Sumbat Pipa — Perangkat, Fitur, Aplikasi, Kelebihan dan Kekurangan

Penggunaan penangkal petir tidak sepenuhnya mengecualikan kerusakan petir pada instalasi listrik, terutama saluran listrik, karena kemungkinan sambaran petir untuk saluran listrik di atas kepala bisa relatif tinggi dan, terlebih lagi, sering dilakukan tanpa perlindungan konduktor sama sekali. . Tegangan lebih yang terjadi pada saluran selama sambaran petir mencapai gardu induk (itulah sebabnya disebut lonjakan) dan dapat menimbulkan bahaya pada isolasi peralatan yang dipasang di sana.

Untuk mencegah kerusakan pada setiap struktur insulasi, sertakan percikan, volt-detik (yang karakteristiknya harus berada di bawah karakteristik volt-detik dari insulasi yang dilindungi.Jika kondisi ini terpenuhi, penurunan gelombang tegangan lebih dalam semua kasus akan menyebabkan putusnya celah percikan, diikuti dengan penurunan tajam ("gangguan") tegangan melintasi celah percikan dan insulasi yang dilindungi. celah percikan akan mulai mengalir karena tegangan frekuensi industri dari instalasi listrik - arus yang menyertainya.

Dalam instalasi dengan netral yang dibumikan atau jika terjadi kegagalan celah percikan dua atau tiga fase, busur berikutnya mungkin tidak padam dengan sendirinya, dan kesalahan impuls dalam hal ini akan menjadi hubung singkat yang stabil, yang menyebabkan gangguan pada pemasangan . Oleh karena itu, untuk menghindari penghentian instalasi seperti itu, busur berikutnya harus dipadamkan melalui celah percikan.

Perangkat yang tidak hanya memberikan perlindungan isolasi terhadap tegangan berlebih, tetapi juga memadamkan busur berikutnya dalam waktu kurang dari durasi perlindungan relai, disebut arester pelindung berbeda dengan lilin konvensional, yang biasanya disebut celah pelindung (PZ).

Pipa berhenti bersama dengan katup adalah tipe utama dari retainer. Mereka berbeda dalam prinsip pemadaman busur berikutnya. Dalam arester tabung, busur dipadamkan dengan menciptakan semburan memanjang yang intens, dan dalam arester katup, busur dipadamkan karena pengurangan arus berikutnya melalui resistansi tambahan yang dihubungkan secara seri dengan celah percikan.

Celah percikan tabung (Gbr. 1, a) adalah tabung 2 yang terbuat dari bahan penghasil gas isolasi, di dalamnya terdapat celah pemadam busur yang tidak diatur S1 yang dibentuk oleh elektroda batang 3 dan flensa 4.Percikan dipisahkan dari tegangan operasi oleh celah percikan eksternal, karena tabung 2 tidak dimaksudkan untuk keberadaan jangka panjang di bawah tegangan karena penguraian bahan penghasil gas di bawah pengaruh kebocoran kebocoran. Flensa 1 kedua dari pembatas dibumikan.

Beras. 1. Arrester tabung: a — perangkat dan sirkuit pensaklaran, b — notasi diagram konvensional, c — tegangan dalam arester, d — sirkuit ekuivalen.

Dengan tegangan berlebih di jaringan (Gbr. 1, c), kedua celah percikan pecah dan gelombang tegangan lebih (kurva 1) terputus. Arus yang menyertainya mulai mengalir di sepanjang jalur yang dibuat oleh pelepasan pulsa, dan pelepasan percikan berubah menjadi pelepasan busur Di bawah pengaruh suhu tinggi saluran busur dari arus yang menyertainya, bahan tabung terurai dengan pelepasan dari sejumlah besar gas, tekanan di dalamnya meningkat tajam (hingga puluhan atmosfer) dan gas didorong keluar melalui bukaan flensa 4, menciptakan ledakan longitudinal yang intens. Akibatnya, busur padam ketika arus pertama kali melewati nol.

Ketika celah percikan dipicu, ia memancarkan gas terionisasi pijar dalam bentuk obor dengan panjang 1,5 - 3,5 m dan lebar 1 - 2,5 m (tergantung pada tegangan nominal celah percikan) dan terdengar suara , menyerupai tembakan Saya dengar. Oleh karena itu, untuk mencegah kegagalan fasa ke fasa, saat memasang arester, perlu dipastikan bahwa bagian fasa yang berdekatan yang membawa arus tidak jatuh ke zona luahan.Tegangan trip arester dapat diatur dengan mengubah jarak celah percikan eksternal, tetapi tidak dapat dikurangi di bawah minimum tertentu, karena hal ini menyebabkan arester trip terlalu sering dan meningkatkan keausannya.

Karena medan listrik elektroda berbentuk batang dari celah percikan tabung sangat tidak homogen, karakteristik volt-detiknya memiliki karakter yang menurun di wilayah tersebut hingga 6-8 μs, yang tidak konsisten dengan karakteristik volt-detik datar dari transformator dan mesin listrik. Intensitas pembentukan gas tertentu diperlukan untuk pemadaman busur yang berhasil, oleh karena itu ada batas arus yang lebih rendah untuk dipotong di mana pelepasan masih dapat memadamkan busur dalam 1-2 setengah siklus.

Batas atas arus interupsi juga terbatas, karena pembentukan gas yang terlalu kuat dapat menyebabkan kerusakan arester (pecahnya tabung atau rusaknya flensa).

Kisaran arus interupsi ditunjukkan dalam penunjukan jenis arester, misalnya RTV 35 / (0,5 — 2,5) berarti arester tabung 0,5 — 2,5 plastik vinil untuk 35 kV dengan kisaran arus interupsi 0,5 — 2,5 kA.

Karena panjang celah penekan busur berkurang dan diameternya bertambah, kedua batas arus luahan digeser ke nilai yang lebih besar.

Karena operasi arester disertai dengan pembakaran sebagian bahan tabung penekan busur, setelah 8-10 operasi, ketika diameter meningkat 20-25% dibandingkan dengan yang awal, arester menjadi tidak dapat digunakan (karena batas arus, terganggu olehnya, diubah) dan harus diganti.

Untuk memperhitungkan jumlah operasi, pembatas pipa dilengkapi dengan indikator aktivasi berupa strip logam 6 (lihat Gbr. 1, a), tidak dibuka oleh gas yang dipancarkan oleh pembatas. Saat ini, industri memproduksi pipa penahan tipe RTF dimana gas dihasilkan dari pipa fiber, dan tipe RTV dengan pipa plastik vinil.

Karena kekuatan mekanik yang rendah dari serat, itu tertutup dalam tabung tebal kertas Bakelized, yang untuk mengurangi higroskopisitasnya, ditutupi dengan pernis tahan kelembaban (biasanya enamel perchlorovinyl), yang dapat menahan pengaruh atmosfer di periode musim panas dan musim dingin dengan baik. Ciri khas arester RTF adalah adanya ruang di ujung tabung yang tertutup, yang meningkatkan semburan longitudinal ketika arus melewati nilai nol dan dengan demikian berkontribusi pada pemadaman busur.

Pada pembatas RTV, gas dihasilkan oleh tabung plastik vinil, yang memiliki kemampuan menghasilkan gas lebih tinggi dan sifat insulasi yang terjaga dengan baik bahkan saat bekerja di luar ruangan dalam segala cuaca. Arester RTV memiliki desain yang lebih sederhana (tidak ada ruang internal, tidak diperlukan pengecatan) dan batas atas arus interupsi yang lebih tinggi (15 kA daripada 7-10 kA untuk arester RTF).

Beras. 2. Pemberhentian pipa RTV-20-2 / 10

Untuk operasi dalam jaringan dengan arus terputus-putus yang sangat besar (hingga 30 kA), pembatas yang diperkuat dari jenis RTVU diproduksi, kekuatan mekanik yang meningkat dicapai dengan melilitkan tabung plastik vinil dengan lapisan pita kaca yang diresapi dengan tahan cuaca senyawa epoksi.

Daya dukung impuls arester tabung, yang melewatkan hampir seluruh arus petir melaluinya saat mengenai saluran, cukup tinggi dan berjumlah 30–70 kA.

Pemilihan arester pipa dibuat sesuai dengan tegangan nominal jaringan dan batas arus hubung singkat jaringan pada titik pemasangannya. Arus hubung singkat maksimum dihitung ketika semua elemen jaringan (saluran, transformator, generator) dihidupkan, dengan mempertimbangkan komponen aperiodik dari arus hubung singkat, arus minimum — dengan sirkuit jaringan dengan elemen terputus sebagian (untuk misalnya, untuk perombakan) dan tanpa komponen aperiodik dipertimbangkan. Batas arus hubung singkat ditemukan. harus sesuai dengan batas arus interupsi arester pipa.

Arester tabung diproduksi untuk tegangan dari 3 hingga 220 kV, arus interupsi berkisar dari 0,2 — 7 dan 1,5 — 30 kA pada tegangan 3 — 35 kV hingga 0,4 — 7 dan 2,2 — 30 kA pada tegangan 110 kV. Arester 220 kV terdiri dari dua arester tabung 110 kV yang dihubungkan oleh sangkar baja dengan pipa pelepasan.

Kerugian utama arester tabung adalah adanya zona pelepasan, penembusan yang curam pada gelombang lonjakan, korsleting (walaupun jangka pendek) dari saluran ke tanah, dan karakteristik volt-detik yang sangat curam, yang menghalangi kemungkinan luas penggunaan arester tabung sebagai perangkat perlindungan peralatan gardu induk. Kerugian dari pembatas pipa adalah adanya pembatas arus terputus, yang mempersulit produksi dan pengoperasiannya.

Karena kesederhanaan dan biayanya yang rendah, arester pipa banyak digunakan sebagai alat tambahan untuk perlindungan gardu induk, untuk perlindungan gardu induk berdaya rendah dan kritis rendah, serta masing-masing bagian saluran.

Saat ini, pembatas tabung dan katup secara bertahap digantikan oleh pembatas tegangan nonlinier (pembatas)... Mereka adalah varistor oksida logam yang terhubung secara seri (resistor nonlinier) tanpa percikan api, dibungkus dalam wadah porselen atau polimer.