El pararrayos puede liberar un rayo o liberar la energía de sobrevoltaje operativo del sistema de alimentación, proteger el equipo eléctrico contra un sobrevoltaje instantáneo (sobrevoltaje por rayo, sobrevoltaje operativo, impacto de sobrevoltaje transitorio de frecuencia de energía) y puede cortar la rueda libre sin un dispositivo eléctrico que provoque un cortocircuito para tierra en el sistema.
El papel de los pararrayos: Los pararrayos son equipos que se utilizan para proteger los equipos de las subestaciones contra las ondas de choque de los rayos. Cuando la onda de choque del rayo introducida en la subestación a lo largo de la línea supera el nivel de protección del pararrayos, el pararrayos primero se descarga y la corriente del rayo se introduce de forma segura en el suelo a través de un buen conductor, y el dispositivo de puesta a tierra se utiliza para limitar la amplitud. del voltaje del rayo por debajo del nivel de impacto del rayo del equipo protegido, de modo que el equipo eléctrico esté protegido.
(1) Cuando la red eléctrica tiene un voltaje de pulso instantáneo debido a la caída de un rayo, el pararrayos se encenderá en nanosegundos.
(2) El protector contra rayos conduce en nanosegundos, cortocircuita el voltaje del pulso a tierra para descargarlo y luego vuelve a un estado de alta impedancia para no afectar la fuente de alimentación del equipo del usuario.
Varios indicadores involucrados en el pararrayos de sobrevoltaje:
(1) Característica de voltio-segundo: se refiere a la relación correspondiente entre voltaje y tiempo.
(2) Flujo continuo de frecuencia industrial: se refiere a la corriente de conexión a tierra de cortocircuito de frecuencia industrial que fluye a través del pararrayos cuando finaliza la descarga de voltaje o sobrevoltaje, pero el voltaje de frecuencia industrial aún actúa sobre el pararrayos.
(3) Capacidad de auto-recuperación de la rigidez dieléctrica: la relación entre la rigidez dieléctrica del equipo eléctrico y el tiempo, es decir, la velocidad de recuperación a la rigidez dieléctrica original.
(4) Voltaje nominal del pararrayos: después de que la corriente de circulación libre de la frecuencia industrial cruza cero por primera vez, el voltaje máximo de frecuencia industrial que el espacio puede soportar sin causar el reencendido del arco también se denomina voltaje del arco.
Clasificación de pararrayos:
Los pararrayos comúnmente utilizados son: tipo válvula, tipo tubo, espacio de protección, óxido metálico, etc.
1. Pararrayos de válvula: El pararrayos de válvula se divide principalmente en dos categorías: el pararrayos de válvula normal y el pararrayos de válvula de soplado magnético. El pararrayos de válvula ordinario tiene series FS y FZ. Hay dos series de pararrayos de válvula de soplado magnético, FCD y FCZ. El significado de los símbolos del descargador: descargador de válvula F, función de distribución (transformación) S, estación de energía Z, línea Y, motor giratorio D, C-con espacio de descarga de soplado magnético.
estructura:
①Consiste en un espacio de descarga y una placa de válvula de resistencia no lineal, y está sellado en un tubo de porcelana.
②La brecha de descarga se compone de varias brechas de descarga individuales estándar (capacitancia de brecha) conectadas en serie, y un grupo de resistencias de ecualización conectadas en paralelo puede mejorar la capacidad de recuperación de la fuerza de aislamiento de la brecha.
③La válvula de resistencia no lineal también se compone de muchas válvulas individuales en serie. El espacio de chispa se compone de varios electrodos de cobre en forma de disco, y cada par de espacios está separado por una lámina de mica de 0.5-1 mm de espesor (tipo arandela).
El proceso de trabajo del pararrayos de válvula: el espacio de chispa del pararrayos de válvula no se descompone bajo el voltaje de frecuencia de energía normal, pero bajo la onda del rayo y la sobretensión, el espacio de chispa del pararrayos se descompone y el valor de resistencia del resistencia no lineal cambia repentinamente con el voltaje. Cuando el valor de la resistencia aumenta, la sobrecorriente fluye hacia el suelo a través de la resistencia, y la placa de la válvula de resistencia presenta una gran resistencia al voltaje de frecuencia de potencia que viene con la corriente del rayo, de modo que la corriente de frecuencia de potencia es bloqueada por el espacio de chispa , y la línea reanuda el funcionamiento normal, y el espacio de chispa coopera estrechamente con la placa de la válvula de resistencia y se abre y cierra como una válvula, por lo que se llama pararrayos de válvula.
Circuito equivalente de pararrayos de válvula:
Aplicación de pararrayos de válvula:
La serie FS se usa generalmente para proteger equipos y circuitos de transformación y distribución de energía debido a la placa de válvula pequeña y la baja capacidad de flujo del pararrayos.
Debido a la placa de válvula grande y la conexión en paralelo de las resistencias de carburo de silicio en el espacio de chispa, la serie SZ tiene una gran capacidad de flujo y generalmente se usa para equipos eléctricos de 35 KV y superiores.
2. Espacio de protección: El espacio de protección es el equipo de protección contra rayos más simple, generalmente fabricado en acero redondo galvanizado, que consta de un espacio principal y un espacio auxiliar. El espacio principal se hace angular y se instala horizontalmente para la extinción del arco. Para evitar que el espacio principal se cortocircuite con objetos extraños y provoque un mal funcionamiento, se conecta un espacio auxiliar en serie debajo del espacio principal. Debido a que la capacidad de extinción del arco del espacio de protección es débil, generalmente se requiere que se use con un dispositivo de reconexión automática para mejorar la confiabilidad del suministro de energía.
estructura:
①Está compuesto por un espacio principal y un espacio auxiliar.
②El espacio principal adopta una forma angular, de modo que el arco de rueda libre de frecuencia industrial es fácil de elevar y alargar bajo la acción de su propia fuerza electrodinámica y flujo de aire térmico, y luego se extingue.
③El papel del espacio auxiliar: para evitar que el espacio principal se cortocircuite con objetos extraños y provoque accidentes por cortocircuito a tierra.
Brecha de protección y aplicación insuficientes:
(1) La principal desventaja es que la fuerte corriente de irrupción dañará el aislamiento de fase a fase del transformador trifásico.
(2) Aplicación A menudo se usa en redes de distribución de energía donde el punto neutro no está directamente conectado a tierra por debajo de 10 KV. Generalmente se instala dentro del fusible de alto voltaje para reducir el número de disparos del interruptor de línea de la subestación.
3. Pararrayos tubular: El elemento básico del pararrayos tubular (pararrayos de escape) es el espacio de chispas instalado en la tubería de producción de gas, y el espacio está compuesto por electrodos en forma de varilla y de anillo. El pararrayos de tubo se compone del espacio interior y el espacio exterior del tubo de extinción de arco. El tubo de extinción de arco generalmente está hecho de fibra de baquelita y otros materiales que pueden generar gas a alta temperatura. Cuando llegan las ondas de rayos y la sobretensión, los espacios internos y externos del pararrayos tubular se rompen y la sobrecorriente fluye hacia la tierra a través del cable de conexión a tierra. La corriente de frecuencia de potencia resultante produce un arco fuerte, que quema la pared del tubo y produce una gran cantidad de gas expulsado por la boca del tubo, expulsando el arco rápidamente. Al mismo tiempo, se restablece el aislamiento del espacio externo, el extintor de arco o pararrayos se separa del sistema y se reanuda la energía.
Insuficiencia y aplicación de pararrayos tubular:
(1) Puede cortar una gran corriente y es adecuado para la instalación en la sección de línea de entrada de la subestación y en algunos lugares con aislamiento débil en la línea. Sin embargo, debido a las características estructurales inherentes del pararrayos de escape, su espacio de chispas está expuesto a la atmósfera y su rendimiento eléctrico no es lo suficientemente estable. Por lo tanto, este tipo de pararrayos rara vez se usa.
(2) Debido a que el pararrayos de tubo depende de la corriente de frecuencia de potencia para generar extinción de arco de gas, si la corriente de cortocircuito es demasiado grande y el gas generado excede la resistencia mecánica del tubo de extinción de arco, se agrietará o explotará, por lo que generalmente se instala al aire libre.
4. Pararrayos de óxido de zinc metálico: (1) Pararrayos de óxido de zinc metálico sin separación (pararrayos sensible a la presión), un nuevo tipo de pararrayos que comenzó a aparecer en la década de 1970. En comparación con los pararrayos tradicionales, los pararrayos de óxido de metal sin espacios no tienen chispas, y en los pararrayos de válvula se utiliza óxido de zinc en lugar de carburo de silicio. Estructuralmente, las placas de válvula hechas de piezoresistores están apiladas, y la placa de válvula exhibe la mayor resistencia bajo voltaje de frecuencia industrial, lo que suprime efectivamente la corriente de frecuencia industrial y presenta una resistencia pequeña bajo condiciones de sobrevoltaje, lo que puede liberar muy bien la sobrecorriente, proteger el equipo.
(2) Hay un pararrayos de óxido de metal con un espacio en serie. La placa de resistencia del pararrayos de óxido de metal con cubierta compuesta se conecta en serie con una pieza de separación, que es adecuada para sistemas de puesta a tierra de punto no neutro. Cuando una sola fase está conectada a tierra, puede ocurrir una sobretensión transitoria a largo plazo relativamente grave, y es difícil que el pararrayos de óxido de zinc sin espacios resista esta sobretensión. Sin embargo, el pararrayos de óxido de zinc con hueco serie no opera bajo la sobretensión de una puesta a tierra monofásica de menor amplitud, lo que significa que el pararrayos está aislado del sistema. Cuando el voltaje es mayor que el voltaje mencionado anteriormente, el espacio conduce y el pararrayos se descarga. Equipos de protección efectivos y pararrayos.
Ventajas de los pararrayos de óxido metálico:
(1) Excelente rendimiento de protección. MOA tiene muy buenas características no lineales.
(2) Gran capacidad de flujo. Tiene una buena capacidad para absorber sobretensiones de rayos y sobretensiones transitorias.
(3) Mayor confiabilidad operativa. En condiciones de trabajo normales, está cerca del estado de aislamiento, la corriente de marcha libre de frecuencia de potencia está solo en el nivel de microamperios, la liberación de energía vuelve rápidamente al estado de alta resistencia, la confiabilidad de la operación es alta y la capacidad anticontaminación es fuerte.