安全閥：工作原理和特性

閥門的裝置和工作原理

閥位限制器的主要元件是一個火花隙和一個非線性電阻器，它們與被保護的絕緣體並聯並聯在火線和地之間。

當雷電浪湧衝擊作用於避雷器時，其火花隙斷開，電流流過避雷器。這樣，保持器投入運行。火花隙斷開的電壓稱為避雷器的擊穿電壓。

火花隙擊穿後，火花隙中的電壓及其保護的絕緣體上的電壓降低到等於脈衝電流 Azi 上的乘積的值 串聯電阻 R和.這個電壓稱為殘餘電壓Ubasn。它的值不會保持不變，而是隨著通過火花隙的脈衝電流大小的變化而變化。但是，在避雷器的整個運行期間，剩餘電壓不得上升到對被保護絕緣有危險的值。

米。 1. 電路圖 打開閥門。 IP——火花，Rn——非線性電阻器阻值，U——雷電過電壓衝擊， And——被保護對象的絕緣。

衝擊電流停止流過避雷器後，因工頻電壓而產生的電流繼續流過。該電流稱為伴隨電流。避雷器的火花隙必須確保下一個電弧在首次過零時可靠熄滅。

米。 2. 閥門啟動前後電壓脈衝的形狀。 Tp是火花隙的反應時間（放電時間），Azi是放電器的衝擊電流。

閥門電源電壓

從火花隙中熄滅電弧的可靠性取決於在熄滅後續電流時避雷器電源頻率的電壓值。限制器的火花隙可靠地中斷伴隨電流的電壓的最大值稱為最大允許電壓或阻尼電壓 Ugash。

閥位限制器冷卻電壓的大小由其運行的電氣裝置的運行模式決定。由於在雷雨天氣期間可能會同時發生一相接地短路和閥位限制器在其他未損壞相上的操作，因此在這種情況下這些相中的電壓會升高。考慮到這種電壓增加來選擇閥的熄滅電壓。

對於在具有隔離中性點的網絡中運行的限制器，假定熄滅電壓為 Uburning = 1.1 x 1.73 x Uf = 1.1 Un，其中 Uf — 工作相電壓。

這考慮了當一相接地短路時將未損壞相的電壓增加到線性的可能性，以及由於用戶的電壓調節而增加另外 10% 的可能性。因此，避雷器的最高工作電壓為Unom網絡額定電壓的110%。

對於在具有實心接地中性點的網絡中運行的避雷器，失超電壓為 1.4 Uf，t.d. 0.8 的標稱網絡電壓：Ubreakdown = 1.4 Uf = 0.8 UNo。因此，這種避雷器有時也被稱為80%。

閥門中的火花隙

閥式火花隙必須滿足以下要求：擊穿電壓穩定，分佈極小，伏秒特性平坦，多次操作擊穿電壓不變，餘電首次過零時電弧熄滅。由具有小氣隙的單個火花隙組裝而成的多個火花隙滿足了這些要求。單根蠟燭串聯連接，每根蠟燭的最高允許電壓約為 2 kV。

將電弧分成短電弧進入單個火花隙會增加閥式避雷器的電弧抑制性能，這可以通過電弧的強烈冷卻和每個電極處的大電壓降（陰極電壓降效應）來解釋。

當暴露於大氣過電壓時，閥放電器中火花隙的擊穿電壓由其伏秒特性決定，即放電時間對過電壓脈衝幅度的依賴性。放電時間是從浪湧脈沖開始到避雷器火花隙擊穿的時間。

為了有效的絕緣保護，其伏秒特性必須高於避雷器的伏秒特性。伏秒特性的位移對於在操作過程中絕緣意外減弱的情況下保持保護的可靠性是必要的，以及由於放電電壓傳播區域的存在避雷器本身和保護絕緣。

保護器的伏秒特性應具有平坦的形狀。如果是陡峭的，如圖所示。 3 用虛線表示，這將導致避雷器失去通用性，因為每種具有單獨伏秒特性的設備都需要其自己的特殊限制器。

米。 3、閥位限制器的伏秒特性及其保護的絕緣。

非線性電阻。對它提出了兩個相反的要求：雷電流通過它的那一刻，它的電阻必須減小；當伴隨的頻率電流通過它時，它必須相反地增加。金剛砂的電阻會滿足這些要求，電阻會根據施加在其上的電壓而變化：施加的電壓越高，其電阻越低，反之，施加的電壓越低，其電阻越大。

此外，碳化矽串聯電阻作為有源電阻，減小了伴隨電流和電壓之間的相移，同時通過零值，有利於電弧的熄滅。

隨著電壓的增加，勢壘層的電阻值減小，從而確保大電流通過而電壓降相對較小。

HTML 剪貼板火花隙兩端的電壓對通過它的電流值（電流-電壓特性）的依賴性大致由以下等式表示：

U = CAα,

其中 U 是非線性電阻閥保護器電阻兩端的電壓，I — 通過非線性電阻器的電流，C 是常數，數值上等於 1 A 電流下的電阻，α 通風係數為.

係數α越小，通過它的電流變化時，非線性電阻的電壓變化越小，閥的剩餘電壓也越小。

閥位限制器證書中給出的剩餘電壓值是針對歸一化衝擊電流給出的。這些電流的值在 3,000-10,000 A 範圍內。

每個電流脈衝都會在串聯電阻器中留下破壞痕跡——單個碳化矽顆粒的阻擋層發生擊穿。電流脈衝的重複通過會導致電阻器完全失效並損壞避雷器。電阻器完全失效發生得越早，電流脈衝的幅度和長度就越大。因此，閥式節流器的流通能力受到限制。在評估閥門限流器的吞吐量時，串聯電阻器和火花隙的吞吐量都被考慮在內。

電阻器必須能夠承受 20 個持續時間為 20/40 µs 的電流脈衝而不會損壞，其幅度取決於限制器的類型。例如，電壓為3—35kV的RVP、RVO型避雷器電流幅值為5000A，電壓為16—220kV—10000A的RVS型避雷器，電壓為RVM、RVMG的避雷器3 — 500 kV — 10,000 A。

為提高閥式火花隙的保護性能，必須降低殘餘電壓，可通過減小串聯非線性電阻的閥式係數α，同時提高火花隙的消弧性能來實現。

提高火花隙的消弧性能可以增加由它們分斷的分流電流，因此可以降低串聯電阻的阻值。目前，閥門的技術改進就是沿著這些思路進行的。

需要注意的是，在閥位限制器電路中，接地裝置非常重要。在沒有接地的情況下，避雷器不能動作。

閥位限制器和受其保護的設備接地。在閥位限制器由於某種原因與受保護設備分離的情況下 接地，其值根據設備的隔離級別進行歸一化。

約束裝置的安裝

徹底檢查後，將止動器安裝在支撐結構上，檢查水平和鉛垂情況，如有必要，在金屬板材底部下方用填充物檢查，並使用螺栓夾固定在支架上。