管塞 - 装置、特点、应用、优点和缺点

使用避雷针并不能完全排除雷电对电气装置的损害，尤其是电力线，因为架空电力线被雷击的可能性相对较高，而且它们通常在没有任何导体保护的情况下进行.雷击期间线路上发生的过电压会到达变电站（这就是它们被称为电涌的原因），并且可能对安装在那里的设备的绝缘造成危险。

为防止损坏任何绝缘结构，包括火花、伏秒（其特性必须低于受保护绝缘的伏秒特性。如果满足此条件，过电压波的下降将在所有情况下导致火花隙击穿，随后火花隙和受保护绝缘体两端的电压急剧下降（“中断”）。由于电气装置的工业频率电压（伴随电流），火花隙将开始流动。

在中性点接地的装置中或在两相或三相火花隙故障的情况下，随后的电弧可能不会自行熄灭，并且在这种情况下的脉冲故障将变成稳定的短路，从而导致中断安装。因此，为了避免这种设备停机，需要通过火花隙熄灭下一个电弧。

不仅提供过压隔离保护，而且在小于继电保护持续时间的时间内熄灭下一个电弧的装置，称为保护避雷器，与通常称为保护间隙 (PZ) 的传统蜡烛相反。

管道停止与 阀门 是保持器的主要类型。它们的区别在于后续灭弧的原理。在管式避雷器中，电弧通过产生强烈的纵向爆发而熄灭，而在阀式避雷器中，电弧通过与火花隙串联的附加电阻减少后续电流而熄灭。

管式火花隙（图1，a）是由绝缘气体发生材料制成的管2，管内有由棒状电极3和法兰4组成的不规则灭弧间隙S1。火花通过外部火花隙与工作电压分开，因为管2由于气体发生材料在漏电泄漏的影响下分解而不打算长期存在于电压下。限位器的第二法兰1接地。

米。 1.管式避雷器：a——装置和开关电路，b——图的常规符号，c——避雷器中的电压，d——等效电路。

在网络中出现过电压时（图 1，c），两个火花隙都会断开，过电压波（曲线 1）会被中断。伴随电流开始沿着脉冲放电形成的路径流动，火花放电转变为电弧放电，在伴随电流电弧通道的高温作用下，管材分解并释放大量气体，其中的压力急剧增加（高达几十个大气压），气体被迫通过法兰开口 4 排出，产生强烈的纵向爆炸。结果，当电流首先通过零时电弧熄灭。

当火花隙被触发时，它会以火炬的形式发射白炽电离气体 5 1.5 - 3.5 m 长和 1 - 2.5 m 宽（取决于火花隙的标称电压）并且会听到类似枪声的声音我听说。因此，为防止相间故障，在安装避雷器时，必须保证相邻相的载流部分不落入放电区。可以通过改变外部火花隙的距离来调整避雷器的跳闸电压，但不能将其降低到某个最小值以下，因为这会导致避雷器过于频繁地跳闸并增加其磨损。

由于管式火花隙棒状电极的电场高度不均匀，其伏秒特性在高达6-8μs的区域具有递减特性，这与电火花的平坦伏秒特性不一致变压器和电机。成功的电弧熄灭需要一定强度的气体形成，因此放电器仍然可以在 1-2 个半周期内熄灭电弧的切割电流有一个下限。

中断电流的上限也受到限制，因为过于强烈的气体形成会导致避雷器损坏（管子破裂或法兰损坏）。

中断电流范围在避雷器的型号名称中标明，例如，RTV 35 / (0.5 — 2.5) 表示用于 35 kV 的管状避雷器 0.5 — 2.5 乙烯基塑料，中断电流范围为 0.5 — 2.5 kA。

随着消弧间隙长度的减小和直径的增加，放电电流的两个极限都向更大的值移动。

由于避雷器的运行伴随着消弧管部分材料的燃烧，经过8—10次运行，当直径比最初增加20—25%时，避雷器就不能使用了（由于电流的限制，被它打断，改变了），必须更换。

为了考虑到操作次数，管道限制器配备了金属条 6 形式的激活指示器（见图 1，a），不会被限制器排放的气体展开。目前，该行业生产的 RTF 型管道限制器（其中气体从纤维管产生）和 RTV 型（使用乙烯基塑料管）。

由于纤维的机械强度低，它被包裹在厚管状的烘烤纸中，为了降低其吸湿性，其上覆盖有防潮清漆（通常是过氯乙烯搪瓷），可以承受环境中的大气影响夏季和冬季时期很好。 RTF避雷器的一个特点是在管子的封闭端有一个腔室，当电流通过零值时，它会增强纵向吹灭，从而有助于灭弧。

在 RTV 限流器中，气体由乙烯基塑料管产生，具有更高的气体产生能力和绝缘性能，即使在各种天气的户外工作时也能很好地保持绝缘性能。 RTV 避雷器具有更简单的设计（无内室，无需喷漆）和更高的中断电流上限（15 kA 而不是 RTF 避雷器的 7-10 kA）。

米。 2.管道止动器RTV-20-2 / 10

为了在具有非常大的间歇电流（高达 30 kA）的网络中运行，生产了 RTVU 类型的增强限制器，其机械强度的增加是通过缠绕带有多层玻璃带的乙烯基塑料管来实现的，玻璃带浸渍有耐候性环氧化合物。

管式避雷器的冲击承载能力相当高，当雷电击中线路时，实际上所有的雷电流都通过它们。 达到 30–70 kA。

管道避雷器的选择是根据网络的标称电压和网络在安装点的短路电流限制来进行的。最大短路电流是在所有网络元件（线路、变压器、发电机）都打开时计算的，同时考虑了短路电流的非周期性分量，即最小电流——具有部分断开元件的网络电路（对于例如，大修）并且不考虑非周期性分量。发现短路电流限制。必须符合管道避雷器的中断电流限制。

管式避雷器的电压范围为 3 至 220 kV，中断电流范围为电压 3 - 35 kV 时的 0.2 - 7 和 1.5 - 30 kA 至电压 110 kV 时的 0.4 - 7 和 2.2 - 30 kA。 220kV避雷器由两个110kV管式避雷器组成，用带放电管的钢笼连接。

管避雷器的主要缺点是存在放电区、浪涌波的陡峭中断、线路到地的短路（尽管是短期的）以及特别陡峭的伏秒特性，这排除了可能性管式避雷器作为变电站设备保护装置的广泛应用。管道限制器的缺点是限制中断电流的存在，这使它们的生产和操作复杂化。

管道避雷器由于简单、成本低，被广泛用作变电站保护的辅助手段，用于保护小功率和低临界变电站，以及线路的个别部分。

目前，管式和阀式限幅器正逐渐被非线性限压器（限制器）所取代……它们是串接在一起的无火花金属氧化物压敏电阻（非线性电阻），封装在瓷质或聚合物外壳中。