Жоғары кернеу желілеріндегі изоляторларды қорғауға арналған доғалық мүйіздер

Кіріспе

Аркалық мүйіздер (кейде аркалық мүйіздер) – жоғары кернеулі электр қуатын беру жүйелерінде оқшаулағыштарды немесе коммутациялық жабдықты разряд кезінде зақымданудан қорғауға арналған проекцияланған өткізгіштер. Атмосфералық электр, молния шағылысы немесе электрлік ақаулар салдарынан беру желілеріндегі кернеудің артуы оқшаулағыштарда разрядтар (жарықтар) тудыруы мүмкін, бұл оларды зақымдауына әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, коммутация кезінде туындайтын атмосфералық жағдайлар немесе уақытша құбылыстар коммутатордың жұмыс істеу кезінде оның ажыратылатын тізбегінде разрядтың пайда болуына себеп болуы мүмкін. Аркалық мүйіздер қорғалған құрылғының бетін айналып өтетін, разряд үшін арнайы жол қамтамасыз етеді. Мүйіздер әдетте оқшаулағыштың екі жағында орналасады, біреуі жоғары кернеулі бөлікке, екіншісі жерге немесе коммутатордың ажыратылатын нүктесіне қосылады. Оларды әуе желілеріндегі оқшаулағыштар тізбегінде немесе трансформатордың шығырларын қорғауда жиі кездестіруге болады. Мүйіздер әртүрлі пішінде болуы мүмкін, мысалы, қарапайым цилиндрлі таяқшалар, дөңгелек қорғау сақиналары немесе контурлы қисықтар, кейде «тіректер» деп те аталады.

Өмірбаян

Жоғары кернеулі жабдықтар, әсіресе сыртқы орнатылған, мысалы, әуе электр желілері, көбінесе өткінші кернеулерге ұшырайды, олардың себебі найзағай соққысы, басқа жабдықтардың ақаулары немесе тізбекті қайта қоректендіру кезіндегі импульстік кернеулер болуы мүмкін. Мұндай кернеу оқиғалары болжаусыз және, әдетте, толығымен болдырмау мүмкін емес. Желінің желілік шинаға немесе трансформатордың қосылғышына жалғанатын жерлері, осы нүктедегі импеданстың өзгеруіне байланысты, кернеудің артуына ең көп бейім. Электр оқшаулағышы өткізгіш бөліктерді физикалық түрде бөлуге арналған және қалыпты жұмыс жағдайында жабдықты қоршаған ауадағы жоғары электр өрісіне тұрақты түрде ұшырайды. Кернеудің артуы электр өрісінің ауаның диэлектрлік түзілу шегінен асып кетуіне және өткізгіш бөліктер арасында, сондай-ақ оқшаулағыш бетінде доғаның пайда болуына әкелуі мүмкін. Мұндай құрылымдық схеманы магниттік өшіру деп атауға болады. Жобалау талаптары мен техникалық қызмет көрсету шаралары доғалық мүйіздерді құрбандыққа шалатын жабдық ретінде қарастыруы мүмкін, олар оқшаулағыштан арзан және ауыстыру оңай, ал оның бұзылуы жабдықты толығымен жоюға әкелуі мүмкін. Әуе желілеріндегі оқшаулағыш тізбектерінің істен шығуы желінің ажырауына әкелуі мүмкін, бұл қауіпсіздік және шығындар жағынан маңызды салдарларға ие. Доғалық мүйіздер осылайша жүйелік қорғауды қорғау құрылғыларының сипаттамаларымен байланыстыратын, оқшаулауды үйлестіру деп аталатын процесте маңызды рөл атқарады. Мүйіздер, басқа сипаттамалармен қатар, қалыпты жұмыс жағдайында өткізгіш токтың жоғалуын азайту үшін дерлік шексіз кедергіге, доға пайда болғанда төмен кедергіге және доғаның жоғары температурасына физикалық төзімділікке ие болуы керек. Жұмыс кернеуі жоғарылаған сайын, мұндай жобалау принциптеріне көбірек назар аудару қажет. Орташа кернеуде екі мүйіздің біреуін алып тастауға болады, өйткені мүйіздер арасындағы аралық, әйтпесе, қонған құс үшін жеткілікті кішкентай болуы мүмкін. Сонымен қатар, оқшаулағыштың қарама-қарсы жақтарында екі бөлімнен тұратын қос саңылаулар орнатылуы мүмкін.

High voltage equipment, particularly that which is installed outside, such as overhead power lines, is commonly subject to transient overvoltages, which may be caused by phenomena such as lightning strikes, faults on other equipment, or switching surges during circuit re energisation. Overvoltage events such as these are unpredictable, and in general cannot be completely prevented. Line terminations, at which a transmission line connects to a busbar or transformer bushing, are at greatest risk to overvoltage due to the change in characteristic impedance at this point. An electrical insulator serves to provide physical separation of conducting parts, and under normal operating conditions is continuously subject to a high electric field which occupies the air surrounding the equipment. Overvoltage events may cause the electric field to exceed the dielectric strength of air and result in the formation of an arc between the conducting parts and over the surface of the insulator. This type of arrangement can be known as a magnetic blowout. Design criteria and maintenance regimes may treat arcing horns as sacrificial equipment, cheaper and more easily replaced than the insulator, failure of which can result in complete destruction of the equipment it insulates. Failure of insulator strings on overhead lines could result in the parting of the line, with significant safety and cost implications. Arcing horns thus play a role in the process of correlating system protection with protective device characteristics, known as insulation coordination. The horns should provide, amongst other characteristics, near infinite impedance during normal operating conditions to minimise conductive current losses, low impedance during the flashover, and physical resilience to the high temperature of the arc. As operating voltages increase, greater consideration must be given to such design principles. At medium voltages, one of the two horns may be omitted as the horn to horn gap can otherwise be small enough to be bridged by an alighting bird. Alternatively, duplex gaps consisting of two sections on opposite sides of the insulator can be fitted.

Корона және сыныптау сақиналары

Аркалық мүйіздерді короналық сақиналармен (немесе осыған ұқсас сыныптау сақиналарымен) шатастыруға болмайды. Короналық және сыныптау сақиналары – жоғары потенциалды жабдықтағы қосқыштарды немесе басқа да бейінді емес бөлшектерді қоршап тұратын сақина тәрізді жиынтықтар. Олардың мақсаты – жинақталған потенциалды теңестіру және қайта бөлу, осылайша жергілікті жинақталуға және қирату разрядтарына ұшырауы мүмкін компоненттерден алыстату. Дегенмен, кейде осы екі құрылғының да орналасуы аркалық мүйіз жиынтығына жақын болуы мүмкін.