Šta je ventilska vrsta gromobranca?

Šta je ventil tipa gremlja od munje?

Definicija

Gremlj od munje koji se sastoji od jednog ili više serijalno povezanih raskoraka sa elementom za kontrolu struje naziva se gremlj od munje. Raskorak između elektroda blokira tok struje kroz gremlj, osim kada napon preko raskoraka premaši kritičnu vrednost naponog probuja. Ventil tipa gremlja takođe se naziva gremlj za odvajanje talasa ili silicijum-karbidski gremlj za odvajanje talasa sa serijalnim raskorakom.

Konstrukcija ventila tipa gremlja od munje

Ventil tipa gremlja od munje konstruisan je sa višestrukim sklopom iskrenih raskoraka povezanim serijalno sa otpornikom izrađenim od nelinearnog elementa. Svaki iskreni raskorak sastoji se od dva elementa. Da bi se rešila neuniformna raspodela napona između raskoraka, nelinearni otpornici su povezani paralelno preko svakog pojedinačnog raskoraka. Ova konstrukcija pomaže u osiguranju pravilnog funkcionisanja gremlja pod različitim električnim uslovima, omogućavajući mu da efektivno štiti električnu opremu od prekomernih napona uzrokovanih munjom.

Elementi otpornika izrađeni su od silicijum karbida kombinovanog sa anorganskim vezivima. Čitava montaža je smeštena unutar zatvorene porcelanske kuće koja je ispunjena azotom ili SF6 gasom. Ova gasna sredina pomaže da se poboljša električna izolacija i performanse gremlja.

Funkcionisanje ventila tipa gremlja od munje

Pod normalnim uslovima niskog napona, paralelni otpornici sprječavaju iskre preko raskoraka. Kao rezultat, spori promeni primjenjenog napona ne predstavljaju pretnju električnom sistemu. Međutim, kada se brze promene napona dogode na terminalima gremlja, kao što su one uzrokovane udarcima munje ili električnim talasima, vazdušni raskoraci u gremlju doživljavaju iskrene probuje. Rezultujuća struja je zatim otkačena na tlo kroz nelinearni otpornik. Značajno, nelinearni otpornik pokazuje ekstremno niski otpor pod ovim uslovima visokog napona i visoke struje, efektivno odvajajući prekomernu struju od zaštićene električne opreme i čuvajući je od potencijalne oštećenosti.

Nakon prolaska talasa, napon na gremlju pada. Istovremeno, otpor gremlja postepeno raste dok se ne vrati normalni radni napon. Nakon što je talas završio, mala struja na niskoj frekvenci počinje da teče kroz put kreiran prethodnim iskrenim probujem. Ova posebna struja se naziva struja sledećeg toka snage.

Intenzitet struje sledećeg toka snage postepeno pada na vrednost koja može biti prekinuta iskrenim raskorakom kako raskorak obnavlja dielektričnu čvrstoću. Struja sledećeg toka snage gasi se na prvom prelazu kroz nulu valne forme. Kao rezultat, snabdevanje ostaje nesmetano, a gremlj je ponovo spreman za normalno funkcionisanje. Ovaj proces se naziva ponovno zatvaranje gremlja od munje.

Faze rada ventila tipa gremlja od munje

Kada talas stigne do transformatora, susreće gremlj od munje, kao što je prikazano na slici ispod. U približno 0,25 μs, napon dostiže vrijednost probije serijalnog raskoraka, što aktivira gremlj da otkači. Ova akcija otkačivanja odvaja prekomernu struju povezanu sa talasom, štiti transformator i drugu povezanu električnu opremu od potencijalne oštećenosti uzrokovanu visokim prekomernim naponom.

Dok se napon talasa povećava, otpor nelinearnog elementa pada. Ovo smanjenje otpora omogućava nastavak otkačivanja dodatne talasne energije. Posledica je ograničenje napona prenositog na terminalnu opremu, kao što je jasno prikazano na slici ispod. Ovaj mehanizam igra ključnu ulogu u zaštiti terminalne opreme od štetnih efekata visokih talasnih napona efektivno kontrolišući količinu napona koja stiže do nje.

Kako napon pada, struja koja teče ka tlu istovremeno opada, dok se otpor gremlja od munje povećava. Na kraju, gremlj od munje doseže fazu u kojoj iskreni raskorak prekida tok struje, a gremlj efektivno se ponovo zatvara. Ovaj proces osigurava da, nakon što se događaj talasa završi, gremlj se vraća u svoje normalno, nevodljivo stanje, spremno da štiti električni sistem od budućih talasa.

Maksimalni napon koji se razvija na terminalu gremlja i prenosi na terminalnu opremu naziva se otkazna vrijednost gremlja. Ova vrijednost je ključna jer određuje stepen zaštite koju gremlj može pružiti povezanoj opremi od prekomernih talasnih napona.

Tipovi ventila tipa gremlja od munje

Ventili tipa gremlja od munje mogu se klasificirati u nekoliko tipova, a to su stacionarni tipovi, linijalni tipovi, gremlji za zaštitu rotirajućih mašina (distribucijski tip ili sekundarni tip).

• Stacionarni tip ventil gremlja od munje

• Ovaj tip gremlja uglavnom se koristi za zaštitu ključne električne opreme u krugovima od 2,2 kV do 400 kV i još većim naponima. Karakteristikan je visokom sposobnošću rasipanja energije. To mu omogućava da obrađuje velike količine talasne energije, osiguravajući sigurnost ključnih komponenti snage unutar stanice.

• Linijalni gremlj od munje

• Linijalni gremlji koriste se za zaštitu opreme u pretvorackama. Imaju manju presječnu površinu, su lakši i jeftiniji u odnosu na stacionarne tipove. Međutim, dopuštaju viši talasni napon na svojim terminalima u usporedbi sa stacionarnim tipovima i imaju nižu sposobnost nošenja talasa. Unatoč tim razlikama, dobro su prilagođeni za zaštitu opreme u pretvorackama zbog njihovog specifičnog dizajna i jeftinosti.

• Distribucijski gremlj

• Distribucijski gremlji obično su montirani na stubove i koriste se za zaštitu generatora i motora u distribucijskom mreži. Njihova pozicija na stubovima čini ih lako dostupnim za instalaciju i održavanje, dok efektivno štite električnu mašineriju u distribucijskom sistemu.

• Sekundarni gremlj

• Sekundarni gremlji su dizajnirani za zaštitu niskonaponske opreme. Slično tome, gremlji za zaštitu rotirajućih mašina su specifično inženjerisani za zaštitu generatora i motora. Ovi gremlji igraju ključnu ulogu u osiguravanju pouzdanog rada niskonaponske i rotirajuće opreme sprečavajući oštećenje uzrokovano talasnim naponima.