Mi a csapágytípusú villámlóvedő?

Mi a csapátyús villámlővédelem?

Definíció

A villámlővédelem, amely egy vagy több egymás után sorba kapcsolt rést tartalmaz, és egy áram-ellenőrző elemmel van ellátva, villámlővédelmeként ismert. A rezgések közötti tér kivéve, ha az rajta lévő feszültség meghaladja a kritikus rési felrobbanási feszültséget, blokkolja az áram áthaladását a védelmen keresztül. A csapátyús villámlővédelemet szintén részegységes villámlővédelemnek vagy szilícium-karbidból készült részegységes villámlővédelemnek nevezik.

A csapátyús villámlővédelem szerkezete

A csapátyús villámlővédelem több tisztával rendelkező szerkezetből áll, amely sorban van kapcsolva egy nemlineáris elemekből készült ellenállóval. Minden tisztát két elem alkot. A tiszta közötti nem egyenletes feszültségeloszlás kezelésére minden egyes tisztán párhuzamosan vannak kapcsolva nemlineáris ellenállók. Ez a szerkezet segít a védelem megfelelő működésében különböző elektromos feltételek mellett, lehetővé téve, hogy hatékonyan védje az elektromos berendezéseket a villámok által okozott túlfeszültségekkel szemben.

Az ellenállóelemek szilíciumkarbidból és inorganikus kötőanyagokból készülnek. Az egész szerkezet zárt porcelángépbe van beágyazva, amely nitrogéngáz vagy SF6 gázzal van feltöltve. Ez a gáztartalmú környezet segít a villámlővédelem elektromos izolációjának és teljesítményének javításában.

A csapátyús villámlővédelem működése

Normál, alacsony feszültség esetén a párhuzamos ellenállók megakadályozzák a tiszta közötti felrobbanást. Ennek eredményeként a lassan változó feszültség nem jelent fenyegetést az elektromos rendszer számára. Amikor azonban gyors feszültségváltozások történnek a védelem termináljain, mint például a villámok vagy elektromos rohamok által okozott, a villámlővédelem tiszta réseken felrobban. Az így keletkező áramutatást a nemlineáris ellenálló által a földre irányítják. Jelentősen, a nemlineáris ellenálló nagyon alacsony ellenállást mutat ezekben a magas feszültségű, magas áramú körülmények között, hatékonyan levezetve a túlmenő áramot a védett elektromos berendezések elérésétől, és így biztosítva a potenciális károk elleni védelmet.

A roham után a villámlővédelemre ható feszültség csökken. Egyidejűleg a villámlővédelem ellenállása fokozatosan növekszik, amíg a normál működési feszültség visszaáll. Miután a roham elhagyja, egy kis, alacsony frekvenciájú áram kezd áramlani a korábbi felrobbanással létrehozott úton. Ez a specifikus áramot hívják a hatalmi követő ármanak.

A hatalmi követő áram mértéke fokozatosan csökken olyan értékre, amit a tiszták képesek megszakítani, ahogy a tiszták visszaszerzik dielektrikus erejüket. A hatalmi követő áram megszűnik az áram hullámforma első nullátmenetén. Erre a módon a tápegység működése folyamatos marad, és a villámlővédelem újra készen áll a normál működésre. Ez a folyamat a villámlővédelem újracsatlakoztatásának nevezik.

A csapátyús villámlővédelem működési szakaszai

Amikor a roham eléri a transzformátort, a villámlővédelmet találja, ahogyan az az alábbi ábrán látható. Körülbelül 0,25 μs alatt a feszültség eléri a soros résszel kapcsolatos felrobbanási értéket, és a villámlővédelem elindítja a kilövődést. Ez a kilövődés a rohammal járó túlmenő áramot elirányítja, így védve a transzformátort és a hozzá kapcsolt elektromos berendezéseket a magas feszültségű átmeneti hatásoktól.

Ahogy a rohamfeszültség emelkedik, a nemlineáris elem ellenállása csökken. Ez a ellenállás-csökkenés lehetővé teszi a további rohamenergia folyamatos kilövődését. Ennek eredményeként a végponti berendezésekhez továbbított feszültség korlátozott, ahogyan az alábbi ábra jól mutatja. Ez a mechanizmus kulcsfontosságú szerepet játszik abban, hogy a végponti berendezéseket a magas feszültségű rohamok által okozott káros hatásoktól megvédje, hatékonyan szabályozva a végponti berendezésekhez eljutó feszültség mennyiségét.

Ahogy a feszültség csökken, a földre irányuló áram is csökken, miközben a villámlővédelem ellenállása növekszik. Végül a villámlővédelem olyan szakaszba kerül, ahol a tiszták megszakítják az áramot, és a villámlővédelem hatékonyan újracsatlakozik. Ez a folyamat biztosítja, hogy miután a roham esemény befejeződött, a villámlővédelem visszatér a normál, nem vezető állapotba, és készen áll a jövőbeli rohamok elleni védelemre.

A villámlővédelem terminálján kialakuló, és a végponti berendezésekhez továbbított legnagyobb feszültséget a villámlővédelem kilövődési értékének nevezik. Ez az érték kulcsfontosságú, mivel meghatározza, milyen mértékben a villámlővédelem védheti a hozzá kapcsolt berendezéseket a túlfeszültségekkel szemben.

A csapátyús villámlővédelem típusai

A csapátyús villámlővédelem több típusra osztható, például állománytípusú, vonaltípusú, forgó gépek védelmére használt (elosztó típusú vagy másodlagos típusú) villámlővédelem.

• Állománytípusú csapátyús villámlővédelem

• Ez a típusú villámlővédelem elsősorban a 2,2 kV és 400 kV közötti, sőt még magasabb feszültségű áramkörökben lévő kritikus energiaellátási berendezések védelmére használható. Jellemzője a magas energia-diszpocióciós kapacitása, ami lehetővé teszi, hogy nagy mennyiségű rohamenergiát kezeljen, biztosítva a műszaki állomány fontos energiaszerkezet-elemeinek biztonságát.

• Vonaltípusú villámlővédelem

• A vonaltípusú villámlővédelemek a műszaki állomány berendezéseinek védelmére használhatók. Ezek kisebb kerékpárterülettel, könnyebb súllyal és költséghatékonysággal rendelkeznek, mint az állománytípusú villámlővédelemek. Ugyanakkor a termináljukon haladó rohamfeszültségük magasabb, mint az állománytípusúaknál, és alacsonyabb rohamviszonytalanságuk van. Bár ezek a különbségek, a konkrét tervezésük és költséghatékonyságuk miatt jól alkalmasak a műszaki állomány berendezéseinek védelmére.

• Elosztó villámlővédelem

• Az elosztó villámlővédelemek általában oszlopokon vannak telepítve, és a generátorok és motorok védelmére használhatók az elosztó hálózatban. Oszlopokon való elhelyezésük megkönnyíti a telepítést és karbantartást, ugyanakkor hatékonyan védik az elosztó rendszer elektromos gépeit.

• Másodlagos villámlővédelem

• A másodlagos villámlővédelemek kifejezetten a magas feszültségű berendezések védelmére készültek. Hasonlóképpen, a forgó gépek védelmére használt villámlővédelemek kifejezetten a generátorok és motorok védelmére tervezettek. Ezek a villámlővédelemek kulcsfontosságú szerepet játszanak a magas feszültségű és forgó berendezések megbízható működésében, megelőzve a feszültség-rohamok által okozott károkat.