اصل سازه و کاربرد صاعقه گیر

برقگیر می تواند رعد و برق را آزاد کند یا انرژی اضافه ولتاژ عامل سیستم قدرت را آزاد کند، تجهیزات الکتریکی را از اضافه ولتاژ لحظه ای محافظت کند (اضافه ولتاژ صاعقه، اضافه ولتاژ عملیاتی، ضربه اضافه ولتاژ گذرا فرکانس برق)، و می تواند چرخ آزاد را بدون دستگاه الکتریکی که باعث اتصال کوتاه می شود، قطع کند. زمین در سیستم

نقش صاعقه گیرها: صاعقه گیرها تجهیزاتی هستند که برای محافظت از تجهیزات پست ها در برابر امواج شوک صاعقه استفاده می شوند. هنگامی که موج ضربه رعد و برق وارد شده به پست در امتداد خط از سطح حفاظتی برقگیر فراتر رود، برقگیر ابتدا تخلیه می شود و جریان صاعقه به طور ایمن از طریق یک هادی خوب به زمین وارد می شود و از دستگاه زمین برای محدود کردن دامنه استفاده می شود. ولتاژ رعد و برق زیر سطح شوک صاعقه تجهیزات محافظت شده، به طوری که تجهیزات الکتریکی محافظت می شود.

(1) هنگامی که شبکه برق به دلیل برخورد صاعقه دارای ولتاژ پالس آنی باشد، صاعقه گیر در عرض نانوثانیه روشن می شود.

(2) محافظ صاعقه در عرض نانوثانیه هدایت می‌کند، ولتاژ پالس را به زمین متصل می‌کند تا تخلیه شود، و سپس به حالت امپدانس بالا برمی‌گردد تا بر منبع تغذیه تجهیزات کاربر تأثیری نگذارد.

چندین شاخص درگیر در برقگیر برق:

(1) مشخصه ولت دوم: به رابطه متناظر بین ولتاژ و زمان اشاره دارد.

(2) جریان پیوسته فرکانس برق: به جریان اتصال کوتاه اتصال به زمین فرکانس توان اشاره دارد که با پایان ولتاژ صاعقه یا تخلیه اضافه ولتاژ از طریق صاعقه گیر جریان می یابد، اما ولتاژ فرکانس برق همچنان روی برقگیر عمل می کند.

(3) توانایی خود بازیابی قدرت دی الکتریک: رابطه بین قدرت دی الکتریک تجهیزات الکتریکی و زمان، یعنی سرعت بازیابی به قدرت دی الکتریک اصلی.

(4) ولتاژ نامی برقگیر: پس از اینکه جریان فرکانس قدرت برای اولین بار از صفر عبور کرد، حداکثر ولتاژ فرکانس توانی که شکاف می تواند بدون ایجاد احتراق مجدد قوس تحمل کند، ولتاژ قوس نیز نامیده می شود.

طبقه بندی برقگیرها:

برقگیرهای رایج عبارتند از: نوع شیر، نوع لوله، شکاف محافظ، اکسید فلزی و غیره.

1. برقگیر سوپاپ: برقگیر شیر به طور عمده به دو دسته برقگیر شیر معمولی و برقگیر شیر دمنده مغناطیسی تقسیم می شود. برقگیر شیر معمولی دارای سری FS و FZ می باشد. دو سری برقگیر دریچه دمنده مغناطیسی FCD و FCZ وجود دارد. معنی نمادهای برقگیر: برقگیر سوپاپ F، عملکرد توزیع S (تبدیل)، ایستگاه برق Z، خط Y، موتور چرخان D، C-با شکاف تخلیه دمشی مغناطیسی.

ساختار:

① از یک شکاف تخلیه و یک صفحه شیر مقاومت غیر خطی تشکیل شده است و در یک لوله چینی مهر و موم شده است.

②شکاف تخلیه از چندین شکاف تخلیه تک استاندارد (خازن شکاف) تشکیل شده است که به صورت سری به هم متصل شده اند و گروهی از مقاومت های یکسان کننده که به صورت موازی متصل شده اند می توانند توانایی بازیابی قدرت عایق شکاف را بهبود بخشند.

③ شیر مقاومت غیر خطی نیز از بسیاری از شیرهای جداگانه به صورت سری تشکیل شده است. شکاف جرقه از چندین الکترود مسی دیسکی شکل تشکیل شده است و هر جفت شکاف با یک ورق میکا با ضخامت 5-1 میلی متر (نوع واشر) از هم جدا می شود.

روند کار برقگیر سوپاپ: شکاف جرقه برقگیر تحت ولتاژ فرکانس برق معمولی شکسته نمی شود، اما تحت موج رعد و برق و اضافه ولتاژ، شکاف جرقه برقگیر شکسته می شود و مقدار مقاومت مقاومت غیر خطی به طور ناگهانی با ولتاژ تغییر می کند. هنگامی که مقدار مقاومت بزرگتر می شود، جریان اضافه از طریق مقاومت به زمین می ریزد و صفحه شیر مقاومت مقاومت زیادی در برابر ولتاژ فرکانس برق که با جریان صاعقه می آید، نشان می دهد، به طوری که جریان فرکانس قدرت توسط شکاف جرقه مسدود می شود. ، و خط به کار عادی خود ادامه می دهد و شکاف جرقه با صفحه شیر مقاومتی همکاری نزدیکی دارد و مانند یک سوپاپ باز و بسته می شود ، بنابراین به آن شیرگیر می گویند.

مدار معادل برقگیر سوپاپ:

کاربرد برقگیر سوپاپ:

سری FS به دلیل کوچک بودن صفحه شیر و ظرفیت جریان کم برقگیر معمولاً برای محافظت از تجهیزات و مدارهای تبدیل و توزیع برق استفاده می شود.

با توجه به صفحه سوپاپ بزرگ و اتصال موازی مقاومت های کاربید سیلیکون در شکاف جرقه، سری SZ دارای ظرفیت جریان زیادی است و به طور کلی برای تجهیزات الکتریکی 35 کیلو ولت و بالاتر استفاده می شود.

2. شکاف حفاظتی: شکاف حفاظتی ساده ترین تجهیزات حفاظت در برابر صاعقه است که عموماً از فولاد گرد گالوانیزه ساخته شده و از یک شکاف اصلی و یک شکاف کمکی تشکیل شده است. شکاف اصلی زاویه ای ساخته شده و به صورت افقی برای خاموش کردن قوس نصب می شود. به منظور جلوگیری از اتصال کوتاه شکاف اصلی توسط اجسام خارجی و ایجاد اختلال در عملکرد، یک شکاف کمکی به صورت سری زیر شکاف اصلی متصل می شود. از آنجایی که توانایی خاموش کردن قوس شکاف محافظ ضعیف است، معمولاً برای بهبود قابلیت اطمینان منبع تغذیه، باید با یک دستگاه بسته‌کننده خودکار استفاده شود.

ساختار:

①از شکاف اصلی و شکاف کمکی تشکیل شده است.

②شکاف اصلی یک شکل زاویه‌دار به خود می‌گیرد، به طوری که قوس آزاد با فرکانس قدرت به راحتی تحت تأثیر نیروی الکترودینامیکی و جریان هوای حرارتی خود بلند شده و کشیده می‌شود و سپس خود را خاموش می‌کند.

③نقش شکاف کمکی: برای جلوگیری از اتصال کوتاه شکاف اصلی توسط اجسام خارجی و ایجاد حوادث اتصال کوتاه به زمین.

شکاف حفاظتی و کاربرد ناکافی:

(1) نقطه ضعف اصلی این است که جریان هجومی قوی باعث آسیب به عایق فاز به فاز ترانسفورماتور سه فاز می شود.

(2) کاربرد غالباً در شبکه های توزیع برق که در آن نقطه خنثی مستقیماً زیر 10 کیلو ولت زمین نیست استفاده می شود. به طور کلی در داخل فیوز فشار قوی نصب می شود تا تعداد دفعات قطع کننده خط پست کاهش یابد.

3. برقگیر لوله ای: عنصر اساسی برقگیر لوله ای (اگزوز ارستر) شکاف جرقه نصب شده در لوله تولید گاز است و شکاف از الکترودهای میله ای و حلقه ای شکل تشکیل شده است. برقگیر لوله از شکاف داخلی و شکاف بیرونی لوله خاموش کننده قوس تشکیل شده است. لوله خاموش کننده قوس معمولاً از الیاف باکلیت و سایر مواد ساخته شده است که می توانند در دمای بالا گاز تولید کنند. هنگامی که امواج رعد و برق و اضافه ولتاژ می آیند، شکاف های داخلی و خارجی برقگیر لوله ای شکسته می شوند و جریان اضافه از طریق سیم اتصال به زمین می ریزد. جریان فرکانس برق متعاقب آن قوس قوی ایجاد می کند که دیواره لوله را می سوزاند و مقدار زیادی گاز از دهانه لوله خارج می شود و به سرعت قوس را خارج می کند. همزمان، عایق شکاف خارجی بازسازی می شود، خاموش کننده قوس یا برقگیر از سیستم جدا می شود و برق دوباره از سر گرفته می شود.

نارسایی و کاربرد برقگیر لوله ای:

(1) می تواند جریان زیادی را قطع کند و برای نصب در بخش خط ورودی پست و برخی مکان های با عایق ضعیف روی خط مناسب است. با این حال، به دلیل ویژگی های ساختاری ذاتی برقگیر نوع اگزوز، شکاف جرقه آن در معرض جو است و عملکرد الکتریکی آن به اندازه کافی پایدار نیست. بنابراین از این نوع برقگیر به ندرت استفاده می شود.

(2) از آنجایی که برقگیر لوله برای تولید خاموش کننده قوس گازی به جریان فرکانس برق متکی است، اگر جریان اتصال کوتاه خیلی زیاد باشد و گاز تولید شده از مقاومت مکانیکی لوله خاموش کننده قوس بیشتر شود، ترک می خورد یا منفجر می شود، بنابراین به طور کلی در فضای باز نصب می شود.

4. برقگیر فلز روی اکسید: (1) برقگیر اکسید روی فلزی بدون شکاف (گیرنده حساس به فشار)، نوع جدیدی از برقگیرها که در دهه 1970 ظاهر شد. در مقایسه با برقگیرهای سنتی، برقگیرهای اکسید فلزی بدون شکاف فاقد شکاف جرقه هستند و در برقگیرهای شیر به جای کاربید سیلیکون از اکسید روی استفاده می شود. از نظر ساختاری، صفحات شیر ​​ساخته شده از پیزورزیستورها روی هم قرار می گیرند و صفحه شیر بیشترین مقاومت را تحت ولتاژ فرکانس توان نشان می دهد، که به طور موثر جریان فرکانس توان را سرکوب می کند، و مقاومت کمی را در شرایط اضافه ولتاژ نشان می دهد، که می تواند جریان بسیار خوبی را آزاد کند، از تجهیزات محافظت کند.

(2) یک گیره اکسید فلزی با شکاف سری وجود دارد. صفحه مقاومتی برقگیر اکسید فلزی با ژاکت کامپوزیت به صورت سری با یک قطعه شکاف متصل می شود که برای سیستم های زمین غیر نقطه خنثی مناسب است. هنگامی که یک فاز به زمین متصل می شود، یک اضافه ولتاژ گذرا طولانی مدت نسبتاً جدی ممکن است رخ دهد و مقاومت در برابر این اضافه ولتاژ برای دستگاه برقگیر اکسید روی بدون شکاف دشوار است. با این حال برقگیر اکسید روی با یک شکاف سری تحت ولتاژ اضافه ولتاژ یک زمین تک فاز با دامنه کمتر عمل نمی کند، به این معنی که برقگیر از سیستم جدا شده است. هنگامی که ولتاژ بالاتر از ولتاژ فوق باشد، شکاف هدایت می شود و برقگیر تخلیه می شود. تجهیزات حفاظتی موثر و صاعقه گیر.

مزایای استفاده از برقگیرهای اکسید فلزی:

(1) عملکرد حفاظتی عالی. MOA خصوصیات غیرخطی بسیار خوبی دارد.

(2) ظرفیت جریان بزرگ. توانایی خوبی در جذب اضافه ولتاژ صاعقه و اضافه ولتاژ گذرا دارد.

(3) قابلیت اطمینان عملیاتی بالاتر. در شرایط کار معمولی، نزدیک به حالت عایق است، جریان چرخش فرکانس توان تنها در سطح میکرو آمپر است، آزاد شدن انرژی به سرعت به حالت مقاومت بالا باز می گردد، قابلیت اطمینان عملیات بالا است، و توانایی ضد آلودگی قوی