管塞 - 裝置、特點、應用、優點和缺點

使用避雷針並不能完全排除雷電對電氣裝置的損害，尤其是電力線，因為架空電力線被雷擊的可能性相對較高，而且它們通常在沒有任何導體保護的情況下進行.雷擊期間線路上發生的過電壓會到達變電站（這就是它們被稱為電湧的原因），並且可能對安裝在那裡的設備的絕緣造成危險。

為防止損壞任何絕緣結構，包括火花、伏秒（其特性必須低於受保護絕緣的伏秒特性。如果滿足此條件，過電壓波的下降將在所有情況下導致火花隙擊穿，隨後火花隙和受保護絕緣體兩端的電壓急劇下降（“中斷”）。由於電氣裝置的工業頻率電壓（伴隨電流），火花隙將開始流動。

在中性點接地的裝置中或在兩相或三相火花隙故障的情況下，隨後的電弧可能不會自行熄滅，這種情況下的脈衝故障將變成穩定的短路，導致電源中斷安裝。因此，為了避免這種設備停機，需要通過火花隙熄滅下一個電弧。

不僅提供過壓隔離保護，而且在小於繼電保護持續時間的時間內熄滅下一個電弧的裝置，稱為保護避雷器，與通常稱為保護間隙 (PZ) 的傳統蠟燭相反。

管道停止與 閥門 是保持器的主要類型。它們的區別在於後續滅弧的原理。在管式避雷器中，電弧通過產生強烈的縱向爆發而熄滅，而在閥式避雷器中，電弧通過與火花隙串聯的附加電阻減少後續電流而熄滅。

管式火花隙（圖1，a）是由絕緣氣體發生材料製成的管2，管內有由棒狀電極3和法蘭4組成的不規則滅弧間隙S1。火花通過外部火花間隙與工作電壓分開，因為管2由於氣體發生材料在漏電洩漏的影響下分解而不打算長期存在於電壓下。限位器的第二法蘭1接地。

米。 1.管式避雷器：a——裝置和開關電路，b——圖的常規符號，c——避雷器中的電壓，d——等效電路。

在網絡中出現過電壓時（圖 1，c），兩個火花隙都會斷開，過電壓波（曲線 1）會被中斷。伴隨電流開始沿著脈衝放電形成的路徑流動，火花放電轉變為電弧放電，在伴隨電流電弧通道的高溫作用下，管材隨釋放而分解大量氣體，其中的壓力急劇增加（高達幾十個大氣壓），氣體被迫通過法蘭開口 4 排出，產生強烈的縱向爆炸。結果，當電流首先通過零時電弧熄滅。

當火花隙被觸發時，它會以火炬的形式發射白熾電離氣體 5 1.5 - 3.5 m 長和 1 - 2.5 m 寬（取決於火花隙的標稱電壓）並且會聽到類似槍聲的聲音我聽說。因此，為防止相間故障，在安裝避雷器時，必須保證相鄰相的載流部分不落入放電區。可以通過改變外部火花隙的距離來調整避雷器的跳閘電壓，但不能將其降低到某個最小值以下，因為這會導致避雷器過於頻繁地跳閘並增加其磨損。

由於管式火花隙棒狀電極的電場極不均勻，其伏秒特性在6~8 μs範圍內呈遞減特性，這與放電管的平坦伏秒特性不一致。變壓器和電機。成功的電弧熄滅需要一定強度的氣體形成，因此放電器仍然可以在 1-2 個半週期內熄滅電弧的切割電流有一個下限。

中斷電流的上限也受到限制，因為過於強烈的氣體形成會導致避雷器損壞（管子破裂或法蘭損壞）。

中斷電流範圍在避雷器的型號名稱中標明，例如，RTV 35 / (0.5 — 2.5) 表示用於 35 kV 的管狀避雷器 0.5 — 2.5 乙烯基塑料，中斷電流範圍為 0.5 — 2.5 kA。

隨著消弧間隙長度的減小和直徑的增加，放電電流的兩個極限都向更大的值移動。

由於避雷器的運行伴隨著消弧管部分材料的燃燒，經過8—10次運行，當直徑比最初增加20—25%時，避雷器就不能使用了（由於電流的限制，被它中斷，被改變）並且必須被更換。

為了考慮到操作次數，管道限制器配備了金屬條 6 形式的激活指示器（見圖 1，a），不會被限制器排放的氣體展開。目前，該行業生產的 RTF 型管道限制器（其中氣體從纖維管產生）和 RTV 型（使用乙烯基塑料管）。

由於纖維的機械強度低，它被包裹在厚管狀的烘烤紙中，為了降低其吸濕性，其上覆蓋有防潮清漆（通常是過氯乙烯搪瓷），可以承受環境中的大氣影響夏季和冬季時期很好。 RTF避雷器的一個特點是在管子的封閉端有一個腔室，當電流通過零值時，它會增強縱向吹滅，從而有助於滅弧。

在 RTV 限流器中，氣體由乙烯基塑料管產生，具有更高的氣體產生能力和絕緣性能，即使在各種天氣的戶外工作時也能很好地保持絕緣性能。 RTV 避雷器具有更簡單的設計（無內室，無需噴漆）和更高的中斷電流上限（15 kA 而不是 RTF 避雷器的 7-10 kA）。

米。 2. 管道止動器 RTV-20-2 / 10

為了在具有非常大的間歇電流（高達 30 kA）的網絡中運行，生產了 RTVU 型增強型限制器，其機械強度的提高是通過纏繞帶有多層玻璃帶的乙烯基塑料管實現的，玻璃帶浸漬有耐候性環氧化合物。

管式避雷器的衝擊承載能力相當高，當雷電擊中線路時，實際上所有的雷電流都通過它們。 達到 30–70 kA。

管道避雷器的選擇是根據網絡的標稱電壓和網絡在安裝點的短路電流限制來進行的。最大短路電流是在所有網絡元件（線路、變壓器、發電機）都打開時計算的，同時考慮到短路電流的非週期性分量，即最小電流——具有部分斷開元件的網絡電路（對於例如，大修）並且不考慮非週期性分量。發現短路電流限制。必須符合管道避雷器的中斷電流限制。

管式避雷器的電壓範圍為 3 至 220 kV，中斷電流範圍為電壓 3 - 35 kV 時的 0.2 - 7 和 1.5 - 30 kA 至電壓 110 kV 時的 0.4 - 7 和 2.2 - 30 kA。 220kV避雷器由兩個110kV管式避雷器組成，用帶放電管的鋼籠連​​接。

管避雷器的主要缺點是存在放電區、浪湧波的陡峭中斷、線路到地的短路（儘管是短期的）以及特別陡峭的伏秒特性，這排除了可能性管式避雷器作為變電站設備保護裝置的廣泛應用。管道限制器的缺點是限制中斷電流的存在，這使它們的生產和操作複雜化。

管道避雷器由於簡單、成本低，被廣泛用作變電站保護的輔助手段，用於保護小功率和低臨界變電站，以及線路的個別部分。

目前，管式和閥式限幅器正逐漸被非線性限壓器（限制器）所取代……它們是串接在一起的無火花金屬氧化物壓敏電阻（非線性電阻），封裝在瓷或聚合物外殼中。