Ühefaasiline transfoorimeer suure vereskiskiirgustähega

1 Sissejuhatus

Raudteeohutuse tagamiseks ja salvestajatele valguslõigete kahjustuste vähendamiseks on autor uurinud ja disaininud ühefaase sarivooluandjat suhteliselt kõrge lülituspingeallikuga, mudel D10 - 1.2 - 30/10. See transformaator on varustatud õlireservuaariga ja kasutab täielikult kinnist struktuuri (vajaduse korral saab seda ka kuivstruktuurina disainida). See sarivooluandja on spetsiaalne raudteekontrollisignaalide jaoks ning võib kasutada ka väikese mahtu elektrivõrkude tarbeks tööstuses ja põllumajanduses, millel on tundlikku mitmekesist.

2 Valguslõiked ja nende ohtlikkus
2.1 Valguslõike füüsikalised omadused

Valguslõige on tegelikult perioodiline jõudluslangus. Selle lainepäis tõuseb väga kiiresti ja seejärel langub aeglaselt. Valguslõike lainepäise tõusu tõttu võib see tekitada elektriseadmetele väga tõsiseid kahjustusi.

2.2 Valguslõike klassifitseerimine ja põhjused

Valguslõiked jagunevad peamiselt kaheks tüübiks: otseste valguslõiked ja induktiivsed valguslõiked. Otseste valguslõike toimivad otse joonte või seadmete peal. Kuigi nende tekitatud kahjustuste tase on väga suur, on nende tegelik esinemisvõimalus suhteliselt madal; kuid enamik valguslõikekummardusi on tingitud induktiivsetest valguslõikedest. Induktii valguslõiked on edasi alamklassifitseeritud elektrostaatiliste induktiivsete valguslõikedena ja elektromagnetiliste induktiivsete valguslõikedena: Elektrostaatilised induktiivsed valguslõiked tekivad ülevolti tõttu, mis on indukeeritud pilveseisu elektriväljast üleval hooldava joone ja maa vahel; Elektromagnetilised induktiivsed valguslõiked tekivad ülevolti tõttu, mis ilmnevad joonel, kui lähedal asuv pilv laebub. Kuid nende mõju tase on palju väiksem kui elektrostaatiliste induktiivsete valguslõikedega.

2.3 Valguslõike ohtlikkus transformaatoritele

Tegeliku töö protsessi ajal esinevad sageli transformaatorite kahjustamisi valguslõike tõttu. Sellised juhtumid tekitavad mitte ainult transformaatori enda kahjustusi, vaid ka tekitavad kahjustusi teisele seadmele lainepäise mõju tõttu, mis viib laiematele kahjustustele.

2.4 Valguslõike lainepäise mõju mehhanism transformaatorile

Transformaatorite kahjustamine valguslõike lainepäisega tuleneb peamiselt kahest tegurist: Esiteks, lülituspinge väärtus on väga kõrge, jõudes maksimaalselt 8-12 korda faasipinge; Teiseks, valguslõike lainepäis tekitab väga kõrge elektrivälja kontsentratsiooni, mis kahjustab transformaatori eraldusomadusi. Lainepäise mõju all võib transformaatori peamist eraldust kahjustuda. See on sellega seotud, et valguslõike lainepäis on väga kõrge sagedusega ja tippuvennud lainepäis, mis tekitab mahna alguses maksimaalse potentsiaalgradiendi, mis muudab pikk-lõike eralduse äärmiselt nõrgaks.

2.5 Valguslõike lainepäise pingetransmisjon transformaatori mahnas

Kui valguslõike lainepäis mõjutab transformaatori esimest mahna, siis mahnapiir tõuseb kiiresti, mis on võrdne väga kõrge sagedusega. Sel juhul tekkib

ka teisel poolel vastav ülevoltage. Tegemist on elektrostaatilise kapatsiitsi koppeluse ja magnetivälja koppelusega esimese ja teise mahna vahel,

kuid vaatamata sellele, et teisel poolel tekkinud ülevoltage on seotud transformatiosuurusega, ei ole see lihtsalt transformatiosuurusega seotud.

Mõnes konkreetses olukorras võib see ülevoltage ületada teise mahna ja selle ehitusega elektriseadmete eraldustaseme, mis viib lõpuks nendesse seadmetesse kahjustuste tekkimiseni. Teise mahna peale mõjutav ülevoltage koosneb nii elektrostaatilisest komponendist kui ka elektromagnetilisest komponendist. Elektromagnetiline komponent arvutatakse valemiga me/n (valemis, n on transformatiosuurus, e on esimese poolel olev pinge, m on koppeluskordaja, ja selle ligikaudne väärtus on 1).

Transformaatori esimese ja teise maha vahel ning maha ja maapind vahel leidub sirgekapatsiit. Kui impulsivoltage lisatakse esimese maha ja maapinna vahel, siis teise maha peal olev elektrostaatiline impulsivoltage sõltub maha ja maapinna vahelises levitatud kapatsiitidest, mitte mittepäringutest. Teise maha ja

maapinna vahelises üleminekupingedes t₂ on t₂ =&t₁(&: üleminek/voltage üleminekukordaja; t₁: impulsivoltage esimese maha ja maapinna vahel).

3 Ühefaase transformaatorid kõrge lülituspingeallikuga

Elektrijaama transformaatori voltage üleminekukordaja (t₂/t₁) tavaliselt ulatub 0.2–0.9; testitud transformaatoril oli 0.25.

Transformaatorid läbivad määratud lülituspingeallikute vastupidavustestide vastavalt voltagetasele/riiklikele standarditele. See toode (10 kV võrk, testimine 15 kV) ei kannatanud kahjustusi. Eriliselt disainitud, kõrge lülituspingeallikuga transformaator vähendab teise mahna ülevoltage'i, vastab valguslõike löökid, takistab segamõjukurrente ja tõstab elektrilisi omadusi. Raudteede teadusakadeemia poolt testimisel oli selle voltage üleminekukordaja ≤ 1/200, vähendades lainepäise edastamist esimeselt teisele mahna alla 1/200.

See on tõhus madalapinge seadmete kaitseks valguslõike eest, mis nõuab usaldusväärset maandamist (valguslõike ajal saab moodustuda potentiaalide erinevused, mis kahjustavad seadmeid; kere maandamine tasakaalustab potentiaale, vähendades impulsivoltage'i). Impulsivoltage intruusiooniteed madalapinge seadmetesse on keerulised (esimene/teine/maapinna pool; üksikult või korraga). Usaldusväärne maandamine on võti.

4 Järeldus

Ühefaase sarivooluandja (varustatud õlireservuaariga, kõrge lülituspingeallikuga) loobutab traditsioonilistest õlireservuaarstrukturitest, saavutades materjalide säästmine, lihtsa töötlemise ja atraktiivse disaini. Ühefaase õlibasseeritud sarivooluandja (varustatud õlireservuaariga/täielikult kinnis) on kõrge valguslõike lülituspingeallikuga, vähendab ülevoltage'i, kaitseb teist mahna seadmeid ja vähendab elektriühenduse müra, aidates valguslõike vastu.

Alates 1990ndatest on sellised transformaatorid töötanud paljudes raudteebüroodes (veevõrk/signal/energiaosakonnad jne), hõlmades enamikku jaamad, eriti valguslõike riskialadel. Nad on tõestanud oma soodsust valguslõike ajal, pakkudes madalat kahju, materjalide säästmist, energiatõhusust ja usaldusväärsust, tagades elektriseadmete ohutuse. Raudtee moderniseerimise ja tehnoloogilise edasiarendusega leiavad need transformaatorid laiemat kasutust.