje energidissiperende kapacitet. Dette gør, at den kan håndtere store mængder overbelastningsenergi, hvilket sikrer sikkerheden for de essentielle elforbrugere i stationen.

• Linjetype lynfanger

• Linjetype-lynfangere anvendes til beskyttelse af understationsudstyr. De har en mindre tværsnitsareal, er lettere i vægt, og er mere kostnadseffektive i forhold til stationstyper. Dog tillader de en højere overbelastningsspænding over deres terminaler i forhold til stationstyper og har en lavere overbelastningskapacitet. Trods disse forskelle er de velegnet til at beskytte understationsudstyr på grund af deres specifikke design og kostnadseffektivitet.

• Fordelingstype-lynfanger

• Fordelingstype-lynfangere monteres typisk på pæle og anvendes til at beskytte generatører og motorer i distributionsnettet. Deres placering på pæle gør dem let tilgængelige for installation og vedligeholdelse, mens de effektivt beskytter elektrisk maskineri i distributions-systemet.

• Sekundaertype-lynfanger

• Sekundaertype-lynfangere er designet til at beskytte lavspændingsapparater. Lignende, lynfangere til beskyttelse af roterende maskiner er specifikt konstrueret til at beskytte generatører og motorer. Disse lynfangere spiller en afgørende rolle i at sikre, at lavspændings- og roterende udstyr fungerer pålideligt ved at forhindre skader, forårsaget af spændings-overbelastninger.