Što je ventil tipa oprema za zaštitu od munja?

Što je ventil tipa gromobran?

Definicija

Gromobran koji sastoji se od jednog ili više serijalno povezanih razmaka uz element za kontrolu struje naziva se gromobran. Razmak između elektroda blokira protok struje kroz gromobran, osim kada napon preko razmaka premaši kritični napon iskrsavanja. Ventil tipa gromobran također se zove diverter talasa s razmakom ili diverter talasa s ugljikovim silicijem s serijalnim razmakom.

Konstrukcija ventila tipa gromobran

Ventil tipa gromobran konstruiran je s montažom višestrukih iskrsnih razmaka povezanih serijalno s otpornikom izrađenim od nelinearnog elementa. Svaki iskrsni razmak sastoji se od dva elementa. Da bi se riješio neuniformne raspodjele napona između razmaka, nelinearni otpornici su povezani paralelno preko svakog pojedinog razmaka. Ova konstrukcija pomaže u osiguravanju pravilnog funkcioniranja gromobrana pod različitim električkim uvjetima, omogućujući mu da efektivno štiti električnu opremu od prekomjernih napona uzrokovanih gromovima.

Elementi otpornika proizvedeni su od ugljikovog silicija kombiniranog s anorganskim vezivačima. Cijela montaža upakirana je unutar zapečaćene porcelanske kuće koja je ispunjena bušnim plinom ili SF6 plinom. Ovaj plinski okruženje pomaže u poboljšanju električne izolacije i performansi gromobrana.

Funkcioniranje ventila tipa gromobran

Pod normalnim uvjetima niskog napona, paralelni otpornici sprečavaju iskrsavanje preko razmaka. Tako, sporim promjenama primjenjenog napona ne preti električnom sustavu. Međutim, kada dođe do brzih promjena napona na terminalima gromobrana, kao što su one uzrokovane udarcima groma ili električnim talasima, zračni razmaci u gromobranu doživljavaju iskrsavanje. Rezultirajući strujni tok tada se odbačuje na tlo kroz nelinearni otpornik. Značajno, nelinearni otpornik prikazuje ekstremno niski otpor pod ovim uvjetima visokog napona i visokog strujnog toka, efektivno skraćujući prekomjereni strujni tok od zaštiti električne opreme i štitivši je od mogućeg oštećenja.

Nakon prolaska talasa, napon preko gromobrana pada. Uz to, otpor gromobrana postupno raste dok se ne vrati normalni radni napon. Kada se talas rasprši, malo strujnog toka na niskoj frekvenci počinje teći stazom stvorenom prethodnim iskrsavanjem. Taj posebni strujni tok naziva se strujni tok praćenja snage.

Veličina strujnog toka praćenja snage postupno pada na vrijednost koju može prekinuti iskrsni razmak kako se razmak oporavi svojoj dielektričnoj čvrstoći. Strujni tok praćenja snage gasi se na prvom nultom prelasku valne forme strujnog toka. Tako ostaje neprekidano snabdijevanje strujom, a gromobran je ponovno spremni za normalnu operaciju. Ovaj proces poznat je kao zapravljanje gromobrana.

Faze rada ventila tipa gromobran

Kada talas dosegne transformator, susreće gromobran, kao što je prikazano na slici ispod. U otprilike 0.25 μs, napon doseže vrijednost rušenja serijalnog razmaka, što aktivira gromobran da se iskrši. Ova akcija iskršivanja odvaja prekomjereni strujni tok povezan s talasom, štitići transformator i drugu spojenu električnu opremu od mogućeg oštećenja uzrokovanih visokim transijentnim naponom.

Dok se napon talasa povećava, otpor nelinearnog elementa pada. Ovo padanje otpora omogućuje nastavak iskršivanja dodatne energije talasa. Tako, napon prenesen na terminalnu opremu ograničen je, kao što jasno pokazuje donja slika. Ovaj mehanizam igra ključnu ulogu u zaštiti terminalne opreme od štetnih učinaka visokih napona talasa efektivno kontrolirajući količinu napona koji stiže do nje.

Dok napon pada, strujni tok koji teče prema tlu istovremeno opada, dok se otpor gromobrana povećava. Konačno, gromobran doseže fazu gdje iskrsni razmak prekida strujni tok, a gromobran se efektivno zapravlja. Ovaj proces osigurava da, nakon što se događaj talasa uspori, gromobran se vratiti u svoje normalno, nevodljivo stanje, spremni za zaštitu električnog sustava od budućih talasa.

Maksimalni napon koji se razvija na terminalu gromobrana i prenosi na terminalnu opremu naziva se vrijednost iskršivanja gromobrana. Ova vrijednost je ključna jer određuje do koje mjere gromobran može zaštititi spojenu opremu od prekomjernih talasa napona.

Tipovi ventila tipa gromobrana

Ventili tipa gromobrana mogu se klasificirati u nekoliko tipova, a to su stacionarni tipovi, linijalni tipovi, gromobrani za zaštitu rotirajućih strojeva (distribucijski tip ili sekundarni tip).

• Stacionarni tip ventil gromobran

• Ovaj tip gromobrana glavno se koristi za zaštitu ključne električne opreme u krugovima od 2.2 kV do 400 kV i još većim naponima. Karakterizira ga visoka sposobnost rasipa energije. To mu omogućuje da obrađuje velike količine talasne energije, osiguravajući sigurnost ključnih komponenti struje unutar stancije.

• Linijalni tip gromobran

• Linijalni tipovi gromobrana koriste se za zaštitu opreme podstanica. Imaju manju presječnu površinu, su lakši i jeftiniji u usporedbi s stacionarnim tipovima gromobrana. Međutim, dopuštaju viši talasni napon na svojim terminalima u usporedbi s stacionarnim tipovima gromobrana i imaju nižu kapacitet za talasne strujne tokove. Unatoč tim razlikama, dobro su prilagođeni za zaštitu opreme podstanica zbog njihove specifične konstrukcije i ekonomičnosti.

• Distribucijski gromobran

• Distribucijski gromobrani obično su montirani na stupove i koriste se za zaštitu generatora i motora u distribucijskom mreži. Njihovo postavljanje na stupove čini ih lako dostupnim za instalaciju i održavanje, dok učinkovito štite električnu mašineriju u distribucijskom sustavu.

• Sekundarni gromobran

• Sekundarni gromobrani dizajnirani su za zaštitu opreme niskog napona. Slično tome, gromobrani za zaštitu rotirajućih strojeva specifično su inženjerirani za zaštitu generatora i motora. Ovi gromobrani igraju ključnu ulogu u osiguravanju pouzdanog rada opreme niskog napona i rotirajuće opreme sprječavajući oštećenje uzrokovano talasima napona.