หลักโครงสร้างและการประยุกต์ใช้อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า

Arrester สามารถปล่อยฟ้าผ่าหรือปล่อยระบบไฟฟ้าที่ทำงานด้วยพลังงานแรงดันเกิน ปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าจากแรงดันไฟเกินในทันที (แรงดันไฟเกินจากฟ้าผ่า แรงดันไฟเกินขณะทำงาน ผลกระทบของแรงดันไฟเกินชั่วคราวจากความถี่ไฟฟ้า) และสามารถตัดการทำงานแบบอิสระโดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำให้เกิดการลัดวงจร กราวด์ในระบบ

บทบาทของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า: อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ป้องกันอุปกรณ์ในสถานีย่อยจากคลื่นกระแทกฟ้าผ่า เมื่อคลื่นกระแทกฟ้าผ่าถูกนำเข้าสู่สถานีย่อยตามแนวเส้นเกินระดับการป้องกันของสายดิน สายดินจะปล่อยประจุก่อน และกระแสฟ้าผ่าจะถูกนำลงสู่พื้นอย่างปลอดภัยผ่านตัวนำที่ดี และอุปกรณ์ต่อสายดินใช้เพื่อจำกัดแอมพลิจูด ของแรงดันฟ้าผ่าที่ต่ำกว่าระดับไฟช็อตของอุปกรณ์ที่มีการป้องกัน เพื่อให้อุปกรณ์ไฟฟ้าได้รับการป้องกัน

(1) เมื่อกริดไฟฟ้ามีแรงดันพัลส์ทันทีเนื่องจากฟ้าผ่า อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าจะเปิดภายในเวลานาโนวินาที

(2) ตัวป้องกันฟ้าผ่าจะดำเนินการภายในเวลานาโนวินาที ลัดวงจรแรงดันพัลส์ลงกราวด์เพื่อคายประจุ จากนั้นกลับสู่สถานะอิมพีแดนซ์สูง เพื่อไม่ให้ส่งผลกระทบต่อแหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ผู้ใช้

ตัวบ่งชี้หลายอย่างที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก:

(1) คุณลักษณะโวลต์วินาที: หมายถึงความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันระหว่างแรงดันและเวลา

(2) การไหลต่อเนื่องของความถี่ไฟฟ้า: หมายถึงกระแสไฟลัดวงจรของความถี่ไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวป้องกันฟ้าผ่าเมื่อแรงดันฟ้าผ่าหรือการปล่อยแรงดันเกินสิ้นสุดลง แต่แรงดันความถี่ไฟฟ้ายังคงทำหน้าที่บนตัวป้องกันฟ้าผ่า

(3) ความสามารถในการกู้คืนตัวเองของความเป็นฉนวนไฟฟ้า: ความสัมพันธ์ระหว่างความเป็นฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้าและเวลา นั่นคือ ความเร็วในการฟื้นตัวสู่ความเป็นฉนวนดั้งเดิม

(4) แรงดันไฟฟ้าของ Arrester: หลังจากความถี่ของกระแสไฟหมุนอิสระข้ามศูนย์เป็นครั้งแรก แรงดันไฟฟ้าความถี่ไฟฟ้าสูงสุดที่ช่องว่างสามารถทนได้โดยไม่ทำให้เกิดการจุดระเบิดอาร์คอีกครั้งเรียกว่าแรงดันอาร์ค

การจำแนกประเภทของผู้จับกุม:

Arresters ที่ใช้กันทั่วไปคือ: ประเภทวาล์ว, ประเภทท่อ, ช่องว่างป้องกัน, ออกไซด์ของโลหะ ฯลฯ

1. Valve Arrester: Valve Arrester ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ Valve Arrester และ Magnetic Blow Arrester ตัวตรวจสอบวาล์วธรรมดามีซีรีส์ FS และ FZ มีตัวจับวาล์วเป่าแม่เหล็กสองชุดคือ FCD และ FCZ ความหมายของสัญลักษณ์ Arrester: F-valve Arrester, ฟังก์ชัน S-distribution (การเปลี่ยนรูป), Z-power station, Y-line, D-rotating motor, C- พร้อมช่องว่างการเป่าด้วยแม่เหล็ก

โครงสร้าง:

①ประกอบด้วยช่องระบายออกและแผ่นวาล์วต้านทานแบบไม่เชิงเส้น และถูกผนึกไว้ในท่อพอร์ซเลน

②ช่องว่างการปลดปล่อยประกอบด้วยช่องว่างการปลดปล่อยเดี่ยวหลายมาตรฐาน (ความจุช่องว่าง) ที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรม และกลุ่มของตัวต้านทานปรับค่าที่เชื่อมต่อแบบขนานสามารถปรับปรุงความสามารถในการกู้คืนของความแข็งแรงของฉนวนช่องว่าง

③วาล์วความต้านทานแบบไม่เชิงเส้นประกอบด้วยวาล์วหลายตัวในอนุกรม ช่องว่างของประกายไฟประกอบด้วยอิเล็กโทรดทองแดงที่มีรูปร่างคล้ายแผ่นดิสก์หลายชิ้น และช่องว่างแต่ละคู่จะถูกคั่นด้วยแผ่นไมกาหนา 0.5-1มม. (ชนิดแหวนรอง)

ขั้นตอนการทำงานของตัวจับวาล์ว: ช่องว่างของประกายไฟของตัวป้องกันวาล์วจะไม่ถูกทำลายภายใต้แรงดันไฟฟ้าความถี่พลังงานปกติ แต่ภายใต้คลื่นฟ้าผ่าและแรงดันไฟฟ้าเกิน ช่องว่างของประกายไฟของตัวป้องกันจะถูกทำลายลง และค่าความต้านทานของ ตัวต้านทานแบบไม่เชิงเส้นเปลี่ยนแปลงอย่างกะทันหันด้วยแรงดันไฟฟ้า เมื่อค่าความต้านทานสูงขึ้น กระแสเกินจะไหลลงสู่พื้นผ่านความต้านทาน และแผ่นวาล์วต้านทานจะแสดงความต้านทานขนาดใหญ่ต่อแรงดันไฟฟ้าความถี่ไฟฟ้าที่มาพร้อมกับกระแสฟ้าผ่า เพื่อให้กระแสความถี่ไฟฟ้าถูกบล็อกโดยช่องว่างประกายไฟ และสายกลับมาทำงานตามปกติ และช่องว่างของประกายไฟ มันทำงานอย่างใกล้ชิดกับแผ่นวาล์วต้านทาน และเปิดและปิดเหมือนวาล์ว ดังนั้นจึงเรียกว่าตัวจับวาล์ว

วงจรสมมูลของตัวป้องกันวาล์ว:

การใช้ตัวจับวาล์ว:

ซีรีส์ FS โดยทั่วไปใช้เพื่อป้องกันอุปกรณ์แปลงและจ่ายกำลังไฟฟ้าและวงจรเนื่องจากแผ่นวาล์วขนาดเล็กและความสามารถในการไหลต่ำของสายดิน

เนื่องจากแผ่นวาล์วขนาดใหญ่และการเชื่อมต่อแบบขนานของตัวต้านทานซิลิกอนคาร์ไบด์ในช่องว่างของประกายไฟ ซีรีส์ SZ จึงมีความสามารถในการไหลขนาดใหญ่ และโดยทั่วไปจะใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาด 35KV ขึ้นไป

2. ช่องว่างป้องกัน: ช่องว่างป้องกันเป็นอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าที่ง่ายที่สุด โดยทั่วไปทำจากเหล็กกลมอาบสังกะสี ประกอบด้วยช่องว่างหลักและช่องว่างเสริม ช่องว่างหลักถูกทำให้เป็นเชิงมุมและติดตั้งในแนวนอนเพื่อดับไฟส่วนโค้ง เพื่อป้องกันไม่ให้ช่องว่างหลักถูกลัดวงจรโดยสิ่งแปลกปลอมและทำให้เกิดการทำงานผิดปกติ ช่องว่างเสริมจึงเชื่อมต่อเป็นอนุกรมใต้ช่องว่างหลัก เนื่องจากความสามารถในการดับอาร์คของช่องว่างป้องกันนั้นอ่อนแอ โดยทั่วไปจำเป็นต้องใช้กับอุปกรณ์เปิดปิดอัตโนมัติเพื่อปรับปรุงความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ

โครงสร้าง:

①ประกอบด้วยช่องว่างหลักและช่องว่างเสริม

②ช่องว่างหลักใช้รูปทรงเชิงมุม เพื่อให้ส่วนโค้งของล้ออิสระความถี่กำลังสูงขึ้นและยืดออกได้ง่ายภายใต้การกระทำของแรงอิเล็กโทรไดนามิกและกระแสลมร้อน จากนั้นจะดับเอง

③บทบาทของช่องว่างเสริม: เพื่อป้องกันไม่ให้ช่องว่างหลักถูกลัดวงจรโดยวัตถุแปลกปลอมและทำให้เกิดอุบัติเหตุไฟฟ้าลัดวงจรลงดิน

ช่องว่างการป้องกันและการใช้งานไม่เพียงพอ:

(1) ข้อเสียเปรียบหลักคือกระแสไหลเข้าที่รุนแรงจะทำให้ฉนวนระหว่างเฟสของหม้อแปลงสามเฟสเสียหาย

(2) แอปพลิเคชัน มักใช้ในเครือข่ายการจ่ายพลังงานที่จุดกลางไม่ได้ต่อสายดินโดยตรงต่ำกว่า 10KV โดยทั่วไปจะติดตั้งภายในฟิวส์ไฟฟ้าแรงสูงเพื่อลดจำนวนเที่ยวของเบรกเกอร์สายสถานีย่อย

3. ท่อดักจับ: องค์ประกอบพื้นฐานของท่อดักจับ (ท่อดักไอเสีย) คือช่องว่างของประกายไฟที่ติดตั้งในท่อผลิตก๊าซ และช่องว่างนั้นประกอบด้วยอิเล็กโทรดรูปแท่งและรูปวงแหวน ท่อดับเพลิงประกอบด้วยช่องว่างด้านในและช่องว่างด้านนอกของท่อดับเพลิงส่วนโค้ง ท่อดับเพลิงแบบอาร์คโดยทั่วไปทำจากไฟเบอร์เบกาไลต์และวัสดุอื่นๆ ที่สามารถสร้างก๊าซได้ที่อุณหภูมิสูง เมื่อคลื่นฟ้าผ่าและแรงดันไฟเกินมา ช่องว่างด้านในและด้านนอกของตัวป้องกันท่อจะพังลง และกระแสเกินจะไหลลงดินผ่านสายดิน กระแสไฟความถี่ที่ตามมาก่อให้เกิดส่วนโค้งที่รุนแรง ซึ่งเผาผนังท่อและผลิตก๊าซจำนวนมากพุ่งออกจากปากท่อ เป่าส่วนโค้งออกอย่างรวดเร็ว ในเวลาเดียวกัน ฉนวนของช่องว่างภายนอกได้รับการฟื้นฟู เครื่องดับเพลิงอาร์คหรือ Arrester ถูกแยกออกจากระบบ และกำลังไฟจะกลับมาทำงานอีกครั้ง

ความไม่เพียงพอและการใช้อุปกรณ์ป้องกันท่อ:

(1) สามารถตัดกระแสไฟขนาดใหญ่ได้ และเหมาะสำหรับการติดตั้งในส่วนขาเข้าของสถานีย่อยและบางสถานที่ที่มีฉนวนที่อ่อนแอบนสาย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากลักษณะโครงสร้างโดยธรรมชาติของตัวดักจับประเภทไอเสีย ช่องว่างของประกายไฟจึงสัมผัสกับบรรยากาศ และประสิทธิภาพทางไฟฟ้าไม่เสถียรเพียงพอ ดังนั้นจึงไม่ค่อยใช้เครื่องจับกุมประเภทนี้

(2) เนื่องจากตัวจับท่ออาศัยกระแสความถี่ไฟฟ้าเพื่อสร้างการดับแก๊ส ถ้ากระแสลัดวงจรมากเกินไปและแก๊สที่เกิดขึ้นเกินความแข็งแรงเชิงกลของท่อดับเพลิง อาร์คจะแตกหรือระเบิด ดังนั้น โดยทั่วไปจะติดตั้งกลางแจ้ง

4. ตัวดักจับโลหะซิงค์ออกไซด์: (1) ตัวดักจับโลหะซิงค์ออกไซด์ที่ไม่มีช่องว่าง (ตัวจับที่ไวต่อแรงกด) ซึ่งเป็นตัวดักจับชนิดใหม่ที่เริ่มปรากฏในปี 1970 เมื่อเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากแบบดั้งเดิมแล้ว อุปกรณ์ดักจับโลหะออกไซด์แบบไร้ช่องว่างจะไม่มีช่องว่างของประกายไฟ และใช้ซิงค์ออกไซด์แทนซิลิคอนคาร์ไบด์ในอุปกรณ์ดักจับวาล์ว โครงสร้าง แผ่นวาล์วที่ทำจากตัวต้านทานแบบเพียโซรีซิสเตอร์จะเรียงซ้อนกัน และแผ่นวาล์วแสดงความต้านทานที่ใหญ่ที่สุดภายใต้แรงดันไฟฟ้าความถี่ไฟฟ้า ซึ่งยับยั้งกระแสความถี่ไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ และแสดงความต้านทานเพียงเล็กน้อยภายใต้สภาวะแรงดันเกิน ซึ่งสามารถปล่อยกระแสเกินได้ดีมาก ปกป้องอุปกรณ์

(2) มีตัวจับโลหะออกไซด์ที่มีช่องว่างแบบอนุกรม แผ่นตัวต้านทานของโลหะออกไซด์ Arrester ที่มีแจ็คเก็ตคอมโพสิตเชื่อมต่อเป็นอนุกรมกับชิ้นส่วนช่องว่าง ซึ่งเหมาะสำหรับระบบสายดินที่ไม่เป็นกลาง เมื่อเฟสเดียวต่อลงดิน อาจเกิดแรงดันไฟเกินชั่วคราวที่ค่อนข้างรุนแรงในระยะยาว และเป็นการยากที่ตัวดักจับสังกะสีออกไซด์ที่ไม่มีช่องว่างจะทนต่อแรงดันไฟเกินนี้ได้ อย่างไรก็ตาม ตัวป้องกันซิงค์ออกไซด์ที่มีช่องว่างแบบอนุกรมจะไม่ทำงานภายใต้แรงดันไฟเกินของการลงดินเฟสเดียวที่มีแอมพลิจูดต่ำกว่า ซึ่งหมายความว่าตัว Arrester ถูกแยกออกจากระบบ เมื่อแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กล่าวถึงข้างต้น ช่องว่างจะนำไฟฟ้าและตัวป้องกันจะคลายประจุ อุปกรณ์ป้องกันที่มีประสิทธิภาพและอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า

ข้อดีของตัวจับโลหะออกไซด์:

(1) ประสิทธิภาพการป้องกันที่ดีเยี่ยม MOA มีลักษณะเฉพาะที่ไม่เชิงเส้นที่ดีมาก

(2) ความสามารถในการไหลขนาดใหญ่ มีความสามารถที่ดีในการดูดซับแรงดันไฟฟ้าเกินจากฟ้าผ่าและแรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราว

(3) ความน่าเชื่อถือในการดำเนินงานที่สูงขึ้น ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ จะอยู่ใกล้กับสถานะฉนวน กระแสไฟหมุนอิสระความถี่ไฟฟ้าอยู่ที่ระดับไมโครแอมแปร์เท่านั้น การปล่อยพลังงานจะกลับสู่สถานะความต้านทานสูงอย่างรวดเร็ว ความน่าเชื่อถือในการทำงานสูง และความสามารถในการป้องกันมลพิษคือ แข็งแกร่ง.