מעצורי צינור - מכשיר, תכונות, יישום, יתרונות וחסרונות
השימוש במוטות ברק אינו שולל לחלוטין נזקי ברק למתקנים חשמליים, במיוחד קווי מתח, שכן הסבירות לפגיעת ברק בקווי חשמל עיליים יכולה להיות גבוהה יחסית, ויתרה מכך, הם מבוצעים לרוב ללא הגנה כלל על המוליכים. . מתחי יתר המתרחשים בקווים בעת פגיעת ברק מגיעים לתחנות משנה (ולכן הם נקראים נחשולי מתח) ועלולים להוות סכנה לבידוד הציוד המותקן שם.
כדי למנוע נזק לכל מבנה מבודד, כלול ניצוץ, וולט-שנייה (שהמאפיין שלו חייב להיות מתחת למאפיין וולט-שנייה של הבידוד המוגן.אם תנאי זה מתקיים, ירידת גל מתח היתר תגרום בכל המקרים להתמוטטות פער הניצוץ, ולאחריה ירידה חדה ("שיבוש") של המתח על פני פער הניצוץ והבידוד המוגן. זרם דחף דרך פער הניצוץ יתחיל לזרום בגלל המתח של התדר התעשייתי של המתקן החשמלי - הזרם הנלווה.
במתקנים עם נייטרלי מוארק או במקרה של כשל במרווח ניצוץ דו או תלת פאזי, ייתכן שהקשת הבאה לא תכבה את עצמה, ותקלת הדחף במקרה זה תהפוך לקצר חשמלי יציב, מה שיוביל להפסקה של התקנה. לכן, על מנת למנוע השבתה כזו של ההתקנה, יש צורך לכבות את הקשת הבאה דרך פער הניצוץ.
מכשירים המספקים לא רק הגנת בידוד מפני מתח יתר, אלא גם מכבים את הקשת הבאה בזמן קצר יותר ממשך הגנת הממסר, נקראים מעצורי הגנה בניגוד לנרות רגילים, הנקראים בדרך כלל מרווחי הגנה (PZ).
עצירות צינור יחד עם שסתום הם הסוגים העיקריים של ריטיינרים. הם נבדלים זה מזה בעיקרון של כיבוי קשת לאחר מכן. במעצרי צינורות, הקשת נכבית על ידי יצירת פרץ אורך אינטנסיבי, ובמעצרי שסתומים, הקשת נכבית עקב הפחתה בזרם העוקב באמצעות התנגדות נוספת המחוברת בסדרה עם מרווח הניצוץ.
מרווח ניצוץ צינור (איור 1, א) הוא צינור 2 העשוי מחומר מבודד ליצירת גז, שבתוכו קיים מרווח כיבוי קשת לא מוסדר S1 הנוצר על ידי אלקטרודת מוט 3 ואוגן 4.הניצוץ מופרד ממתח ההפעלה על ידי פער ניצוץ חיצוני, שכן הצינור 2 אינו מיועד לנוכחות ארוכת טווח מתחת למתח עקב פירוק החומר היוצר גז בהשפעת דליפות דליפה. האוגן השני 1 של המגביל מוארק.
אורז. 1. מעצר צינור: א - התקן ומעגל מיתוג, ב - סימון קונבנציונלי של הדיאגרמות, ג - מתח במעצר, ד - מעגל שווה ערך.
עם מתח יתר ברשת (איור 1, ג), שני פערי הניצוץ נשברים וגל מתח היתר (עקומה 1) מופרע. זרם מלווה מתחיל לזרום לאורך הנתיב שנוצר על ידי פריקת הדופק, ופריקת הניצוץ הופכת לפריקת קשת.בפעולת הטמפרטורה הגבוהה של ערוץ הקשת של הזרם הנלווה, חומר הצינור מתפרק עם השחרור של כמות גדולה של גזים, הלחץ בו עולה בחדות (עד עשרות אטמוספרות) והגזים נדחפים החוצה דרך פתח האוגן 4, ויוצרים פיצוץ אורכי עז. כתוצאה מכך, הקשת נכבית כאשר הזרם עובר לראשונה דרך האפס.
כאשר מרווח הניצוץ מופעל, הוא פולט גזים מיוננים בליבון בצורת לפיד באורך 5 1.5-3.5 מ' ורוחב 1-2.5 מ' (תלוי במתח הנומינלי של מרווח הניצוץ) ונשמע צליל הדומה לזריקה שמעתי. לכן, על מנת למנוע כשלים משלב לשלב, בעת התקנת מעצורים, יש צורך להבטיח שהחלקים נושאי הזרם של שלבים סמוכים לא ייפלו לתוך אזור הפריקה.ניתן לכוונן את מתח המעצר של המעצרים על ידי שינוי מרחק מרווח הניצוץ החיצוני, אך לא ניתן להקטין אותם מתחת למינימום מסוים, מכיוון שהדבר גורם למעצורים לעתים קרובות מדי ולהגביר את הבלאי שלהם.
מכיוון שהשדה החשמלי של האלקטרודות בצורת מוט של מרווח ניצוץ הצינור הוא מאוד לא הומוגני, למאפיין הוולט-שנייה שלו יש אופי פוחת באזור עד 6-8 מיקרומטרים, מה שלא עולה בקנה אחד עם המאפיינים השטוחים של וולט-שנייה של שנאים ומכונות חשמליות. נדרשת עוצמה מסוימת של היווצרות גז עבור כיבוי קשת מוצלח, לכן יש גבול תחתון של זרמים שיש לחתוך בו המפרק עדיין יכול לכבות את הקשת תוך 1-2 חצאי מחזורים.
הגבול העליון של זרמים מפריעים מוגבל גם הוא, שכן היווצרות גז אינטנסיבית מדי עלולה להוביל להרס של המעצר (קרע של הצינור או הרס של האוגנים).
טווח הזרמים המפריעים מצוין בסימן הסוג של המעצר, לדוגמה, RTV 35 / (0.5 - 2.5) פירושו מעצר צינור 0.5 - 2.5 פלסטיק ויניל עבור 35 קילו וולט עם טווח זרם הפסקה של 0.5 - 2.5 קילו א.
ככל שאורך פער דיכוי הקשת יורד וקוטרו גדל, שני גבולות זרמי הפריקה מוזזים לערכים גדולים יותר.
מכיוון שהפעלת המעצר מלווה בשריפת חלק מהחומר של צינור דיכוי הקשת, לאחר 8 - 10 פעולות, כאשר הקוטר גדל ב-20 - 25% בהשוואה לראשוני, המעצר הופך לבלתי שמיש (שכן גבולות הזרמים, שנקטעו על ידי זה, משתנים) ויש להחליפו.
על מנת לקחת בחשבון את מספר הפעולות, מגבילי הצינור מצוידים במחוון הפעלה בצורת פס מתכת 6 (ראה איור 1, א), שאינו נפרש על ידי הגזים הנפלטים מהמגביל. כיום, התעשייה מייצרת מעצורי צינור מסוג RTF שבהם הגז מופק מצינור הסיבים, וסוג RTV עם צינור פלסטיק ויניל.
בשל החוזק המכני הנמוך של הסיב, הוא מוקף בשפופרת עבה של נייר Bakelized, אשר, על מנת להפחית את היגרוסקופיות שלו, מכוסה בלכה עמידה ללחות (בדרך כלל אמייל פרכלורוביניל), שיכולה לעמוד בהשפעות אטמוספריות. תקופות קיץ וחורף היטב. תכונה אופיינית של מעצורי ה-RTF היא נוכחות של תא בקצה הסגור של הצינור, אשר מגביר את הפריצה האורכית כאשר הזרם עובר דרך ערך האפס ובכך תורם לכיבוי הקשת.
במגבילי RTV, הגז נוצר על ידי צינור פלסטיק ויניל, בעל יכולת ייצור גז גבוהה יותר ותכונות בידוד שנשמרות היטב גם בעבודה בחוץ בכל מזג אוויר. מעצרי RTV הם בעלי עיצוב פשוט יותר (ללא תא פנימי, ללא צורך בצביעה) וגבולות עליונים גבוהים יותר של זרמי הפסקה (15 kA במקום 7-10 kA עבור מעכבי RTF).
אורז. 2. מעצור צינור RTV-20-2 / 10
לפעולה ברשתות עם זרמים לסירוגין גדולים מאוד (עד 30 kA), מייצרים מגבילים מחוזקים מסוג RTVU, החוזק המכני המוגבר שלהם מושג על ידי סלילה של צינור פלסטיק ויניל עם שכבות של סרט זכוכית ספוג בחומר עמיד בפני מזג אוויר תרכובת אפוקסי.
יכולת נשיאת הדחפים של מעכבי צינורות, המעבירים דרכם כמעט את כל זרם הברק כאשר הוא פוגע בקו, גבוהה למדי ומסתכמת ב-30-70 kA.
בחירת מעצורי הצינור נעשית על פי המתח הנומינלי של הרשת וגבולות זרמי הקצר של הרשת בנקודת התקנתם. זרם הקצר המרבי מחושב כאשר כל רכיבי הרשת (קווים, שנאים, גנרטורים) מופעלים, תוך התחשבות ברכיב הא-מחזורי של זרם הקצר, הזרם המינימלי - עם מעגל רשת עם אלמנטים מנותקים חלקית (עבור לדוגמה, עבור שיפוץ) וללא הרכיב הא-מחזורי נחשב. נמצאו מגבלות זרם הקצר. חייב להתאים לגבולות הזרם המפריע של מעצר הצינור.
מעצורי צינור מיוצרים עבור מתחים מ-3 עד 220 קילו וולט, זרמי הפסקה נעים בין 0.2 - 7 ו- 1.5 - 30 kA במתח 3 - 35 קילו וולט עד 0.4 - 7 ו-2.2 - 30 קילו-וולט במתח 110 קילו-וולט. מעצור 220 קילו וולט מורכב משני מעצורי צינור 110 קילו וולט המחוברים באמצעות כלוב פלדה עם צינורות פריקה.
החסרונות העיקריים של מעכבי צינור הם נוכחות של אזור פריקה, שבר תלול בגל הנחשול, קצר חשמלי (אם כי קצר טווח) מהקווים לאדמה ומאפיין תלול במיוחד של וולט-שנייה, המונע את האפשרות של שימוש נרחב במעצורי צינורות כמכשיר הגנה של ציוד תחנות משנה. החיסרון של מגבילי צינור הוא נוכחותם של הגבלת זרמים מופרעים, אשר מסבך את הייצור והתפעול שלהם.
בשל פשטותם ועלותם הנמוכה, מעכבי צינורות נמצאים בשימוש נרחב כאמצעי עזר להגנה על תחנות משנה, להגנה על תחנות משנה בעלות הספק נמוך ובעלי קריטיות נמוכה, כמו גם קטעים בודדים של קווים.
כיום מגבילי צינור ושסתומים מוחלפים בהדרגה במגבילי מתח לא ליניאריים (מגבילים)... הם וריסטורי תחמוצת מתכת מחוברים טורית (נגדים לא ליניאריים) ללא ניצוצות, סגורים במארז פורצלן או פולימר.