Mikä on venttiilimuotoinen salamanvarmistin?

Mikä on venttiilivaljastin?

Määritelmä

Valjastin, joka koostuu yhdestä tai useammasta sarjassa kytketystä väljästä, johon on kytketty sähkövirtaa ohjaava komponentti, kutsutaan valjastiksi. Väljän välillä oleva elektrodit väli estää sähkövirran kulkeutumisen valjastimeen, paitsi silloin, kun väljän päihissä oleva jännite ylittää kriittisen väljin räjähtämisen jännitteen. Venttiilivaljastia kutsutaan myös väljäsuhdevaljastiksi tai siilihiilikomposiittisuhdevaljastiksi sarjassa kytketyllä väljällä.

Venttiilivaljastin rakennus

Venttiilivaljastin on rakennettu moniväljässä kokoonpanossa, joka on kytketty sarjassa ei-lineaariseen vastustimeen. Jokainen välji koostuu kahdesta elementistä. Epätasaisen jännitetjakautumisen välillä väljien välillä ratkaisemiseksi ei-lineaariset vastukset on kytketty rinnan jokaiselle yksittäiselle väljälle. Tämä rakennus auttaa varmistamaan valjastimen toimivuuden eri sähköolosuhteissa, mahdollistaen sen tehokkaan suojan sähkövarusteille ukkoskuormituksen aiheuttamilta liian suurilta jännitteiltä.

Vastuselementit on valmistettu siilihiilikomposiittista inorganisoiden sidosten kanssa. Koko kokoonpano on upotettu tiiviisti suljetun porseleinihuisen kuoren sisään, joka on täytetty joko typpikaasulla tai SF6-kaasulla. Tämä kaasu täyttämä ympäristö parantaa valjastimen sähköistä eristystä ja toimintakykyä.

Venttiilivaljastin toiminta

Normaalilla alijännitteellä rinnakkaisvastukset estävät väljän läpi tapahtuvaa sähköiskua. Tämän seurauksena hitaat muutokset sovellettavassa jännitteessä eivät uhkaa sähköjärjestelmää. Kun nopeat jännitemuutokset ilmenevät valjastimen päätepisteiden välillä, kuten ukkoskuormitus tai sähköinen huipputeknologia aiheuttaa, valjastimen ilmavälijät kokevat sähköiskun. Syntyvä virta johdetaan sitten maahan ei-lineaarisella vastuksella. Merkittävästi ei-lineaarinen vastus näyttää äärimmäisen matalaa vastusta näissä korkeajännitteisissä, korkeavirtaisissa olosuhteissa, johtaen siihen, että ylipäätään virta suunnataan pois suojeltavilta sähkövarusteilta ja suojelee niitä potentiaaliselta vahingolta.

Kun huippu on kulkenut, valjastimeen vaikutuva jännite laskee. Samanaikaisesti valjastimen vastus nousee tasaisesti, kunnes normaali toimintajännite on palautettu. Kun huippu on hävinnyt, pieni virta alijännitteen taajuudella alkaa kulkea edellisen iskun luomalla polulla. Tätä tiettyä virtaa kutsutaan jälkivirtaksi.

Jälkivirran suuruus laskee asteittain arvoon, jonka voi keskeyttää välji, kun väljä palauttaa dielektrisen vahvuutensa. Jälkivirta sammuu ensimmäisellä nollakulmassa virta-aallonmuodon kohdalla. Tämän seurauksena sähköntarve jatkuu keskeytymättä, ja valjastin on uudelleen valmis normaaliin toimintaan. Tätä prosessia kutsutaan valjastimen uudelleensuljetuksi.

Venttiilivaljastin toiminnan vaiheet

Kun huippu saavuttaa muuntajan, se kohtaa valjastimen, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty. Noin 0,25 μs kuluttua jännite saavuttaa sarjaväljen romahdusarvon, mikä aktivoi valjastimen purkamisen. Tämä purkaminen ohjaa huippuun liittyvää ylipäätään virtaa, suojellen muuntajaa ja muita kytkettyä sähkövarusteita korkeajännitteisten tilapäisten vaikutusten aiheuttamalta vahingolta.

Kun huippujännite nousee, ei-lineaarisen elementin vastus laskee. Tämä vastuksen lasku mahdollistaa lisähuippuenergian purkamisen. Seuraavasti jännite, joka siirtyy päätevarusteisiin, on rajoitettu, kuten alla olevassa kuvassa selkeästi näkyy. Tämä mekanismi on avainasemassa päätevarusteiden suojassa korkeajännitteisten huippujen haitallisten vaikutusten aiheuttamalta vahingolta, kontrolloimalla tehokkaasti jännitettä, joka saavuttaa ne.

Kun jännite laskee, maahan kulkeva virta heikkenee samanaikaisesti, kun valjastimen vastus kasvaa. Lopulta valjastin saavuttaa vaiheen, jossa välji keskeyttää virran kulkeutumisen, ja valjastin tehostaa itseään uudelleensuljetuksi. Tämä prosessi varmistaa, että kun huipputilanne on hävinnyt, valjastin palaa normaaliin, eijohtavan tilaan, valmiina suojaamaan sähköjärjestelmää tulevilta huipuilta.

Suurin jännite, joka kehittyy valjastimen päätepisteiden välillä ja siirtyy päätevarusteisiin, kutsutaan valjastimen purkuarvoksi. Tämä arvo on tärkeä, sillä se määrittelee, miten paljon valjastin voi suojella kytkettyä varustetta liian suuresta jännitesuussusta.

Venttiilivaljastin tyypit

Venttiilivaljastimet voidaan luokitella useisiin tyyppeihin, nimittäin asematyypit, linjatyypit, valjastimet kiertovien koneiden suojaksi (jakelutyypit tai toissijaiset tyypit).

• Asematyypin venttiilivaljastin

• Tämäntyyppinen valjastin käytetään pääasiassa kriittisten sähkövarusteiden suojaamiseen piireissä, jotka ulottuvat 2,2 kV:sta 400 kV:seen ja vielä korkeampiin jännitteisiin. Sen tunnusmerkki on sen suuri energian hajoamiskyky. Tämä mahdollistaa sen suuren huippuenergian käsittelemisen, varmistamalla aseman olennaisen sähkökomponenttien turvallisuuden.

• Linjatyypin valjastin

• Linjatyypin valjastimet käytetään alueen varusteiden suojaamiseen. Ne ovat pienempänä poikkipinta-alana, kevyemmänä ja edullisemmaksi verrattuna asematyypin valjastimiin. Niiden huippujännite päätepisteissä on kuitenkin suurempi verrattuna asematyypin valjastimiin, ja niillä on pienempi huippuenergian kantokyky. Huolimatta näistä eroista ne soveltuvat hyvin alueen varusteiden suojaamiseen niiden erityisen suunnittelun ja kustannustehokkuuden vuoksi.

• Jakeluvaljastin

• Jakeluvaljastimet asennetaan yleensä puuleviksi ja käytetään generaattoreiden ja moottorien suojaamiseen jakeluverkossa. Niiden sijoittaminen puuleviin tekee niistä helposti saatavilla asennuksen ja huollon kannalta, samalla kun ne suojaavat tehokkaasti sähkömekonia jakeluverkossa.

• Toissijainen valjastin

• Toissijaiset valjastimet on suunniteltu suojamaan alijännitteistä varusteita. Samoin kiertovien koneiden suojaamista varten suunnitellut valjastimet on erityisesti suunniteltu suojamaan generaattoreita ja moottoreita. Nämä valjastimet ovat avainasemassa varmistamaan alijännitteisten ja kiertovien laitteiden luotettavan toiminnan, estämällä vahinkoa jännitesuussujen aiheuttamasta vahingosta.