直流電涌保護器熄弧裝置簡(jiǎn)介

直流電涌保護器的限壓作用首先是靠間隙來(lái)實(shí)現的。管型直流電涌保護器動(dòng)作時(shí)電壓是一個(gè)截波,然后持續幾十毫秒(幾個(gè)周波)存在著(zhù)高頻振蕩電壓。閥式直流電涌保護器在間隙擊穿后,它的端電壓不降為零,而是具有定數值的電壓降,該壓降是雷電流流過(guò)非線(xiàn)性電阻時(shí)產(chǎn)生的,稱(chēng)為殘壓,它決定直流電涌保護器的保護水平。

不同類(lèi)型直流電涌保護器熄弧裝置的構造是不同的。管型直流電涌保護器內部裝有產(chǎn)氣材料,能夠在雷電流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生大量的高壓氣體，借此將電弧吹斷。閥式直流電涌保護器的間隙則必須依靠與其串聯(lián)的非線(xiàn)性電阻片的配合把續流限制在一定的數值以下,才能將之遮斷。普通閥式避雷的∮52mm和∮56mm間隙都是由上、下兩片電極構成,在低溫燒制的SiC電阻片限流作用下,相應可遮斷50A和80A的工頻峰值電流(設計值)。磁吹閥式直流電涌保護器的間隙有同心圓旋轉電弧型和拉長(cháng)電弧的限流型(因弧壓降對續流有一定的限制作用)兩種結構,配用高溫燒制的SiC電阻片(早期設計的FCD型保護旋轉電動(dòng)機磁吹直流電涌保護器曾使用∮250mm低溫電阻片),能夠遮斷300~800A甚至近千安的工頻峰值電流。

直流電涌保護器的恢復過(guò)程就是指在它的間隙中去游離的過(guò)程。在這一過(guò)程中,充滿(mǎn)在間隙氣體中的離子和自由電子迅速消失,絕緣強度在幾毫秒內得到恢復,這時(shí)間隙再度處于絕緣狀態(tài),保證了電網(wǎng)的正常運行。

無(wú)間隙氧化鋅直流電涌保護器的限壓作用是靠ZnO電阻片來(lái)實(shí)現的。ZnO電阻片的伏安特性曲線(xiàn)非常優(yōu)異,在工作電壓下,泄漏電流只有毫安數量級,而且基本上是容性分量,接近絕緣狀態(tài)。過(guò)電壓發(fā)生時(shí),電阻變得極小,便于釋放能量。能量釋放之后,電阻片又自行恢復到最初的狀態(tài)。由此可見(jiàn),氧化鋅直流電涌保護器在工作中是不產(chǎn)生電弧的,它工作的全過(guò)程只包括限壓和恢復兩個(gè)步驟。

與交流系統不同,直流電弧不像工頻電流那樣有一個(gè)自然過(guò)零點(diǎn)，這給熄弧造成了困難。有間隙的直流直流電涌保護器必須依靠磁場(chǎng)力的作用將電弧拉伸,使孤壓降與非線(xiàn)性電阻上壓降之和最終超過(guò)直流電涌保護器兩端電壓時(shí),才能實(shí)現強制熄弧。0.6~1.5kV牽引系統中的直流直流電涌保護器一般采用限流間隙或有永久磁鋼的電弧拉伸間隙,結構比較簡(jiǎn)單。高壓電站型的直流直流電涌保護器則采用可控重燃弧型的限流間隙或復合型間隙等,用于限制系統的操作過(guò)電壓,以及直流電涌保護器本身在電流幅值較大時(shí)遮斷直流電弧伴隨出現的、類(lèi)似截流現象所產(chǎn)生的有害過(guò)電壓。

無(wú)間隙金屬氧化物直流直流電涌保護器也是一種新型的產(chǎn)品,在結構外貌上,它與交流系統的金屬氧化物直流電涌保護器基本相同,只是使用的電阻片特性及設計方法與后者有所不同而已。

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