صمامات الأمان: مبدأ التشغيل وخصائصه

جهاز ومبدأ تشغيل الصمامات

محدد صمام العناصر الرئيسية هو فجوة شرارة ومقاوم غير خطي ، وهما متصلان في سلسلة بين السلك الحي والأرض بالتوازي مع العزل المحمي.

عندما يتم تطبيق دفعة صاعقة على الصواعق ، تنكسر فجوة الشرارة ويتدفق التيار عبر الصواعق. وبالتالي ، يتم تشغيل التجنيب. يسمى الجهد الذي تنكسر عنده فجوات الشرارة بجهد انهيار مانع الصواعق.

بعد انهيار فجوة الشرارة ، ينخفض ​​الجهد في فجوة الشرارة ، وبالتالي على العزل الذي يحميه ، إلى قيمة مساوية لمنتج تيار النبضة Azi on مقاومة المقاوم في سلسلة R و هذا الجهد يسمى الجهد المتبقي Ubasn. لا تظل قيمتها ثابتة ، ولكنها تتغير مع تغير حجم تيار النبضة أثناء مروره عبر فجوة الشرارة.ومع ذلك ، خلال فترة تشغيل الصواعق بالكامل ، يجب ألا يرتفع الجهد المتبقي إلى قيمة تشكل خطورة على العزل المحمي.

أرز. 1. مخطط الدائرة الكهربائية تشغيل الصمامات. IP - شرارة ، Rn - مقاومة المقاوم غير الخطي ، U - نبضة البرق الزائد ، و - عزل الكائن المحمي.

بعد توقف تيار النبضة عن التدفق عبر مانع الصواعق ، يستمر التيار الناتج عن جهد التردد في التدفق. هذا التيار يسمى التيار المصاحب. يجب أن تضمن فجوات الشرارة للصواعق إطفاء القوس التالي بشكل موثوق عندما يتجاوز الصفر لأول مرة.

أرز. 2. شكل نبضة الجهد قبل وبعد تشغيل الصمام. Tp هو وقت رد فعل فجوة الشرارة (وقت التفريغ) ، و Azi هو التيار النبضي للمفرغ.

جهد إمداد الصمام

تعتمد موثوقية إطفاء القوس من فجوة الشرارة على قيمة جهد تردد إمداد الصواعق في لحظة إطفاء التيار اللاحق. يُطلق على القيمة القصوى للجهد الذي تقطع فيه فجوات الشرارة للمحددات التيار المصاحب بشكل موثوق الجهد الأقصى المسموح به أو جهد التخميد Ugash.

يتم تحديد حجم جهد التبريد لمحدد الصمام من خلال وضع التشغيل للتركيبات الكهربائية التي تعمل فيها. نظرًا لأنه أثناء العواصف الرعدية قد يكون هناك دائرة قصر متزامنة لمرحلة واحدة على الأرض وتشغيل محددات الصمامات في مراحل أخرى غير تالفة ، يرتفع الجهد في هذه المراحل في هذه الحالة. يتم تحديد جهد التبريد للصمامات مع مراعاة مثل هذه الزيادات في الجهد.

بالنسبة للمحددات التي تعمل في شبكات ذات محايد معزول ، يُفترض أن يكون جهد الإطفاء هو Uburning = 1.1 x 1.73 x Uf = 1.1 Un ، حيث Uf - جهد طور العمل.

يأخذ هذا في الاعتبار إمكانية زيادة جهد المراحل غير التالفة إلى خطي عندما يتم تقصير إحدى الطور إلى الأرض وبنسبة 10 ٪ أخرى بسبب تنظيم جهد المستخدم. لذلك ، فإن أعلى جهد تشغيل للمانع هو 110٪ من الجهد المقنن لشبكة Unom.

بالنسبة إلى الموانع التي تعمل في شبكات ذات محايد مؤرض صلب ، يكون جهد الإخماد 1.4 Uf ، t.d. 0.8 من جهد الشبكة الاسمي: Ubreakdown = 1.4 Uf = 0.8 UNo. لذلك ، تسمى هذه الموانع أحيانًا 80 ٪.

فجوات شرارة في الصمامات

يجب أن تفي فجوات شرارة الصمام بالمتطلبات التالية: أن يكون لها جهد انهيار ثابت مع الحد الأدنى من الانتشار ، ولها خاصية فولت ثانية مسطحة ، ولا تغير جهد الانهيار بعد العمليات المتكررة ، وتطفئ قوس التيار اللاحق عندما يمر أولاً عبر الصفر. يتم تلبية هذه المتطلبات من خلال فجوات شرارة متعددة يتم تجميعها من فجوات شرارة مفردة مع فجوات هواء صغيرة. الشموع المفردة موصولة على التوالي ولكل منها عند أعلى جهد مسموح به حوالي 2 كيلو فولت.

يؤدي تقسيم القوس إلى أقواس قصيرة إلى فجوات شرارة مفردة إلى زيادة خصائص قمع القوس لمانع الصمام ، وهو ما يفسر من خلال التبريد المكثف للقوس وانخفاض الجهد الكبير في كل قطب كهربائي (تأثير انخفاض جهد الكاثود).

يتم تحديد جهد انهيار فجوات الشرارة في مفرغ الصمام عند تعرضه للجهد الزائد في الغلاف الجوي من خلال خاصية الفولت الثاني ، أي اعتماد وقت التفريغ على سعة نبضة الجهد الزائد. وقت التفريغ هو الوقت من بداية نبض الاندفاع إلى انهيار فجوة الشرارة في مانع التسرب.

للحماية الفعالة من العزل ، يجب أن تكون خاصية الفولت الثانية الخاصة بها أعلى من خاصية الفولت الثاني للصواعق. يعد إزاحة خصائص الفولت الثاني ضروريًا للحفاظ على موثوقية الحماية في حالة الضعف العرضي للعزل أثناء التشغيل ، وكذلك بسبب وجود مناطق انتشار الفولتية التفريغية في كل من مانع التسرب نفسه وفي عزل محمي.

يجب أن يكون لخاصية الفولت الثانية للحامي شكل مسطح. إذا كان شديد الانحدار ، كما هو موضح في الشكل. 3 بخط منقط ، سيؤدي ذلك إلى حقيقة أن مانع الصواعق سيفقد عالميته ، لأن كل نوع من المعدات بخاصية الفولت-الثانية الفردية سيتطلب محددًا خاصًا به.

أرز. 3. خصائص الفولت الثاني لمحددات الصمامات والعزل المحمي بواسطتها.

المقاوم غير الخطي. يفرض عليها متطلبان متعاكسان: في اللحظة التي يمر فيها تيار البرق ، يجب أن تنخفض مقاومته ؛ عندما يمر تيار طاقة التردد المصاحب من خلاله ، يجب ، على العكس من ذلك ، زيادة.يتم تلبية هذه المتطلبات مقاومة الكربورندوم ، والتي تتغير اعتمادًا على الجهد المطبق عليها: كلما زاد الجهد المطبق ، انخفضت مقاومته ، وعلى العكس ، كلما انخفض الجهد المطبق ، زادت مقاومته.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن المقاومة المتصلة بالسلسلة للكربورند ، كمقاومة نشطة ، تقلل من تحول الطور بين التيار والجهد المرافقين ، ومع مرورهما المتزامن عبر القيمة الصفرية ، يتم تسهيل إطفاء القوس.

مع زيادة الجهد ، تنخفض قيمة مقاومة طبقات الحاجز ، مما يضمن مرور التيارات الكبيرة مع انخفاض الجهد المنخفض نسبيًا.

حافظة HTML يتم التعبير عن اعتماد الجهد عبر فجوة الشرارة على قيمة التيار المار خلالها (خاصية الجهد الحالي) تقريبًا بالمعادلة:

U = CAα ،

حيث U هو الجهد عبر مقاومة واقي صمام المقاوم غير الخطي ، I - التيار الذي يمر عبر المقاوم غير الخطي ، C هو ثابت يساوي عدديًا المقاومة عند تيار 1 أ ، α عامل التهوية هو .

كلما كان المعامل α أصغر ، قل جهد المقاوم غير الخطي يتغير عندما يتغير التيار الذي يمر عبره ، وقل الجهد المتبقي للصمام.

يتم إعطاء قيم الجهد المتبقية الواردة في شهادة محدد الصمام للتيارات النبضية المعيارية. تتراوح قيم هذه التيارات في حدود 3000-10000 أ.

تترك كل نبضة تيار أثرًا للدمار في المقاوم المتسلسل - يحدث انهيار للطبقة الحاجزة لحبوب الكربورندوم الفردية.يؤدي المرور المتكرر للنبضات الحالية إلى فشل كامل للمقاومة وتدمير مانع الصواعق. يحدث الفشل الكامل للمقاومة في وقت سابق ، كلما زاد اتساع وطول النبضة الحالية. لذلك ، فإن سعة تدفق مقيد الصمام محدودة. عند تقييم معدل نقل موانع الصمام ، يتم أخذ معدل نقل كل من المقاومات المتسلسلة وفجوات الشرارة في الاعتبار.

يجب أن تتحمل المقاومات دون إتلاف 20 نبضة تيار مدتها 20/40 ميكروثانية بسعة اعتمادًا على نوع المحدد. على سبيل المثال ، بالنسبة إلى موانع RVP و RVO بجهد 3-35 كيلو فولت ، فإن السعة الحالية هي 5000 أمبير ، لنوع RVS بجهد 16 - 220 كيلو فولت - 10000 أمبير ، و RVM و RVMG بجهد كهربائي من 3-500 كيلو فولت - 10000 أمبير.

لزيادة الخصائص الوقائية لفجوة شرارة الصمام ، من الضروري تقليل الجهد المتبقي ، والذي يمكن تحقيقه عن طريق تقليل معامل الصمام α لسلسلة المقاوم غير الخطي ، مع زيادة خصائص قمع القوس لفجوات الشرارة.

إن زيادة خصائص إخماد القوس لفجوات الشرارة تجعل من الممكن زيادة تيار التحويل الذي يقطعها ، وبالتالي يجعل من الممكن تقليل مقاومة المقاوم المتسلسل. في الوقت الحاضر ، يتم إجراء التحسين الفني للصمامات وفقًا لهذه الخطوط.

وتجدر الإشارة إلى أنه في دائرة محدد الصمام ، يكون لجهاز التأريض أهمية كبيرة. في حالة عدم وجود أرضية ، لا يمكن للصواعق العمل.

يتم الجمع بين تأريض محدد الصمام والمعدات المحمية به.في الحالات التي يكون فيها محدد الصمام منفصلاً عن المعدات المحمية لسبب ما التأريض، يتم تطبيع قيمته اعتمادًا على مستوى عزل الجهاز.

تركيب الكوابح

بعد إجراء فحص شامل ، يتم تثبيت المحطات على الهياكل الداعمة ، ويتم فحصها من حيث المستوى والشاقول مع الحشو ، إذا لزم الأمر ، أسفل قاعدة أقسام الصفائح المعدنية وتثبيتها على الدعامات باستخدام مشبك مثبت بمسامير.