1/ Nguyên lý của chống sét ống
Chống sét ống là loại chống sét khe hở có khe dập hồ quang, là thiết bị chống sét dùng rất rộng rãi, để bảo vệ đường dây điện chống quá điện áp do sét đánh vào đường dây gây nên. Nguyên tắc dập hồ quang ở chống sét ống là dùng chất sinh khí thổi tắt.
Hiện nay, chống sét ông có hai loại được dùng phổ biến là PT (dùng chất sinh khí là xenlulô) và PTB (chất sinh khí là thủy tinh hữu cơ). Loại PTB dập hồ quang tốt hơn loại PT.
Hình 4.6 vẽ cấu tạo và cách mắc chống sét ống. Chông sét gồm ống 1 làm bằng chất sinh khí (phip – bakêlit đối với PT hoặc thủy tinh hữu cơ đối với PTB), hai đầu có hai nắp 2 và 3 bằng kim loại. Ở nắp 2 có bulông để bắt dây nối đất; bulông này nối tới cực điểm 4. Ở nắp 3 có nắp báo hiệu 5. Chông sét ông được mắc vào đường dây qua hai mỏ phóng điện 6 và 7, tạo thành khe hở s2.
Bình thường, đường dây vẫn cách điện yới đất nhờ hai khe hở: khe hở bên trong Si và khe hở bên ngoài S2. Khi sét đánh vào đường dây, điện thế đối với đâ’t tăng lên đột ngột, làm điện trường giữa hai khe hở mạnh lên đến giá trị cường độ chọc thủng, gây ra sự phóng điện qua hai khe hở xuống đất. Ngay lúc đó, năng lượng sét được tháo xuống đất và điện thế đường dây giảm nhanh đến trị số bình thường (bằng điện áp dây chia cho V3). Hồ quang sinh ra ở khe hở Si sẽ đốt nóng và làm cháy vỏ sinh khí, áp suất trong ống tăng lên rất cao, có thể đạt tớt hàng trăm atmosphe. Do đó, nắp báo Ỷứệu 5 bị bật ra, và một luồng khí mạnh phụt qua miệng ông, làm tắt hồ quang. Khi ấy ta nghe một tiếng nổ và thấy khói đỏ phụt ra. Nếu đi kiểm tra, phát hiện nắp tín hiệu đã bật ra, ta biết chống sét ống đã tác động.
Thời gian làm việc (phóng điện và dập hề quang) của chống sét ống không quá 0,02 giây.
Các đại lượng cơ bản của chống sét ông là điện áp làm việc, dòng điện ngắn, điện trở cách điện và khe hở phóng điện. Hai đại lượng là điện áp làm việc và dòng điện ngắt ghi ở ký hiệu của chống sét. Chẳng hạn, chống sét mã hiệu PT 35/0,4 – 3 là chống sét ống loại ống phíp – bakêlit điện áp 35 KV, dòng điện ngắt từ 0,4 đến 3 KA.
Điện trở cách điện của chổng sét ông quy định như sau
Chống sét ống có hai khe hở. Khe hở trong đã được tính toán và lắp đặt sẩn trong ống. Khe hở ngoài (S2) được chỉnh định trong quá trình lắp đặt. Khe hở này quyết định đặc tính điện áp và dòng điện phóng của chông sét, nên phải bảo đảm đúng quy định. Cụ thể là:
Loại chống sét ống Khoảng cách S2
PT-6 10 – 15 mm
PT-10 15 – 20 mm
PT – 35 20 – 25 mm
2/ Cách lắp chống sét van
Chống sét van là thiết bị chóng sét xâm nhập từ đường dây vào trạm biến áp và máy phát điện. Khi sét đánh trên đường dây, hoặc cảm ứng vào đường dây, năng lượng dòng sét sẽ lan truyền trên dây dẫn dưới dạng sóng chạy, sóng sét là loại sóng cao tần, tức tốc độ biến thiến rất nhanh và chỉ kéo dài trên một khoảng nhỏ của dây dẫn, nhưng biên độ rất lớn. Khi xâm nhập vào trạm biến áp hay thanh góp của nhà máy điện, nó sẽ gây ra quá điện áp, phá hỏng cách điện của các thiết bị cũng như máy biến áp hoặc máy phát điện. Chông sét van sẽ làm nhiệm vụ tháo sóng sét này xuống đất, hạn chế tác hại do sóng sét gây ra. Chống sét van được mắc ở thanh góp của trạm, của nhà máy điện, hoặc đấu ở trung tính máy phát điện.
Hiện nay, chông sét van do Nga và các nước tiên tiến sản ximt có các loại phổ biến sau đây:
- Loại PBC dùng bảo vệ cho các trạm biến áp công suất lớn, điện áp từ 3 đến 220 KV.
- Loại PBTT dùng bảo vệ cho các trạm biến áp công suất vừa và nhỏ, điện áp từ 3 đến 10 KV.
- Loại PBBM dùng bảo vệ máy phát điện, động cơ và máy bù đồng bộ, điện áp từ 3 đến 10 KV.
Bộ phận chủ yếu của điện trở phi tuyến và khe dập tia lửa. Hai bộ phận này đặt nốì tiếp nhau; dòng điện sét qua khe dập tia lửa, qua điện trở phi tuyến xuống đất.
Mỗi khe dập tia lửa gồm có hai đĩa đồng mỏng dập định hình, ép vào một tấm mica dày từ 0,5 đến 1 mm, dạng hình vành khăn (hình 4.8). Chính tấm mica này tạo nên khe dập tia lửa.
Điện trở phi tuyến làm bằng bột kim cương và graíit loại vật liệu này gọi là vilit. Đặc điểm của vilit là điện trở của nó biến đổi theo dòng điện cũng như điện áp. Khi đòng (hay áp) nhỏ, điện trở của nó rất lớn; ngược lại, khi tăng dòng (hay áp) đến giới hạn nào đó điện trở suất sẽ giảm nhanh. Bột vilit được đúc thành dạng đĩa dày từ 20 đến 30 mm, đường kính 75 – 100 min. Các đĩa này chịu được dòng điện tới 30 – 40 KA mà không bị hỏng.
Hình 4.7 vẽ cấu tạo của chống sét van 6 KV. Chống sét gồm có sáu đĩa vilit và bảy khe dập tia lửa. Cực 1 để nối tới đây dẫn của mạng điện (tới thanh góp), còn cực 5 để nối đất.
Khi có sóng sét truyền tới đầu cực chống sét, điện áp tăng lên rất cao, làm xuất hiện sự phóng điện qua các khe dập tia lửa. Lúc này các đĩa vilit chịu điện áp lớn nên điện trở của nó giảm xuống rất nhỏ. Nhờ vậy, dòng điện sét được tháo xuống đât Sau đó, dòng điện sét giảm rất nhanh, điện trở các đĩa vilit tăng cao đột ngột, dòng điện hồ quang qua các khe giảm xuống rất nhỏ, và do đó bị dập tắt ở các khe này. Dòng điện bị ngắt hoàn toàn. Lúc này, điện áp đặt vào chống sét là điện áp lưới có trị số nhỏ, không đủ gây ra phóng điện.
Vì chống sét có tính lựa chọn, chỉ tháo dòng điện; ngăn dòng điện tải, nên gọi là chông sét van.
Các nước chế tạo chông sét van loại PBC có điện áp định mức 3; 6; 10; 15; 20 và 35 KV, để có thể lắp ghép thành các bộ chống sét từ 3 đến 220 KV.
Khi sử dụng chống sét, cần đặc biệt chú ý đề phòng hơi nước lọt vào trong. Các đĩa vilit bị ẩm sẽ thay đổi đặc tính điện và do đó, làm mất tác dụng chống sét. Khí hậu nước ta nóng và ẩm nhiều, nên cần chú ý bảo quản kín nắp và đáy chống sét van (có thể dùng hắc in hoặc nhựa đường trát kín).
