Der Ableiter kann Blitze auslösen oder die Betriebsüberspannungsenergie des Stromversorgungssystems freisetzen, elektrische Geräte vor plötzlicher Überspannung schützen (Blitzüberspannung, Betriebsüberspannung, transiente Überspannungseinwirkung auf die Netzfrequenz) und den Freilauf ohne ein elektrisches Gerät unterbrechen, das einen Kurzschluss verursacht zu Boden im System.
Die Rolle von Blitzableitern: Blitzableiter sind Geräte zum Schutz von Geräten in Umspannwerken vor Blitzschlagwellen. Wenn die entlang der Leitung in das Umspannwerk eingeleitete Blitzstoßwelle den Schutzpegel des Ableiters überschreitet, entlädt sich der Ableiter zuerst, und der Blitzstrom wird über einen guten Leiter sicher in den Boden eingeleitet, und die Erdungsvorrichtung wird verwendet, um die Amplitude zu begrenzen der Blitzspannung unterhalb des Blitzschlagpegels des geschützten Betriebsmittels, so dass elektrische Betriebsmittel geschützt sind.
(1) Wenn das Stromnetz aufgrund von Blitzeinschlägen eine momentane Impulsspannung hat, wird der Überspannungsableiter innerhalb von Nanosekunden eingeschaltet.
(2) Der Überspannungsschutz leitet innerhalb von Nanosekunden, schließt die Impulsspannung zur Erde kurz, um sich zu entladen, und kehrt dann in einen hochohmigen Zustand zurück, um die Stromversorgung der Benutzerausrüstung nicht zu beeinträchtigen.
Mehrere Indikatoren, die am Überspannungsableiter beteiligt sind:
(1) Voltsekunden-Charakteristik: bezieht sich auf die entsprechende Beziehung zwischen Spannung und Zeit.
(2) Netzfrequenter Dauerstrom: bezieht sich auf den netzfrequenten Kurzschluss-Erdungsstrom, der nach Beendigung der Blitz- oder Überspannungsentladung durch den Überspannungsableiter fließt, aber die netzfrequente Spannung noch auf den Ableiter wirkt.
(3) Selbsterholungsfähigkeit der Durchschlagsfestigkeit: Das Verhältnis zwischen der Durchschlagsfestigkeit elektrischer Betriebsmittel und der Zeit, dh die Geschwindigkeit der Wiederherstellung der ursprünglichen Durchschlagsfestigkeit.
(4) Bemessungsspannung des Ableiters: Nach dem ersten Nulldurchgang des netzfrequenten Freilaufstroms wird die maximale netzfrequente Spannung, der die Funkstrecke standhalten kann, ohne dass es zu einer Wiederzündung des Lichtbogens kommt, auch als Lichtbogenspannung bezeichnet.
Klassifizierung von Ableitern:
Häufig verwendete Ableiter sind: Ventiltyp, Rohrtyp, Schutzspalt, Metalloxid usw.
1. Ventilfeststeller: Ventilfeststeller werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: gewöhnlicher Ventilfeststeller und Magnetventilfeststeller. Gewöhnlicher Ventilarrester hat die Serien FS und FZ. Es gibt zwei Serien von Magnetschlagventil-Ableitern, FCD und FCZ. Die Bedeutung der Ableitersymbole: F-Ventil-Ableiter, S-Verteilung (Transformations-)Funktion, Z-Kraftwerk, Y-Leitung, D-Drehmotor, C-mit magnetischer Blasentladungsstrecke.
Struktur:
①Es besteht aus einem Entladungsspalt und einer Ventilplatte mit nichtlinearem Widerstand und ist in einem Porzellanrohr versiegelt.
②Die Entladungsstrecke besteht aus mehreren Standard-Einzelentladungsstrecken (Gap-Kapazität), die in Reihe geschaltet sind, und eine Gruppe parallel geschalteter Ausgleichswiderstände kann die Wiederherstellungsfähigkeit der Spaltisolationsstärke verbessern.
③Das nichtlineare Widerstandsventil besteht ebenfalls aus vielen einzelnen Ventilen in Reihe. Die Funkenstrecke besteht aus mehreren scheibenförmigen Kupferelektroden, und jedes Paar von Spalten ist durch eine 0,5-1 mm dicke Glimmerfolie (Unterlegscheibentyp) getrennt.
Der Arbeitsprozess des Ventilableiters: Die Funkenstrecke des Ventilableiters wird nicht unter der normalen Netzfrequenzspannung abgebaut, aber unter der Blitzwelle und der Überspannung wird die Funkenstrecke des Ableiters abgebaut und der Widerstandswert des nichtlinearer Widerstand ändert sich plötzlich mit der Spannung. Wenn der Widerstandswert größer wird, fließt der Überstrom durch den Widerstand in die Erde, und die Widerstandsventilplatte stellt einen großen Widerstand gegen die Netzfrequenzspannung dar, die mit dem Blitzstrom einhergeht, so dass der Netzfrequenzstrom durch die Funkenstrecke blockiert wird , und die Leitung nimmt den normalen Betrieb wieder auf, und die Funkenstrecke Es arbeitet eng mit der Widerstandsventilplatte zusammen und öffnet und schließt wie ein Ventil, daher wird es als Ventilfeststeller bezeichnet.
Ersatzschaltbild des Ventilableiters:
Anwendung des Ventilfeststellers:
Die FS-Serie wird aufgrund der kleinen Ventilplatte und der geringen Durchflusskapazität des Ableiters im Allgemeinen zum Schutz von Energieumwandlungs- und -verteilungsgeräten und -kreisen verwendet.
Aufgrund der großen Ventilplatte und der Parallelschaltung von Siliziumkarbid-Widerständen in der Funkenstrecke hat die SZ-Serie eine große Durchflusskapazität und wird im Allgemeinen für elektrische Geräte von 35 kV und mehr verwendet.
2. Schutzstrecke: Die Schutzstrecke ist die einfachste Blitzschutzeinrichtung, meist aus verzinktem Rundstahl, bestehend aus einer Hauptstrecke und einer Nebenstrecke. Der Hauptspalt wird eckig ausgeführt und zur Lichtbogenlöschung horizontal eingebaut. Um zu verhindern, dass der Hauptspalt durch Fremdkörper kurzgeschlossen wird und eine Fehlfunktion verursacht, ist unterhalb des Hauptspalts ein Hilfsspalt in Reihe geschaltet. Da die Lichtbogenlöschfähigkeit der Schutzstrecke schwach ist, muss sie im Allgemeinen mit einer automatischen Wiedereinschaltvorrichtung verwendet werden, um die Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu verbessern.
Struktur:
①Es besteht aus einem Hauptspalt und einem Hilfsspalt.
②Der Hauptspalt nimmt eine Winkelform an, so dass der Freilauflichtbogen mit Leistungsfrequenz leicht ansteigt und unter der Wirkung seiner eigenen elektrodynamischen Kraft und des thermischen Luftstroms verlängert wird und sich dann selbst erlischt.
③Die Rolle der Hilfslücke: zu verhindern, dass die Hauptlücke durch Fremdkörper kurzgeschlossen wird und Erdkurzschlussunfälle verursacht.
Unzureichender Schutzabstand und Anwendung:
(1) Der Hauptnachteil besteht darin, dass der starke Einschaltstrom die Phase-zu-Phase-Isolation des Dreiphasentransformators beschädigt.
(2) Anwendung Es wird häufig in Stromverteilungsnetzen verwendet, in denen der Neutralpunkt nicht direkt unter 10 kV geerdet ist. Es wird im Allgemeinen in der Hochspannungssicherung installiert, um die Anzahl der Auslösungen des Leitungsschalters der Umspannstation zu reduzieren.
3. Rohrableiter: Das Grundelement des Rohrableiters (Abgasableiter) ist die im Gasförderrohr installierte Funkenstrecke, und die Lücke besteht aus stabförmigen und ringförmigen Elektroden. Der Röhrenableiter besteht aus dem Innenspalt und dem Außenspalt des Lichtbogenlöschrohres. Das Lichtbogenlöschrohr besteht im Allgemeinen aus Faserbakelit und anderen Materialien, die bei hoher Temperatur Gas erzeugen können. Wenn Blitzwellen und Überspannung eintreffen, werden die inneren und äußeren Lücken des Rohrableiters zerstört und der Überstrom fließt durch das Erdungskabel in die Erde. Der daraus resultierende Strom mit Netzfrequenz erzeugt einen starken Lichtbogen, der die Rohrwand verbrennt und eine große Menge Gas erzeugt, das aus der Rohrmündung ausgestoßen wird und den Lichtbogen schnell ausbläst. Gleichzeitig wird die Isolierung des äußeren Spalts wiederhergestellt, der Lichtbogenlöscher oder -ableiter vom System getrennt und die Stromversorgung wieder aufgenommen.
Insuffizienz und Anwendung von Rohrableitern:
(1) Es kann einen großen Strom unterbrechen und ist für die Installation im Eingangsleitungsabschnitt der Umspannstation und an einigen Stellen mit schwacher Isolierung der Leitung geeignet. Aufgrund der inhärenten strukturellen Eigenschaften des Überspannungsableiters ist jedoch seine Funkenstrecke der Atmosphäre ausgesetzt und seine elektrische Leistung ist nicht stabil genug. Daher wird dieser Ableitertyp selten verwendet.
(2) Da der Röhrenableiter auf den Netzfrequenzstrom angewiesen ist, um eine Gaslichtbogenlöschung zu erzeugen, wird er reißen oder explodieren, wenn der Kurzschlussstrom zu groß ist und das erzeugte Gas die mechanische Festigkeit der Lichtbogenlöschröhre überschreitet wird in der Regel im Freien installiert.
4. Metall-Zinkoxid-Ableiter: (1) Lückenloser Metall-Zinkoxid-Ableiter (druckempfindlicher Ableiter), ein neuer Typ von Ableiter, der in den 1970er Jahren auftauchte. Im Vergleich zu herkömmlichen Überspannungsableitern haben spaltlose Metalloxid-Ableiter keine Funkenstrecke, und bei Ventilableitern wird Zinkoxid anstelle von Siliziumkarbid verwendet. Strukturell sind Ventilplatten aus Piezowiderständen gestapelt, und die Ventilplatte weist den größten Widerstand unter Netzfrequenzspannung auf, wodurch der Netzfrequenzstrom wirksam unterdrückt wird, und weist unter Überspannungsbedingungen einen geringen Widerstand auf, wodurch Geräte geschützt werden können.
(2) Es gibt einen Metalloxid-Ableiter mit einer Serienlücke. Die Widerstandsplatte des Metalloxid-Ableiters mit Verbundmantel ist in Reihe mit einem Gap-Piece geschaltet, das für nicht sternförmige Erdungssysteme geeignet ist. Wenn eine einzelne Phase geerdet ist, kann eine relativ schwere transiente Langzeitüberspannung auftreten, und es ist für den lückenlosen Zinkoxid-Ableiter schwierig, dieser Überspannung standzuhalten. Der Zinkoxid-Ableiter mit Längsfunkenstrecke arbeitet jedoch nicht bei der Überspannung einer einphasigen Erdung mit geringerer Amplitude, wodurch der Ableiter vom Netz getrennt wird. Wenn die Spannung höher als die oben erwähnte Spannung ist, leitet die Lücke und der Ableiter entlädt sich. Wirksame Schutzausrüstung und Blitzableiter.
Vorteile von Metalloxid-Ableitern:
(1) Hervorragende Schutzleistung. MOA hat sehr gute nichtlineare Eigenschaften.
(2) Große Durchflusskapazität. Es hat eine gute Fähigkeit, Blitzüberspannung und transiente Überspannung zu absorbieren.
(3) Höhere Betriebssicherheit. Unter normalen Arbeitsbedingungen ist es nahe am Isolationszustand, der Freilaufstrom der Netzfrequenz liegt nur im Mikroampere-Bereich, die Energiefreisetzung kehrt schnell in den hochohmigen Zustand zurück, die Betriebszuverlässigkeit ist hoch und die Fähigkeit zum Schutz vor Verschmutzung ist stark.