Kỹ thuật cao áp - Chương 20 docx

http://www.ebook.edu.vn Chơng XX Thiết bị chống sét Đ 20-1. KHái niệm. Thiết bị chống sét là thiết bị đợc ghép song song với thiết bị điện để bảo vệ chống quá điện áp khí quyển. Khi xuất hiện quá điện áp, nó sẽ phóng điện trớc làm giảm trị số quá điện áp đặt trên cách điện của thiết bị và khi hết quá điện áp, sẽ tự động dập hồ quang của dòng điện xoay chiều, phục hồi trạng thái làm việc bình thờng. Để làm nhiệm vụ trên thiết bị chống sét phải đạt đợc các điều kiện sau đây: Có đờng dặc tính vôn - giây nằm thấp hơn đờng đặc tính vôn - giây của cách điện. Đây là yêu cầu cơ bản nhất vì nó liên quan đến tác dụng và lý do tồn tại của thiết bị chống sét. Thực hiện việc phối hợp đặc tính vôn - giây nh vậy không phải là đễ dàng. Trong thiết kế và chế tạo thiết bị điện thờng dùng các biện pháp làm đều điện trờng để nâng cao cờng độ cách điện và giảm kích thớc của kết cấu cách điện, do đó cách điện thờng có đờng đặc tính vộ - giây tơng đối bằng phẳng. Nh vậy đờng đặc tính vôn - giây của thiết bị chống sét cũng phải có dạng phẳng ngang để không xảy ra giao chéo ở khoảng thời gian bé ( xem hình 4-9). Loại khe hở bảo vệ và loại chống sét ống ( PT) do đó kết cấu điện cực kiểu thanh - thanh nên trờng giữa các điện cực phân bố rất không đều, điện áp phóng điện tăng cao khi thời gian phóng điện bé khiến cho đờng đặc tính vôn - giây dốc do đó không thể phối hợp đợc tốt với đờng đặc tính vôn -giây của các thiết bị điện trong trạm. Các loại này thờng chỉ dùng bảo vệ cho cách điện đờng dây vì đặc tính xung kích của cách điện đờng dây cũng có dạng tơng tự. Thiết bị chống sét dùng ở trạm biến áp là các loại chống sét van (PB) và nh ở mục sau sẽ trình bày, trong cấu tạo đã dùng nhiều biện pháp để làm cho đờng đặc tính vôn - giây tơng đối bằng phẳng. Có khả năng tự dập tắt nhanh chóng hồ quang của dòng điện xoay chiều. Khi có quá điện áp, thiết bị chống sét làm việc ( phóng điện) để tản dòng điện sét xuống đất đồng thời cũng tạo nên ngắn mạch chạm đất. Nh vậy khi hết quá điện áp, phải nhanh chóng dập hồ quang của ngắn mạch chạm đất trớc khi bộ phận bảo vệ rơ le làm việc để hệ thống điện đợc tiếp tục vận hành an toàn. Tuỳ theo các nguyên tắc và biện pháp dập hồ quang khác nhau thiết bị chống sét đợc phân thành các loại chống sét ống, chống sét van, chống sét van - từ v.v Khe hở bảo vệ không có bộ phận dập hồ quang nên khi nó làm việc nếu dòng điện ngắn mạch chạm đất của lới điện lớn thì hồ quang sẽ không tự dập tắt và ngắn mạch chạm đất kéo dài. Do đó loại này chỉ dùng bảo vệ đờng dây trong các lới có dòng điện ngắn mạch chạm đất bé ( điểm trung tính cách điện hoặc nối đất qua cuộn dập hồ quang) hoặc khi có phối hợp với thiết bị tự động đóng lại ( TĐL) để đảm bảo cung cấp điện liên tục. Loại chống sét ống dựa vào các chất dinh khí để tự dập hồ quang (tơng tự nh trong máy cắt phụ tải). Chống sét van có trang bị dập hồ quang hoàn chỉnh hơn http://www.ebook.edu.vn dựa trên nguyên tắc chia cắt hồ quang thành nhiều đoạn ngắn và dùng điện trở không thẳng để hạn chế trị số dòng điện hồ quang ( dòng điện xoay chiều). Loại chống van sét - từ có bộ phận dập hồ quang phức tạp hơn loại chống sét van ở chỗ còn dùng thêm từ trờng để di chuyển hồ quang nên dập đợc hồ quang có trị số dòng điện lớn hơn nhiều. Có mức điện áp d thấp so với mức cách điện của thiết bị đợc bảo vệ. Sau khi phóng điện, điện áp trên thiết bị chống sét ( điện áp d) sẽ tác dụng lên cách điện của thiết bị. Nếu điện áp này lớn vẫn có thể gây nên nguy hiểm cho thiết bị điện. Đối với khe hở bảo vệ và chống sét ống, giảm điện áp d chủ yếu là giảm điện trở của bộ phận nối đất ( điện áp d có trị số IR sxk không còn ở chống ét van - song song với việc giảm trị số điện trở không đờng thẳng phải hạn chế dòng điện qua nó không lớn quá trị số quy định ( 5kA hoặc 10 kA) để điện trở vi lit không bị quá nóng và duy trì đợc mức điện áp tơng đối ổn định. hạn chế dòng điện qua chống sét van chủ yếu là dựa vào các biện pháp bảo vệ ở đoạn tới trạm, phần này sẽ đợc trình bày ở chơng bảo vệ trạm biến áp ( chơng XXII). Thiết bị chống sét không đợc làm việc (phóng điện) khi có quá điện áp nội bộ. Yêu cầu này đợc thực hiện bằng cách điều chỉnh khoảng cách khe hở phóng điện của thiết bị chống sét. Ngoài ra đối với từng loại một còn có một số yêu cầu riêng sẽ trình bày ở các mục tiếp theo. Cần nêu thêm rằng, vai trò của chống sét van trong trạm biến áp rất quan trọng vì nó quyết định việc lựa chọn mức cách điện xung kích của thiết bị điện (xem chơng X) nghĩa là có liên quan đến kết cấu và gía thành thiết bị. Việc phát huy tác dụng của các thiết bị chống sét không những chỉ phụ thuộc vào đặc điểm riêng của chúng mà còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nh cải thiện bộ phận nối đất, sơ đồ truyền sóng, phần bảo vệ ở đoạn tới trạm, vị trí đặt thiết bị chống sét v.v những vấn đề này sẽ đợc kết hợp trình bày trong các chơng bảo vệ chống sét trạm và đờng dây. Đ 20-2. Thiết bị chống sét ống ( PT) Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo của chống sét ống nh trên hình 20-1. Phần chính của thiết bị chống sét là ống làm bằng vật liệu sinh khí, chất phibrô- bakêlít (loại PT) hoặc chất dẻo viniplast (loại PTB), một đầu ống có nắp kim loại giữ điện cực thanh còn đầu kia hở và đặt điện cực hình xuyến. Khe hở s 1 gọi là khe hở trong hoặc khe hở dập hồ quang, còn s 2 gọi là khe hở ngoài- có tác dụng cách ly thân ống với đờng dây để nó không bị hh hỏng do dòng điện rò. http://www.ebook.edu.vn Khi có điện áp cả hai khe hở sẽ phóng điện, dòng điện sét qua chống sét đi vào bộ phận nối đất. Sau khi hết dòng điện xung kích sẽ có dòng điện tần số công nghiệp tức là dòng điện ngắn mạch chạm đất đi qua chống sét. Dới tác dụng của hồ quang dòng điện ngắn mạch, chất sinh khí sẽ bị phát nóng và sản sinh rất nhiều khí, áp suất khí có thể lớn tới hàng chục ata và thổi tắt hồ quang ( thổi về phía đầu hở của ống) ngay khi dòng điện xoay chiều qua trị số không lần đầu tiên. Hình 20-2 cho sự biến thiên của điện áp (xung kích) khi chống sét làm việc. Đặc tính vôn - giây phụ thuộc vào khoảng cách khe hở trong và ngoài của chống sét và có dạng giống nh của khe hở bảo vệ. Sau khi phóng điện áp d trên chống sét là phần điện áp giáng trên bộ phận nối đất, do đó ở các nơi đặt chống sét ống cần phải đợc nối đất tốt. Độ dài của khe hở ngoài đợc đợc chọn theo điều kiện phối hợp cách điện ( phối hợp về đặc tính vôn - giây giữa chống sét với cách điện đợc bảo vệ) và có thể điều chỉnh trong một phạm vi nhất định còn của khe hở trong quyết định bởi khả năng dập hồ quang . Để có thể dập dợc hồ quang, trong ống cần phải có đủ khí, điều này phụ thuộc vào trị số của dòng điện hồ quang. Bởi thế phải có quy định về giới hạn dới của dòng điện, nếu dòng điện bé quá trị số này sẽ không đủ khả năng dập hồ quang. Ngợc lại dòng điện xoay chiều cũng không đợc quá lớn vì có thể tạo nên áp suất cao phá hoại ống, nghĩa là còn có thêm giới hạn trên của dòng điện hồ quang. Thay đổi khoảng cách s 1 và đờng kính trong của ống sinh khí sẽ làm thay đổi các giới hạn của dòng điện. Khi đặt chống sét ống ở bất kỳ điểm nào trong lới điện, cần phải kiểm tra dòng điện ngắn mạch chạm đất tại điểm đó để đảm bảo chống sét có thể tự dập tắt đợc hồ quang mà không bị h hỏng. Khi chống sét làm việc nhiều lần, chất sinh khí sẽ bị hao mòn , thân ống sẽ rỗng hơn, lợng khí sinh ra sẽ không đủ để dập tắt hồ quang và khi đờng kính trong của thân ống tăng quá 20 ữ 25% so với trị số ban đầu thì chống sét xem nh mất tác dụng. Hình 20 -1 Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo của chống sét ống. 1) ống sinh khí ; 2) Điện cực thanh 3) Điện cực hình xuyến Hình 20 -2 Tác dụng bảo vệ của chống sét ống. 1. Đặc tính vộ - giây 2. Điện áp trên chống sét ống. 3. Sóng tới S 1 S 2 1 2 3 IR 1 U 1 3 2 t http://www.ebook.edu.vn Cấu tạo của loại chống sét phibrô- bakêlít (loại PT) nh trên hình 20-3, vật liệu sinh khí dùng loại phibrô. Do phibrô không đủ độ bền cơ giới cần thiết nên phần ngoài ống đợc bọc thêm giấy bakêlit có quét sơn chống ẩm. Đặc điểm của loại này là có buồng trữ khí ở phía đầu bịt kín của thân ống. Trong thời gian có dòng điện đi qua, áp suất khí trong buồng tăng cao cho đến lúc dòng điện giám tới số không, lúc này vì áp suất ở khu vực hoò quang giảm nên khí sẽ đợc thổi từ buồng trữ khí ra phía lỗ thoát với cờng độ mạnh, do đó hồ quang đợc dập tắt dễ dàng. Chống sét loại ống PT còn có bộ phận đánh dấu sự làm việc của nó bằng lá kim loại ( lỡi gà) kẹp vào đầu hở của ống. Khi chống sét làm việc, luồng khí sẽ thổi bật đầu tự do của lỡi gà ra khỏi thân ống. Chống sét ống loại PTB có thân ống bằng chất dẻo viniplast (hình 20-4), có đặc tính điện và khả năng sinh khí tốt hơn so với loại PT. Về cấu tạo cũng đơn giản hơn; chất dẻo viniplast không hút ẩm nên không cần quét sơn chống ẩm và do có khả năng sinh khí tốt nên không cần có buồng trữ khí. Việc tăng áp suất khí đợc thực hiện bởi khe hở giữa điện cực và vách trong của ống. Trong nhãn hiệu của chống sét ống, ví dụ nhãn PT 110 508 , sẽ biểu thị loại chống sét ống phibrô- bakêlít dùng ở cấp điện áp 110 vK và có giới hạn dòng điện cắt 0,8 ữ 5 kA. Khi làm việc chống sét ống có thải khí bị ion hoá, do đó khi lắp chống sét trên cột phải sao cho khí thoát ra không gây nên phóng điện giữa các pha hoặc phóng điện xuống đất. Muốn thế trong phạm vi thoát khí của nó phải không có dây Hình 20 -3 Chống sét ống PT 110kV. 1. Thân ống bằng phibrô; 2. Lớp bakêlit ; 3. Buồng trữ khí ; 4. Điện cực ; 5. Lỡi gà ; 6. Bộ phận gá lắp Hình 20 -4 Chống sét ống loại PTB a S 2 1 3 4 5 6 d s http://www.ebook.edu.vn dẫn của pha khác, không có các kết cấu đợc nối đất cũng nh phạm vi thoát khí của chống sét ống ở pha khác. Sự phát triển của các hệ thống điện công suất lớn đòi hỏi phải chế tạo loại chống sét ống có giới hạn trên của dòng điện cắt lớn. Trong năm 1960, ở Liên xô đã chế tạo loại PTBY loại này dùng chất dẻo viniplast đợc tăng cờng bằng cách quấn vải thủy tinh tẩm nhựa êpôcxit nên giới hạn trên của dòng điện cắt có thể đạt tới 20kA (loại PTB chỉ đạt đợc 15kA còn loại PT chỉ tới 10kA). Chống sét ống chủ yếu dùng để bảo vệ chống sét cho các đờng dây không có dây chống sét. Khó khăn lớn nhất là phải đảm bảo trị số dòng điện ngắn mạch chạm đất tại điểm đặt chống sét nằm trong phạm vi giữa hai giới hạn trên và dới của dòng điện cắt. Khi dùng nó trong hệ thống điện công suất bé hoặc đặt chống sét ống với mật độ quá dày, sẽ không đảm bảo yêu cầu về giới hạn dới của dòng điện cắt, ngợc lại nếu hệ thống công suất lớn sẽ có thể vợt quá trị số giới hạn trên. Chế độ vận hành của hệ thống thay đổi luôn cũng làm cho dòng điện ngắn mạch khó đáp ứng đợc yêu cầu trên Những nhợc điểm đó đã hạn chế việc sử dụng rộng rãi loại chống sét ống và đang có xu hớng thay thế nó bằng khe hở bảo vệ phối hợp với thiết bị tự động đóng lại ( TĐL) để bảo vệ chống sét đờng dây. Đ 20-3. chống sét van Phần chính của chống sét van là chuỗi he hở phóng điện ghép nối tiếp với các tấm điện trở không đờng thẳng ( điện trở làm việc). Điện trở không đờng thẳng đợc chế tạo bằng vật liệu vilit, nó có đặc điểm là có thể duy trì đợc mức điện áp d tơng đối ổn định khi dòng điện tăng. Sau khi tản dòng điện áp sẽ có dòng điện ngắn mạch duy trì bởi nguồn điện áp xoay chiều (ngắn mạch qua điện trở làm việc) đi qua chống sét van, dòng điện này gọi là dòng điện kê stục. Khi cho tác dụng điện áp lớn nh khi có quá điện áp, vilit thể hiện điện trở rất bé do đó dòng điện sét đợc tản trong đất dễ dàng nhanh chóng, ngợc lại ở điện áp làm việc thì điện trở tăng cao do hạn chế trị số dòng điện kế tục ( thờng không quá giới hạn 80A), tạo điều kiện thuận lợi cho việc dập hồ quang ở chuồi khe hở. Chính do tính chất cho qua dòng điện lớn khi điện áp lớn và ngăn cản dòng điện khi điện áp bé mà loại chống sét này đợc gọi là chống sét van. Trị số điện áp cực đại ở tần số công nghiệp mà chống sét van có thể dập tắt hồ quang của dòng điện kế tục gọi là điện áp dập hồ quang, đó là một trong các tham số chủ yếu của chống sét van. Điện trở không đờng thẳng đợc chế tạo từ loại bột cácbôrun ( SiC), mặt ngoài hạt cácbôrun có màng mỏng SiO 2 ( dày khoảng 10 -5 cm). Điện trở suất của bản thân hạt cácbôrun không lớn ( 10 -2 .m) và ổn định nhng điện trở của màng mỏng phụ thuộc vào cờng độ điện trờng. Khi cờng độ trờng bé, điện trở suất của màng mỏng khoảng 10 4 10 6 .m nhng khi trờng tăng cao nó sẽ giảm rất nhanh và điện trở tổng của vilit giảm tới mức điện trở của hạt cácbôrun. Trong các http://www.ebook.edu.vn tấm vilit, hạt bột đợc dính bằng keo thuỷ tinh lỏng sau đó đợc nung nóng ở nhiệt độ vài trăm độ. Trớc kia điện trở không đờng thẳng là loại tirit, loại này dùng chất dính bằng đất sét nên phải nung nóng ở nhiệt độ cao hơn nhiều (khoảng 1200 o C). ở nhiệt độ này lớp màng SiO 2 thờng bị phá huỷ nên đặc tính không ổn định và không tốt bằng loại vilit. Trên hình 30-5 cho đặc tính vôn - ămpe của tấm vilit đờng kính 100mm và dày 60mm. Đặc tính này đợc xác định với dạng sóng dòng điện 20/40s và cho dòng điện biến thiên trong phạm vi 1 ữ10000 A, nó gồm hai đoạn thẳng đợc biểu diễn bởi quan hệ giải tích: Ig U Ig A Ig I = + (20-1) A là hằng số còn là hệ số van. Hệ số càng bé thì điện áp giáng trên nó (điện áp d ) sẽ tăng càng chậm khi dòng điện tăng. Đoạn trên ứng với khi có dòng điện sét, có trị số khoảng 0,13 ữ 0,20 đối với loại vilit và 0,14 ữ 0,25 đối với loại tirit còn đoạn dới ứng với phạm vi của dòng điện kế tục có trị số = 0,28 ữ 0,32 đối với loại vilit và 0,31 ữ 0,42 đối với loại tirit. Có thể viết quan hệ trên dới dạng: UA I = (20-2) Nh vậy hằng số A là điện trở của tấm khi dòng điện thông qua nó bằng 1A. Nếu chống sét dùng m tấm điện trở thì đặc tính vôn - ămpe đợc biểu thị theo: UmA I = (20-3) Hình 20-6 cho đặc tính vôn - ămpe của loại chống sét PBC -110. Khi có dòng điện lớn thông qua điện trở trong thời gian dài, lớp màng SiO 2 , có thể bị phá huỷ, do đó cần quy định các trị số cho phép về độ lớn cũng nh thời gian duy trì của dòng điện. Hình 20 -5 Đặc tính vôn - ămpe của vilit 4,4 4,2 4,0 3,8 3,6 3,4 3,2 0 1 2 3 4 5 l g IA l g U http://www.ebook.edu.vn Ví dụ tấm vilit 100mm có trị số cho phép của dòng điện xung kích dạng sóng 20/40s là 10 KA. Đối với dạng sóng vuông góc có độ dài sóng 2000 s thì trị số cho phép của dòng điện là 150A, điều đó chứng tỏ chống sét van không thể làm việc đối với phần lớn các loại quá điện áp nội bộ vì chúng thờng kéo dài trong nhiều chu kỳ tần số công nghiệp. Trị số cho phép của dòng điện kế tục duy trì trong nửa chu kỳ tần số công nghiệp còn thấp hơn và không quá 100A. Biện pháp duy nhất để tăng cờng năng lực thông qua dòng điện là tăng tiết diện điện trở tức là tăng đờng kính tấm . Khe hở phóng điện: Sự làm việc của chống sét van bắt đầu từ việc chọc thủng các khe hở phóng điện và kết thúc bằng việc dập tắt hồ quang của dòng điện kế tục cũng ngay tại các khe hở này. Mỗi giai đoạn trên đều đề xuất yêu cầu riêng đối với khe hở. ở giai đoạn đầu, khe hở phải có đờng đặc tính vôn - giây tơng đối bằng phẳng để phối hợp với đờng đặc tính vôn - giây của cách điện ( chủ yếu là của máy biến áp). Để đạt đợc yêu cầu trên có thể thực hiện các biện pháp sau đây: Dùng chuỗi gồm nhiều khe hở ghép nối tiếp thau. Về phơng diện điện có thể xem nó nh một chuỗi điện dung tơng tự nh sơ đồ của chuỗi cách điện. Điện áp xung kích phân bố không đều dọc theo chuỗi sẽ làm cho quá trình phóng điện kế tiếp xảy ra nhanh chóng trên tất cả các khe hở. Do đó trị số điện áp phóng điện có thể giảm tới mức ổn định ( điện áp phóng điện một chiều) hoặc còn thấp hơn và đờng đặc tính vôn - giây sẽ có dạng tơng đối bằng phẳng. Cũng với mục đích trên, trong loại chống sét PBBM (dùng bảo vệ máy điện) còn thực hiện cách ghép thêm điện dung song song với một phần của chuỗi khe hở (hình 20-10). Trong từng khe hở (hình 20-7) điện cực dùng các tấm đồng cách ly bởi vòng đệm mika dày 1mm. Điện trờng giữa các điện cực đạt đợc mức gần đồng nhất. Mặt khác, khi có điện áp trong kẽ khí giữa điện cực và lớp mika trờng tăng (do hệ số điện môi của khí bé hơn so với của mika) nên quá trình ion hoá xuất hiện Hình 20 -6 Đặc tính vôn - ămpe của chống sét van PBC-110. Hình 20 -7 Khe hở phóng điện trong chống sét van. a) Đặc tính vôn - giây; b) Cấu tạo kV 0 300 200 100 500 10000 U A 0 1 2 3 4 5 6 7 U kV 4,4 4,0 3,6 3,2 2,8 2,4 t s http://www.ebook.edu.vn sớm, nó có tác dụng cung cấp điện tử cho khoảng không gian giữa các điện cực Các yếu tố trên tạo điều kiện cho quá trình phóng điện phát triển dễ dàng và làm cho đờng đặc tính vôn - giây đạt đợc dạng bằng phẳng ( hình 20-7a). Trong giai đoạn dập tắt hồ quang vì dòng điện cùng pha với điện áp nên khi dòng điện (kế tục) qua trị số không thì hồ quang tắt,lúc này sẽ chấm dứt quá trình phát xạ điện tử từ bề mặt cực âm, cách điện của khe hở đợc phục hồi nhanh chóng và nếu nó vợt quá trị số điện áp khôi phục ( điện áp xoay chiều tần số công nghiệp) thì hồ quang sẽ không cháy lại. Điều quan trọng lúc này là phải làm sao cho điện áp khôi phục phân bố đều giữa các khe hở trong chuỗi. Có thể đạt đợc mục đích trên bằng cách ghép điện trở có trị số lớn song song với các khe hở. Mỗi loại khe hở đều có một trị số giới hạn về dòng điện kế tục (dòng điện hồ quang) mà hồ quang có thể đợc dập tắt một cách chắc chắn ngay khi dòng điện qua trị số không lần đầu tiên. Đối với loại điện cực trong chống sét van trị số này khoảng 80ữ100A max . Xuất phát từ yêu cầu này và căn cứ vào trị số điện áp dập hồ quang để xác định số tấm điện trở ( không đờng thẳng) cần thiết. Điện áp dập hồ quang đợc lấy bằng điện áp pha lớn nhất trong lới khi có ngẵn mạch chạm đất. Đối với 3 ữ35kV do có điểm trung tính cách điện đối với đất nên điện áp dập hồ quang lấy bằng trị số điện áp dây lớn nhất còn trong lơí 110kV trở lên do điểm trung tính trực tiếp nối đất nên chỉ bằng 0,8 điện áp dây lớn nhất. Các chống sét này đợc gọi là chống sét 80% để phân biệt với loại 100% dùng trong lới 3 ữ35kV. Trong vấn đề dập tắt hồ quang của chống sét van, chủ yếu vẫn là tìm các biện pháp dập hồ quang hiệu quả nhất để tăng giới hạn của dòng kế tục. Điều đó không chỉ liên quan đến sự làm việc của bản thân chống sét mà còn có thể làm giảm mức cách điện xung kích của các thiết bị trong trạm. Ví dụ trong loại chống sét van từ, dùng từ trờng để thổi tắt hồ quang đã nâng cao giới hạn này tới 250 A max do đó số tấm điện trở không đờng thẳng sẽ ít hơn, điện áp d của chống sét hạ thấp và yêu cầu về mức cách điện xung kích của thiết bị đợc giảm nhẹ. Để tăng cờng năng lực thông qua dòng điện, đã tăng cờng tấm kính tới 150 mm, với đờng kính này trị số cho phép của dòng điện kế tục đợc tăng gấp đôi so với loại chống sét van thông thờng ( có đờng kính tấm 100 mm). Kết cấu và đặc tính của các loại chống sét van thông thờng ( loại PBC, PB và PBBM). http://www.ebook.edu.vn Loại chống sét PBC dùng ở trạm biến áp và đợc chế tạo theo các cấp điện áp tới 35kV. Khi dùng ở điện áp cao hơn sẽ ghép nối cấp bằng nhiều phần tử có điện áp định mức 15, 20, 33, và 35kV. Trong cấu tạo, từng cấp bốn khe hở đợc ghép với nhau và đặt trong ồng sứ thành một tổ khe hở tiêu chuẩn. Mỗi tổ đợc ghép song song với một điện trở (cũng chế tạo bằng cácbôrun) để cho sự phân bố điện áp xoay chiều giữa các tổ trong chuỗi đợc đều đặn ( hình 20-8). Các tấm vilit đợc gắn với nhau bằng chất dính loại gốm và để có tiếp xúc tốt trên bề mặt các tấm đợc tráng bột kim loại. Toàn bộ các điện trở khe hở phóng điện đều đợc đặt trong vỏ sứ kín để hơi ẩm không lọt vào làm ảnh hởng đến các đặc tính điện của chống sét. Để có tiếp xúc tốt mọi bộ phận bên trong đều đợc ép chặt bằng lò xo. Trên hình 20-9 cho cách bố trí khe hở phóng điện và điện trở của chống sét PBC 20. Khe hở đợc bố trí cả ở bên trên và nên dới điện trở để cho điện áp xung kích phân bố không đều, xúc tiến quá trình phóng điện. Việc tổ hợp các chống sét van PBC ở điện áp cao cho trong bảng 20-1 và đặc tính điện cho trong bảng 20-2. Loại chống sét PB có điện áp định mức 3ữ10kV dùng để bảo vệ trạm biến áp và phân phối công suất bé. Cấu tạo của chúng tơng tự nh của loại PBC nhng không có ghép điện trở song song, ngoài ra vì đờng kính tấm bé ( 75mm) nên năng lực thông qua dòng điện kém hơn. Đặc tính điện của loại này cho ở bảng 20-3. Loại chống sét PBBM dùng để bảo vệ máy điện. Đặc điểm nổi bật của nó, nh đã trình bày ở trên, là có thêm điện dung ghép song song với một phần của chuỗi khe hở (hình 20-10). Bảng 20-1 Tổ hợp các chống sét PBC ở điện áp cao Hình 20 -8 Tổ khe hở phóng điện tiêu chuẩn 1. Cấu tạo khe hở ; 2. Nắp đồng ; 3. Điện trở ghép song song ; 4. ống sứ. Hình 20 -9 Chống sét PBC - 20 Hình 20-10 Sơ đồ nguên lý của chống sét PBBM. 1 và 2 điện trở ghép song song; 3. Điện trở vilit; 4. Điện dung ghép song song ; 5.và 6. Khe hở phóng điện 1 2 5 6 4 3 http://www.ebook.edu.vn Loại chống sét Điện áp định mức, kV Điện áp cho phép lớn nhất trên chống sét, KV. Số lợng và loại chống sét trong tổ hợp Chiều cao của chống sét, mm Bán kính của đế chống sét, mm. PBC 15 15 10 1 ì PBC 15 725 236 PBC 20 20 25 1 ì PBC 20 885 236 PBC 35 35 10,5 1 ì PBC 35 1210 236 PBC 110 110 100 3 ì PBC 33 3050 275 PBC 150 150 138 3 ì PBC 33 4546 1535 + 2 ì PBC 15 PBC 220 220 220 6 ì PBC 33 6192 2035 Bảng 20-2 Đặc tính điện chủ yếu của chống sét PBC ( theo Oct - 8934 -58) Điện áp định mức, kV Điện áp định mức, kV. Điện áp cho phép lớn nhất trên chống sét, kV. Điện áp chọc thủng xung kích (khi thời gian phóng điện từ Điện áp d của chống sét khi dòng điện xung kích có biên dộ khác nhau với độ dài đầu sóng 10s, kV max ( không lớn hơn) Không Không 1,5 ữ20s), kV max Biên dộ dòng điện. kV. bé hơn lớn hơn 3 5 10 3 3,8 9 11 20 13,5 14,5 16 6 7,6 16 19 30 25 27 30 10 12,7 26 30,5 45 42 45 50 15 19 38 48 70 57 61 67 20 25 49 40,5 85 75 80 88 35 40,5 78 98 125 122 130 143 110 110 200 250 285 315 335 367 150 138 275 315 375 435 465 510 200 200 400 500 520 630 670 734 [...]... ký hiệu PBM chế tạo ở các cấp điện áp 3,6 và 10kV Đặc tính điện của chúng cho ở bảng 2 0-5 Hình 2 0-1 1 Chống sét van từ 1 Điện cực trong; 2 Điện cực ngoài ; 3 Đệm mica; 4 Giá đo điện cực; 5.Vít 6 Vòng bằng chất dẻo; 7 Từ trờng của nam châm Điện áp định mức (kV) 3 6 10 20 35 110 150 220 330 500 Điện áp làm việc lớn nhất (kV) 3,8 7,6 12,7 25 40,5 100 138 200 295 420 Điện áp chọc thủng tần số công nghiệp,... hạn chế quá điện áp nội bộ cần phải tăng thêm năng lực thông qua dòng điện nhiều hơn nữa Các chống sét van từ dùng bảo vệ trạm có ký hiệu PBM và loại dùng bảo vệ máy điện có ký hiệu PBM chế tạo ở các cấp điện áp 3,6 và 10kV Đặc tính điện của chúng cho ở bảng 2 0-5 Bảng 2 0-3 Đặc tính điện của loại chống sét PB Loại chống sét Điện áp định mức (kV) Điện áp làm việc lớn nhất (kV) PB-3 PB-6 PB-10 3 6 10 3,8...Bảng 2 0-3 Đặc tính điện của loại chống sét PB Loại chống sét Điện áp định mức (kV) Điện áp làm việc lớn nhất (kV) PB-3 PB-6 PB-10 3 6 10 3,8 7,6 12,8 Điện áp chọc thủng Tần số Sóng xung kích công xiên góc khi nghiệp thời gian phóng không bé điện 1,5 s, hơn (kV) không lớn hơn ( kV max ) 8,5 25 16 35 25 50 Điện áp d khi dòng điện có biên độ 5000 A và có độ dài... Điện áp chọc thủng Tần số Sóng xung kích công xiên góc khi nghiệp thời gian phóng không bé điện 1,5 s, hơn (kV) không lớn hơn ( kV max ) 8,5 25 16 35 25 50 Điện áp d khi dòng điện có biên độ 5000 A và có độ dài đầu sóng, ( kV max ) 3 s 5s 30 35 50 19 34 57 Bảng 2 0-4 Đặc tính điện của loại chống sét PBBM Điện áp định Điện áp Điện áp chọc thủng Sóng xung kích khi ở tần số thời gian phóng điện công Điện áp. .. sóng 200 0 s có thể tới 400A trị số này phù hợp với các tham số của quá điện áp nội bộ http://www.ebook.edu.vn trong các lới điện áp 220kV, do đó chống sét van từ còn có khả năng hạn chế phần lớn các loại quá điện áp nội bộ Hình 2 0-1 1 Chống sét van từ 1 Điện cực trong; 2 Điện cực ngoài ; 3 Đệm mica; 4 Giá đo điện cực; 5.Vít 6 Vòng bằng chất dẻo; 7 Từ trờng của nam châm trong các lơí điện này ở điện áp. .. 150mm Năng lực thông qua dòng điện có dạng sóng vuông góc và độ dài sóng 200 0 s có thể tới 400A trị số này phù hợp với các tham số của quá điện áp nội bộ trong các lới điện áp 220kV, do đó chống sét van từ còn có khả năng hạn chế phần lớn các loại quá điện áp nội bộ trong các lơí điện này ở điện áp 330 và 500kV, có thể hạn chế quá điện áp nội bộ cần phải tăng thêm nang lực thông qua dòng điện nhiều hơn... 5s 30 35 50 19 34 57 Bảng 2 0-4 Đặc tính điện của loại chống sét PBBM Điện áp chọc thủng Sóng xung kích khi ở tần số thời gian phóng điện công Điện áp định Điện áp mức (kV) làm việc lớn nhất (kV) nghiệp (kV) 3 6 10 3,6 7,6 12,8 7,5 15 24 1,5 s trở lên, không lớn hơn ( kV max ) 12 23 38 Điện áp d khi dòng điện có biên độ 5000 A và có độ dài đầu sóng, ( kV max ) 12 23 38 Điện áp d của chống sét PBBM có... 390 485 560 660 760 Bảng 2 0-5 Đặc tính điện của loại chống sét van từ Điện áp chọc xung kích khi thời gian phóng điện 2ữ4 s ( kV max ) 9,0 17 28 65 105 265 370 515 740 1130 Điện áp d khi dòng điện xung kích có độ dài đầu sóng 10 s với các biên độ 3kA 5kA 10kA Không lớn hơn, ( kV max ) 9 9,5 11 17 18 20 28 30 33 60 65 72 97 105 116 245 265 295 340 370 410 475 515 570 680 740 820 970 1060 1170 http://www.ebook.edu.vn... dài đầu sóng, ( kV max ) 12 23 38 Điện áp d của chống sét PBBM có trị số thấp hơn so với của chống sét PBC do điện trở vilit đợc chọn loại có đặc tính van tốt nhất lấy từ các sản phẩm hàng loạt Đặc tính điện của loại này cho trong bảng 2 0-4 Kết cấu và đặc tính loại chống sét van từ PBM, PBM Trong loại chống sét van từ, kết cấu của khe hở phóng điện nh trên hình 201 1 Khe hở gồm hai cực đồng tâm và đợc... sét PBC do điện trở vilit đợc chọn loại có đặc tính van tốt nhất lấy từ các sản phẩm hàng loạt Đặc tính điện của loại này cho trong bảng 2 0-4 Kết cấu và đặc tính loại chống sét van từ PBM, PBM Trong loại chống sét van từ, kết cấu của khe hở phóng điện nh trên hình 201 1 Khe hở gồm hai cực đồng tâm và đợc đặt trong từ trờng của nam châm vĩnh cửu ở dây cũng có xuất hiện ion hoá trong kẽ không khí giữa . 220 220 6 ì PBC 33 6192 203 5 Bảng 2 0-2 Đặc tính điện chủ yếu của chống sét PBC ( theo Oct - 8934 -5 8) Điện áp định mức, kV Điện áp định mức, kV. Điện áp cho. chống sét van PBC ở điện áp cao cho trong bảng 2 0-1 và đặc tính điện cho trong bảng 2 0-2 . Loại chống sét PB có điện áp định mức 3ữ10kV dùng để bảo vệ trạm biến áp và phân phối công suất. Hình 20 -6 Đặc tính vôn - ămpe của chống sét van PBC-110. Hình 20 -7 Khe hở phóng điện trong chống sét van. a) Đặc tính vôn - giây; b) Cấu tạo kV 0 300 200