Yıldırımqoruyucular Güc Avadanlıqlarını Necə Qoruyur?

Quraşdırılmış qoruyucu cihazın iş prinsipi: Gərginlikə əsaslanan zirvə gərginliyi qoruyucusu

Həddə əsaslanan aktivləşdirmə: Normal gərginlikdə izolyasiya, zirvə gərginliklərində keçiricilik

Yıldırımdan qoruyucular, əsasən iki əməliyyat rejimində işləyən ağıllı açarlar kimi fəaliyyət göstərir. Hər şey normal şəkildə, yəni onların nominal dəyərlərinin 100% və ya daha aşağı səviyyəsində işlədikdə, daxili hissələr əsasən metal oksid varistor disklərdən — yəni MOV-lardan ibarətdir. Bu komponentlər çox yüksək müqavimət səviyyəsi göstərir, təxminən 1 milyondan çox om, yəni əslində cərəyanın torpaqlanma yoluna keçməsini dayandıran yaxşı izolyatorlar kimi işləyirlər. Bu, enerji itkilərini azaldır və sistem stabil olduqda interferensiyadan qorunmağa kömək edir. Lakin yıldırıq zərbələri və ya açma-qapama əməliyyatları nəticəsində gərginlikdə anidən baş verən sıçrayış olarsa və bu sıçrayış onların dəqiq təyin edilmiş aktivləşmə nöqtəsini — adətən normal gərginlik səviyyəsindən 20–40% yüksək — aşarsa, yıldırımdan qoruyucu billionda bir saniyə ərzində demək olar ki, dərhal işə düşür. Bu anda o, torpağa çox aşağı müqavimətli bir yol yaradır — bəzən yalnız 1 omdan da az — və 100 min amperdən artıq olan böyük zirvə cərəyanlarını qorunması lazım olan avadanlıqdan uzaqlaşdırır. Gərginlik sıçrayışı keçdikdən sonra sistem normal iş rejiminə qayıdıb, yıldırımdan qoruyucu avtomatik olaraq yenidən yüksək müqavimət rejiminə keçir. Özünü avtomatik olaraq sıfırlaya bilməsi onu həmişə işə hazır vəziyyətdə saxlayır, gündəlik gərginlik dəyişikliklərindən təsirlənmir və ən vacib məsələ odur ki, qoşulmuş avadanlığın maksimum izolyasiya imkanlarını aşaraq zədələnməsinə qədər uzun müddət əvvəldən aktivləşir.

Metal oksid varistor (MOV) texnologiyası və qeyri-xətti VI xarakteristikaları

Bugünkü qısamüddətli elektrik kəsici cihazları Metal Oksid Varistor (MOV) texnologiyasına çox güclü şəkildə əsaslanır, bu texnologiya isə bizmut oksidi və müxtəlif digər metal birləşmələri ilə qarışdırılmış sinterlənmiş sink oksidi (ZnO) keramik disk-lər üzərində qurulur. Bu materialların xüsusiyyətini təyin edən şey — effektiv zirvə gərginliyi qorunması üçün lazım olan gərginlik və cərəyan arasındakı vacib qeyri-xətti əlaqəni yaratma qabiliyyətidir. Normal iş şəraitində sızıntı cərəyanı çox aşağı səviyyədə qalır, tez-tez 1 milliamperdən az olur, çünki material demək olar ki, sonsuz müqavimətə malik kimi davranır. Lakin gərginlik zirvəsi baş verdikdə elektronlar ZnO dənəcikləri arasındakı kiçik boşluqlardan keçməyə başlayır və bu da müqavimətin kəskin şəkildə azalmasına səbəb olur. Nəticədə böyük miqdarda cərəyan keçirilə bilir, lakin gərginlik səviyyəsi sıx nəzarət altında saxlanılır. Bu materialların performans əyrisi silisium karbid və ya aralıq tipli kəsicilər kimi köhnəlmiş variantlara nisbətən çox daha dikdir; tipik eksponentlər 30-dan 50-yə qədər dəyişir. Bu xüsusiyyət MOV əsaslı kəsicilərə müasir enerji sistemlərində elektrik zirvələrinə qarşı üstün qorunma təmin etməyə imkan verir.

• 25 ns-dən az cavab vermə müddətləri
• Gərginlik sıxma nisbətləri 2:1-dən 3:1-ə qədər
• Hər bir disk üçün 20 kC-dən çox enerji udma qabiliyyəti

Onların özünü bərpa edən mikrostrukturu, daimi deqradasiya olmadan təkrarlanan zirvə hadisələrini davam etdirə bilir və avadanlıqların əsas izolyasiya səviyyəsi (BIL) qiymətləndirmələri ilə uzun müddətli koordinasiyanı təmin edir.

Zirvə cərəyanlarının yönləndirilməsi və torpaqlama yolu idarə edilməsi

Keçici cərəyanlar üçün yerə aşağı impendanslı yol yaratmaq

Yaxşı zərbə qorunması həqiqətən arrester və torpaq arasındakı güclü, aşağı impendanslı qoşulmanın yaradılmasına bağlıdır. İdeal olaraq, hər bir enmə keçiricisi üçün torpaqlanma müqaviməti 1 om-dan az olmalıdır. Şimşək vurduqda və ya zərbələr baş verdiyində bu qurğu V=I x Z tənliyini boşalma hadisələri zamanı azaltmaqla gərginlik zirvələrini nəzarətdə saxlayır. Doğru torpaqlanma olmadan avadanlıqlar komponentlərin zədələnməsinə səbəb olan təhlükəli gərginlik fərqlərinə məruz qala bilər. Bütün metal hissələr də bir-birinə birləşdirilməlidir: transformator rezervuarları, böyük avtomatik açar qutuları, izolyasiya qutuları və hətta konstruktiv polad da aşağı impendanslı tək bir torpaq şəbəkəsinə qoşulmalıdır. Belə koordinasiyalı torpaqlanmaya malik olmayan sistemlər zərbələr nəticəsində təxminən 20% daha tez arxa plana çıxır. Niyə? Kontrolsüz gərginlik qradiyentləri qövslənmələrə səbəb olur və izolyasiya materiallarına yükləmə qoyur. Xatırlayın: keçici cərəyanlar təsir etdikdə ən qısa deyil, ən az müqavimət təklif edən yolu seçir. Beləliklə, torpaqlanma yalnız isteğe bağlı bir şey deyil — hər hansı bir arrester sisteminin düzgün işləməsi üçün tamamilə vacibdir.

İstilikda qeyri-sabitlik və ya sistem üzərinə çox yüklənmə olmadan enerjinin dissipasiyası

Metal oksid varistoru (MOV) əsaslı qoruyucular, tələb olunduqda təkrar tətbiq edilə bilən idarə olunan keçiricilik prosesi vasitəsilə zirvə enerjisini udub aradan qaldıraraq işləyir və artıq köhnəlmiş qurbanlı qapılar və ya qaz buraxma mexanizmlərinə ehtiyac yoxdur. Bu cihazların belə effektiv olmasının səbəbi onların xətti olmayan müqavimət xüsusiyyətləridir; bu xüsusiyyətlər onlara izolyator və keçirici kimi sürətlə dəyişməyə imkan verir. Beləliklə, minlərlə amper ölçüsündə böyük cərəyan zirvələri ilə qarşılaşdıqda belə qalıq gərginliklər aşağı səviyyədə saxlanılır. Həmçinin, bu qoruyucuların dizaynında istilik məsələləri də nəzərdə tutulmuşdur. Enerji udulduqda istilik bir nöqtədə toplanmadan kompozit disk strukturu və xarici qablaşdırma boyu bərabər şəkildə paylanır; bu da isti nöqtələrin yaranmasını və ya ən pis halda temperaturun nəzarətdən çıxmasını qarşısını alır. EPRI-nin sahədə topladığı məlumatlar göstərir ki, düzgün ölçülü və quraşdırılmış qurğular real şəraitdə avadanlıqların xətasını təxminən üçdə ikisi qədər azaldır. Belə etibarlılığın səbəbi nədir? Bu qoruyucular əksər vaxt təhlükəsiz işləmə temperaturu həddində qalır və transformatorlar, açar aparatları kimi aşağı axında yerləşən vacib komponentləri qoruyur, lakin elektrik sisteminə əlavə yüklənmə yaratmır.

Etibarlı qorunma üçün qalıq gərginlik və izolyasiya koordinasiyası

İşıq tutucunun qalıq gərginliyinin avadanlıqların BIL qiymətləri ilə uyğunlaşdırılması

Qalıq gərginlik, əsasən, bu qoruyucu terminalları üzərində zirvə boşalması zamanı ölçdüyümüz ən yüksək gərginlikdir və izolyasiya sistemlərinin koordinasiyasında, ehtimal ki, ən vacib amil kimi çıxır. Avadanlığı düzgün şəkildə qorumaq üçün bu göstərici, qoşulmuş cihazlar üçün müəyyən edilmiş Əsas İzolyasiya Səviyyəsi (BIL) qiymətindən xeyli aşağı olmalıdır. EPRI tədqiqatlarına görə, qalıq gərginlik BIL həddinin təxminən 85%-ni keçdikdən sonra risk sürətlə artır. Məlumatlar, yalnız transformator sarımında dielektrik arızaların təxminən 72% arttığını göstərir. Müasir metal oksid varistor (MOV) qoruyucuları, daha yaxşı disk yığılma texnikaları və yaxşılaşdırılmış qradasiya üsulları sayəsində zirvə gərginliklərini olduqca dəqiq məhdudlaşdıra bilir. Bu irəliləyişlər, hətta çox yüksək cərəyan səviyyələrində belə, qalıq gərginliklərin sabit qalmasını təmin edir. Bunu düzgün etmək, koordinasiya prosesində bir neçə fundamental aspektə diqqət yetirməyi tələb edir.

• Maksimum qalıq gərginliyinin (nominal boşalma cərəyanında) avadanlığın BIL-inin 85%-ni təşkil etdiyinin təsdiqi
• Xüsusilə yüksək dI/dt zirvələrində torpaqlama keçiriciləri boyu induktiv gərginlik artımının nəzərə alınması
• Sistem yeniləmələrindən və ya qısa qapanma səviyyələrindəki dəyişikliklərdən sonra güvənlilik paylarının yenidən təsdiqlənməsi

Bu disiplinli yanaşma katastrofik izolyasiya arızalarını qarşısını alır və onların arxasından 500 min dollar və daha çox məbləğə başa gələ biləcək remont, dayanma və yan təsirlər nəticəsində elektrik stansiyalarının çıxışdan düşməsini qarşısını alır.

Həqiqi dünya tətbiqi: Transformatorların, açarların və elektrik stansiyalarının qorunması

Yıldırımqoruyucular, zərərli gərginlik zirvələrini zədə almaqdan əvvəl həssas hissələrdən uzaqlaşdıraraq vacib enerji sistemləri üçün birinci müdafiə qalxanı kimi çıxış edirlər. Xüsusilə yağla doldurulmuş transformatorlarla işlədikdə, quraşdırıcılar yıldırımqoruyucuları yüksək gərginlikli bushinqlərə yaxın yerləşdirirlər ki, sarım izolyasiyası qorunsun. Uyğun qoruma olmazsa, qəfil elektrik zirvələri bu qurğuların daxilində fəlakətli arızalara səbəb ola bilər, çünki belə gərginlik zirvələri çox kəskin olur. Açarlar başqa bir çətinlik yaradır, çünki cərəyan axını kəsildikdə açma zirvələri yaradırlar. Yıldırımqoruyucular isə bu gərginlik zirvələrini məhdudlaşdıraraq kontaktların daha sürətli aşınmasını və ya yaylanmaların söndürülüşünün pozulmasını qarşısını alırlar. Bütün trafo stansiyalarında mühəndislər yıldırımqoruyucuları müxtəlif nöqtələrdə — qidalandırıcı girişlərində, şinlərə qoşulma yerlərində və vacib avadanlıqlara yaxın — yerləşdirirlər ki, çoxlu qatlı qoruma yaransın. Bu yanaşma zirvələrin qoşulmuş cihazlar arasında yayılmasını dayandırır və IEEE tədqiqatlarına görə, intensiv şimşək zərbələri alan ərazilərdə transformator arızalarını təxminən 40% azaldır. Quraşdırma qərarlarını yönəldən əsas prinsip də budur: yıldırımqoruyucu, onun qoruduğu obyektdən digər zirvə daxil olma nöqtələrinə nisbətən daha yaxın olmalıdır; beləliklə, elektrik enerjisi izolyasiya materiallarını zədələmək əvəzinə, yıldırımqoruyucu vasitəsilə daha asan yol keçir.

Yıldırımdan Qoruyucular Haqqında Tez-Tez Verilən Suallar

Yıldırımdan qoruyucu nədir?

Yıldırımdan qoruyucu — elektrik enerjisi sistemlərində yıldırım zərbələri və ya açma-qapama hadisələri nəticəsində yaranan yüksək gərginlik dalğalarından avadanlığı qorumaq üçün istifadə olunan bir cihazdır. Bu, həssas komponentlərdən artıq elektrik cərəyanını təhlükəsiz şəkildə uzaqlaşdırmaq üçün torpağa aşağı müqavimətli yol təmin edərək həyata keçirilir.

Yıldırımdan qoruyucular necə işləyir?

Yıldırımdan qoruyucular normal gərginlik şəraitində izolyator kimi çıxış etmək üçün yüksək müqavimətli vəziyyətdə qalırlar. Dalğa gərginliyi öncədən müəyyən edilmiş həddi keçdikdə, qoruyucu sürətlə aşağı müqavimətli vəziyyətə keçir və yüksək cərəyan gərginliklərini torpağa yönləndirərək sistemi effektiv şəkildə qoruyur.

Yıldırımdan qoruyucularda Metal Oksid Varistorun (MOV) rolu nədir?

Metal oksid varistorları (MOV) ya da MOV-lar, qeyri-xətti gərginlik-cərrah xarakteristikaları vasitəsilə göy qurşağı qoruyucularında mühüm rol oynayır. Normal işləmə şəraitində onlar yüksək müqavimət və aşağı sızma cərriyinə malikdirlər. Zirvə cərriyin yaranması zamanı onların müqaviməti əhəmiyyətli dərəcədə azalır ki, bu da böyük cərriyin keçməsinə imkan verir və avadanlığı artıq gərginlik səviyyələrindən qoruyur.

Göy qurşağı qoruyucuları üçün torpaqlamanın əhəmiyyəti nədən ibarətdir?

Torpaqlama, göy qurşağı qoruyucusunun zirvə cərriyini təhlükəsiz şəkildə torpağa ötürməsinin təmin edilməsində çox vacibdir. Aşağı impendanslı torpaqlama yolları gərginlik zirvələrini qarşılamaqla və komponentlər üzrə təhlükəli potensial fərqləri azaltmaqla avadanlığa dəyə biləcək potensial zərərləri minimuma endirir.