Kaj je ventilska tipa grmljavoblažilnik?

Kaj je ventilska tipa grmljevalnik?

Definicija

Grmljevalnik, ki sestavlja eno ali več vrzeli, povezanih zaporedno z elementom za nadzor struje, se imenuje grmljevalnik. Vrzel med elektrodama preprečuje pretok struje skozi grmljevalnik, razen kadar napetost preko vrzeli preseže kritično napetost za vreljenje vrzeli. Ventilska tipa grmljevalnik se tudi imenuje odvajalnik strmih valov z vrzeljo ali odvajalnik strmih valov iz silicijevoglera z zaporedno vrzeljo.

Konstrukcija ventilskega tipa grmljevalnika

Ventilska tipa grmljevalnik je zgrajen z večvrstnimi vrzelnimi sklopki, povezanimi zaporedno z upornikom iz nelinearnega elementa. Vsaka vrzel sestoji iz dveh elementov. Za reševanje neuniformne porazdelitve napetosti med vrzely so nelinearni uporniki povezani vzporedno preko vsake posamezne vrzeli. Ta konstrukcija pomaga pri zagotavljanju pravilnega delovanja grmljevalnika pod različnimi električnimi pogoji, kar mu omogoča učinkovito zaščito električnega opremarja pred previsokimi napetostmi, povzročenimi grmljavo.

Elementi upornika so izdelani iz silicijevega ogljika, kombiniranega z anorganskimi vezivami. Celoten sklop je zaključen znotraj polnjenega porcelanskega okvirja, napolnjenega z dušikovim plinom ali SF6 plinom. Ta plinska okolica pomaga pri izboljšanju električne izolacije in zmogljivosti grmljevalnika.

Delovanje ventilskega tipa grmljevalnika

Pod normalnimi nizkimi napetostmi vzporedni uporniki preprečujejo vreljenje preko vrzeli. Tako počasne spremembe priprtljene napetosti ne predstavljajo grožnje električnemu sistemu. Ko pa na terminalih grmljevalnika pride do hitrih sprememb napetosti, kot so te, ki jih povzroča grmljava ali električni valovi, zrak v vrzelih grmljevalnika doživi vreljenje. Rezultirajoča struja je potem odpovedana na zemljo skozi nelinearni upornik. Značilno je, da nelinearni upornik pri teh visokonapetostnih in visokostrujnih pogoji kaže zelo nizko uporno, učinkovito škrcajoč prekomerno struja od zaščitenega električnega opremarja in ga varuje pred možnimi poškodbo.

Po preteklosti vala napetost, ki je priprtljena na grmljevalniku, pada. Sodobno z upornostjo grmljevalnika raste postopoma, dokler se obnovi normalna delovna napetost. Ko se val razprši, začne teči majhna struja na nizki frekvenci skozi pot, ustvarjeno z prejšnjim vreljenjem. Ta specifična struja se imenuje struja sledenja moči.

Velikost struje sledenja moči postopoma pada na vrednost, ki jo lahko prekineta vrzel, ko se vrzel obnovi dielektrična trdota. Struja sledenja moči se iztisne na prvi presečni točki talca struje. Tako ostane oskrba z energijo neprekinjena, in grmljevalnik je ponovno pripravljen za normalno delovanje. Ta postopek se imenuje ponovno zaprtje grmljevalnika.

Faze delovanja ventilskega tipa grmljevalnika

Ko val doseže transformator, se sooči z grmljevalnikom, kot je prikazano na spodnji sliki. V približno 0,25 μs doseže napetost prelomno vrednost zaporedne vrzeli, kar aktivira grmljevalnik, da odpove. To dejanje preusmeri prekomerno struja, povezano s valom, zaščitijo transformator in drugo povezano električno opremo pred možnimi poškodbo, povzročenimi z viškonapetostnimi prehodi.

Ko napetost vala narašča, upornost nelinearnega elementa pada. Ta padec upornosti omogoča nadaljnjo odpoved dodatne energije vala. Tako je napetost, prenesena na terminalno opremo, omejena, kot je jasno prikazano na spodnji sliki. Ta mehanizem igra ključno vlogo pri zaščiti terminalne opreme pred škodljivimi učinki viškonapetostnih valov, učinkovito kontrollirajoč količino napetosti, ki doseže opremo.

Ko napetost pada, struja, ki teče na zemljo, hkrati upada, medtem ko upornost grmljevalnika raste. Končno doseže grmljevalnik fazo, v kateri vrzel prekine tok struje, in grmljevalnik učinkovito znova zapre. Ta postopek zagotavlja, da, ko se dogodek vala utiši, se grmljevalnik vrne v svojo normalno, nevodljivo stanje, pripravljen za zaščito električnega sistema pred prihodnjimi vali.

Največja napetost, ki se razvije na terminalu grmljevalnika in je prenesena na terminalno opremo, se imenuje odpovedna vrednost grmljevalnika. Ta vrednost je ključna, ker določa merilo, v katerem grmljevalnik lahko zaščiti povezano opremo pred prekomernimi napetostnimi vali.

Vrste ventilskega tipa grmljevalnikov

Ventilske tipa grmljevalnike lahko razdelimo na več vrst, namreč postajne vrste, črtni vrste, grmljevalnike za zaščito vrtečih strojev (distribucijske vrste ali sekundarne vrste).

• Postajna ventilska grmljevalnik

• Ta vrsta grmljevalnika se glavno uporablja za zaščito ključnih napajalnih oprem v krmilnicah, ki segajo od 2,2 kV do 400 kV in celo višjih napetosti. Karakterizira ga je njegova velika zmogljivost za odvajanje energije. To mu omogoča, da obdeluje velike količine energije vala, zagotavljajoč varnost ključnih napajalnih komponent v postaji.

• Črtni grmljevalnik

• Črtni grmljevalniki se uporabljajo za zaščito opreme v podstanici. Imajo manjšo prerezo, so lažji in cenejši v primerjavi s postajnimi grmljevalniki. Vendar dovoljujejo višjo valovno napetost na svojih terminalih v primerjavi s postajnimi grmljevalniki in imajo manjšo zmogljivost za odvajanje valov. Kljub tem razlikam so dobro primerni za zaščito opreme v podstanici zaradi svoje specifične konstrukcije in cene.

• Distribucijski grmljevalnik

• Distribucijski grmljevalniki so običajno nameščeni na stolpih in se uporabljajo za zaščito generatorjev in motorjev v distribucijskem omrežju. Njihova postavitev na stolpih jim omogoča lažjo namestitveno in vzdrževalno dostopnost, hkrati učinkovito zaščito električnih strojev v distribucijskem sistemu.

• Sekundarni grmljevalnik

• Sekundarni grmljevalniki so zasnovani za zaščito nizkonapetostne opreme. Podobno so grmljevalniki za zaščito vrtečih strojev posebno zasnovani za zaščito generatorjev in motorjev. Ti grmljevalniki igrajo ključno vlogo pri zagotavljanju zanesljivega delovanja nizkonapetostne in vrteče opreme, tako da preprečujejo poškodbo, povzročeno napetostnimi vali.