Valve Tipi Yıldırım Yakalayıcı Nedir?
Valf Tipi Yıldırım Tutucu Nedir?
Tanım
Tek veya birden fazla boşluk ve bir akım kontrol elemanı ile seri bağlantılı olan yıldırım tutuculara valf tipi yıldırım tutucusu denir. Elektrotlar arasındaki boşluk, boşluğun kritik geçiş gerilimini aşmadığı sürece tutucu üzerinden akım akışını engeller. Valf tipi yıldırım tutucusu aynı zamanda serili boşluklı darbe diverteri veya silisyum karbür darbe diverteri olarak da adlandırılır.
Valf Tipi Yıldırım Tutucusunun Yapısı
Valf tipi yıldırım tutucusu, doğrusal olmayan bir elemandan yapılmış dirençle seri bağlantılı çoklu parladık boşluk montajından oluşur. Her parladık boşluk iki elemandan oluşur. Boşluklar arasındaki eşitsiz gerilim dağılımını ele almak için, her bireysel boşluğun paralelinde doğrusal olmayan dirençler bağlanır. Bu yapı, tutucunun farklı elektrik koşullarında düzgün çalışmasını sağlayarak, yıldırım nedeniyle oluşan aşırı gerilimlerden elektrik ekipmanlarını etkili bir şekilde korumasına yardımcı olur.
Direnç elemanları, inorganik bağlayıcılarla birleştirilmiş silisyum karbürden üretilir. Tüm montaj, azot gazı veya SF6 gazıyla doldurulmuş mühürlü porselen bir kaplama içinde bulunur. Bu gaz dolgulu ortam, tutucunun elektrik yalıtımı ve performansını artırmaya yardımcı olur.
Valf Tipi Yıldırım Tutucusunun Çalışması
Normal düşük gerilim koşullarında, paralel dirençler boşluklar arasında parlamayı önler. Bu nedenle, uygulanan gerilimde yavaş değişiklikler, elektrik sistemine tehdit oluşturmaz. Ancak, yıldırım vuruşları veya elektriksel ani yükselmeler gibi anlık gerilim değişimleri tutucunun uçları arasında meydana geldiğinde, tutucu içindeki hava boşluklarında parlama gerçekleşir. Oluşan akım daha sonra doğrusal olmayan direnç aracılığıyla toprağa devrilir. Önemli olarak, yüksek gerilim, yüksek akım koşullarında doğrusal olmayan direnç, aşırı akımı korunan elektrik ekipmanlarından uzaklaştırarak potansiyel hasardan koruyarak son derece düşük bir direnç gösterir.
Darbenin geçmesinin ardından, tutucu üzerine uygulanan gerilim düşer. Aynı zamanda, tutucunun direnci normal çalışma geriliminin tekrar kurulana kadar sürekli olarak artar. Darbe dağıldıktan sonra, önceki parlamadan kaynaklanan patwaye düşük güç frekansında küçük bir akım başlar. Bu belirli akım, güç takip akımı olarak adlandırılır.
Güç takip akımının büyüklüğü, parladık boşluğun dielektrik gücünü yeniden kazanırken, parladık boşluk tarafından kesilebilecek bir değere kadar azalır. Güç takip akımı, akım dalga formunun ilk sıfır geçişinde söndürülür. Sonuç olarak, güç kaynağı kesintisiz kalır ve tutucu tekrar normal işlemeye hazır hale gelir. Bu süreç, yıldırım tutucusunun yeniden mühürlendiği olarak bilinir.
Valf Tipi Yıldırım Tutucusunun İşlem Aşamaları
Bir ani yükseliş transformatöre ulaştığında, aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi yıldırım tutucusunu ziyaret eder. Yaklaşık 0.25 μs içinde, gerilim serili boşluğun bozulma değerine ulaşır ve tutucunun devrilmesini tetikler. Bu devrilme eylemi, ani yükselişle ilişkilendirilen aşırı akımı yönlendirerek, transformatör ve diğer bağlı elektrik ekipmanlarını yüksek gerilim geçici durumlarından dolayı potansiyel hasardan korur.
Ani yükseliş gerilimi yükseldikçe, doğrusal olmayan elemanın direnci azalır. Bu direnç düşüşü, ek ani enerjiyi devirmeye devam etmeyi sağlar. Sonuç olarak, terminal ekipmanına iletilen gerilim sınırlıdır, aşağıdaki şekilde açıkça gösterildiği gibi. Bu mekanizma, terminal ekipmanına ulaşan gerilim miktarını etkili bir şekilde kontrol ederek, yüksek gerilim ani yükselişlerinden zarar görmesini önler.
Gerilim düştükçe, toprağa akan akım eş zamanlı olarak azalırken, yıldırım tutucusunun direnci artar. Sonunda, yıldırım tutucusu, parladık boşluğun akım akışını kestiği ve tutucunun etkili bir şekilde kendini yeniden mühürlendiği bir aşamaya ulaşır. Bu süreç, ani olayın sönmesiyle birlikte, tutucunun normal, iletken olmayan duruma dönerek, gelecekteki ani yükselişlerden elektrik sistemini korumaya hazır olduğunu sağlar.
Tutucu terminalinde geliştirilen ve terminal ekipmanına iletilen maksimum gerilime, tutucunun devrilme değeri denir. Bu değer, tutucunun bağlı ekipmanı aşırı gerilim ani yükselişlerinden ne ölçüde koruyabileceğini belirler.
Valf Tipi Yıldırım Tutucuların Türleri
Valf tipi yıldırım tutucuları, istasyon tipleri, hat tipleri, rotatif makinelere yönelik koruma (dağıtım tipi veya ikincil tip) gibi birkaç türe ayrılabilir.
İstasyon Tipi Valf Yıldırım Tutucusu
Bu tür tutucu, 2.2 kV'den 400 kV'ye ve daha yüksek gerilim seviyelerine kadar değişen devrelerde kritik güç ekipmanlarını korumak için kullanılır. Yüksek enerji dağıtım kapasitesi ile karakterize edilir. Bu, büyük miktarda ani enerjiyi işleyebilmesini sağlar, bu da istasyondaki önemli güç bileşenlerinin güvenliğini sağlar.
Hat Tipi Yıldırım Tutucusu
Hat tipi tutucular, alt istasyon ekipmanlarının korunması için kullanılır. İstasyon tipi tutuculara göre daha küçük bir kesit alanı, daha hafif ağırlıkta ve daha maliyet etkilidir. Ancak, istasyon tipi tutuculara kıyasla terminalinde daha yüksek bir ani yükselme gerilimi izin verir ve daha düşük bir ani yükselme taşıma kapasitesine sahiptir. Buna rağmen, özel tasarımı ve maliyet etkinliği nedeniyle alt istasyon ekipmanlarını korumak için iyi uygunlardır.
Dağıtım Tutucusu
Dağıtım tutucular genellikle direkler üzerinde monte edilir ve dağıtım ağındaki jeneratörleri ve motorları korumak için kullanılır. Direkler üzerinde yerleştirilmeleri, kurulum ve bakım için kolay erişim sağlarken, dağıtım sistemindeki elektrik makinalarını etkili bir şekilde korur.
İkincil Tutucusu
İkincil tutucular, düşük gerilimli cihazları korumak için tasarlanmıştır. Benzer şekilde, rotatif makinelere yönelik koruma tutucuları, özellikle jeneratörleri ve motorları korumak için mühendisliklenmiştir. Bu tutucular, voltaj ani yükselişlerinden kaynaklanan hasardan korunarak düşük gerilimli ve rotatif ekipmanların güvenilir çalışmasını sağlama konusunda önemli bir rol oynar.
