Bài giảng môn Khí cụ điện - Chương 14: Khí cụ điện cao áp thiết bị chống sét

KHÍ CỤ ĐIỆN CAO ÁP THIẾT BỊ CHỐNG SÉT KHÁI NIỆM CHUNG Thiết bị chống sét là khí cụ điện dùng để bảo vệ các thiết bị điện, tránh được các hòng hóc cách điện do quá điện áp cao từ khí quyển (thường do sét ) tác động vào. Muốn dẫn được xung điện áp cao do sét gây nên xuống đất, một đầu thiết bị chống sét được nối với đường, đầu kia nối đất. CÁC YÊU CẦU CHÍNH  Đặc tính bảo vệ V-s của thiết bị chống sét phải nằm dưới đặc tính bảo vệ của cách điện  Thiết bị chống sét không được tác động nhầm khi có quá điện áp nội bộ.  Điện áp dư sau khi chống sét tác động phải thấp, không gây nguy hiểm cho cách điện của thiết bị được bảo vệ Udư = Is.RXK CÁC YÊU CẦU CHÍNH  Nhanh chóng hạn chế và dập tắt hồ quang điện do dòng điện ngắn mạch chạm đất tạo ra  Có tuổi thọ (số lần đóng cắt) cao. Dựa vào nguyên lý làm việc ta có khe hở phóng điện, chống sét ống, chống sét van và chống sét oxyt kim loại. CHỌN CHỐNG SÉT  Điên áp định mức của chống sét phả bằng điện áp điện mức của lưới  Chống sét điện áp DC và chống sét điện áp AC  Dòng điện ngắn mạch của lưới tại điểm đặt chống sét phải nhỏ hơn dòng ngắn mạch mà chống sét có thể chịu được KHE HỞ PHÓNG ĐIỆN KHÁI NIỆM CHUNG  Khe hở phóng điện là thiết bị chống sét đơn giản nhất gồm 2 điện cực, trong đó có một điện cực nối đất còn điện cực kia nối với mạch điện.  Khi làm việc bình thường khe hở cách ly những phần tử mang điện với đất. Khi có sóng quá điện áp chạy trên đường dây, khe hở sẽ phóng điện và truyền xuống đất. KHÁI NIỆM CHUNG  Loại thiết bị này đơn giản, rẻ tiền. Song vì nó không có bộ phận dập hồ quang nên khi nó làm việc bảo vệ rơle có thể cắt mạch điện.  Vì vậy khe hở phóng điện thường chỉ được dùng làm bảo vệ phụ hay làm một bộ phận trong các loại chống sét khác Khe hở phóng điện CHỐNG SÉT ỐNG (CSO) CẤU TẠO Disconnecting device Line connector arrangement CẤU TẠO S1 S21 2 1. Vỏ chống sét ống 2. Điện cực S1, S2 khe hở phóng điện CẤU TẠO 1. Điện cực ngoài, 2. Mũi kim loại, 3. Vỏ ống, 4. Điện cực kim loại, 5. Bulông, 6. Điện cực hình xuyến, 7. Ống kim loại, 8. Lá chắng, l1 khoảng cách phóng điện chính, l2 khoảng cách phóng điện phụ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC  Chống sét ống gồm 2 khe hở phống điện S1và S2. Trong đó khe hở S1 được đặt trong ống làm bằng vật liệu sinh khí như fibrôbakêlit vinipơlát.  Khi có sóng quá điện áp S1và S2 đều phóng điện. Dưới tác dụng của hồ quang, chất sinh khí phát nóng và sản sinh ra nhiều khí làm cho áp suất trong ống tăng lên đến hàng chục ata và thổi tắt hồ quang. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC  Khả năng dập hồ quang của CSO rất hạn chế. Ứng với một số dòng điện giới hạn nhất định, nếu dòng điện lớn hồ quang không bị tắt gây ngắn mạch tạm thời làm cho bảo vệ rơle có thể cắt mạch điện.  Chống sét ống chủ yếu dùng để bảo vệ chống sét cho các dường dây có truyền tải công suất thấp và không treo dây chống sét . CHỐNG SÉT VAN (CSV) CẤU TẠO 1. Lò xo chịu nén, 2. Vòng đệm 3. Mặt bích kim loại 4. Vỏ cách điện, 5. Điện cực 6. Điện trở phân áp 7. Điện trở phi tuyến,8. Đế chống sét b. Khối khe hở 9. Vòng đệm mica, 10. Vỏ cách điện 11. Lớp điện cực, 12. Tấm ép kim loại CẤU TẠO Bộ phận chủ yếu của chống sét ống là cột chuỗi các khe hở phóng điện ghép nối tiếp với cột chuỗi các điện trở phi tuyến được đặt trong vỏ cách điện kín. Điện cực trên là mũ của cách điện nối với dây dẫn, còn điện cực dưới đáy được nối với đất. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG  Khi có quá điện áp cao, khe hở trong van chống sét bị phóng điện qua chồng điện trở vilít, được chế tạo từ các hạt cacbuasilic, có phủ lớp SiO2.  Khi có điện áp lớn đặt lên chồng điện trở phi tuyến thì điện trở sẽ giảm nhiều nhanh chóng dẫn dòng điện xung xuống đất.  Khi dòng điện xung hết, dòng xoay chiều với tần số công nghiệp chạy theo, song điện áp thấp so điện áp xung, điện trở phục hồiở giá trị lớn, giảm dòng điện xoay chiều . ĐẶC TUYẾN V-A 300 200 100 kV 5000 100000 A 0