1. Kirish so‘zi. Asosiy tushinchalar va holatlar. O‘ta kuchlanish turlari va ularning paydo bo‘lishi

Sinov savollari:

1. 
   YAshin qaytargichning «Orientirlash balandligi» va kritik orientirlash balandligi nimani bildiradi?
   
2. 
   YAshin qaytargichlarning turi va ularning himoyalash soxasi?
   
3. 
   Himoyalash burchagi va uning optimal qiymati?
   
4. 
   Stansiya va nimstansiyalarni yashindan muxofazalash ?
   
5. 
   Ishchi va himoyalash zaminlashni tushintiring?
   
6. 
   Zaminlash qarshiligi nimalarga bog‘liq?
   

Mavzu №25:Yashindan saqlagich razryadlagichlar


Ma’ruza rejasi:

1. 
   Uchqun oralig‘i uning ishlash prinsipi.
   
2. 
   Naysimon va ventili razryadlagichlar va ularning tarkibi.
   
3. 
   Razryadlagichlarning qo‘llanish soxalari.
   

Havo elektr uzatish yo‘llarida yashining urilishidan paydo bo‘lgan o‘ta kuchlanish to‘lqinlari stansiya va nimstansiyada o‘rnatilgan kurilmalar izolyasiyasiga katta havf to‘g‘diradi. Bu holda stansiyada, havo elektr uzatish yo‘llarida va nimstansiyada o‘rnatilgan YAQ -lar himoya qila olmaydi. Buning uchun qo‘shimcha tadbirlar ya’ni himoyalanayotgan izolyasiya konstruksiyasiga paralel uchqun oralig‘i (UO) ulanadi. Bunda UO-ning VSX to‘laligicha izolyasiya konstruksiya VSX -sida yotishi lozim, lekin bu muammo o‘ta murakkab hisoblanadi. Himoyalovchi UO -ning kamchiligi uning har bir teshilishida erga qisqa tutashuv sodir bo‘lishidir. Agar UO nimstansiya izolyasiyasini himoyalash uchun o‘rnatilgan bo‘lsa, uning har bir teshilishi nimstansiya qo‘rilmalarining shinasida qisqa tutashuvga olib keladi, bu sistema uchun o‘ta og‘ir shikastlanish hisoblanadi.
SHuning uchun UO mukammal himoyalash elementi razryadlagichlarga ko‘-shimcha qurilma ko‘rinishda qo‘llaniladi. Himoyalash razryadlagichlari paydo bo‘ladigan elektr yoyini mustaqil sundiradi. Himoyalash razryadlagichlar qis-qa tutashuv yoyini reli himoya elementi ishlagunga qadar uchiradi. Hozirgi vaqtda asosan XEUY -larini himoyalash uchun qo‘llaniladigan naysimon razryadlagichlar (NR) va nimstansiya izolyasiyani himoyalashga mo‘ljallangan ventil razryadlagichlar (VR) ishlatiladi.
NR-larning prinsipial sxemasi 1a rasmda keltirilgan. Bu razryadlagichning asosi o‘zidan gaz ajratuchi materialdan yasalgan nay hisoblanadi. Nayning bir tomoni ichki elektrod o‘rnatilgan temir qopqoq bilan maxkamlangan. Uning ochiq tomonida halqa ko‘rinishdagi ikkinchi elektrod o‘rnatilgan. Sterjen va halqa elektrodlar oralig‘i S₁-ga ichki yoki yoy sundiruvchi oraliq deyiladi. Nay faza o‘tkazgichdan tashki UO S₁ bilan ajratiladi, aks xolda nayning gaz ajratuvchi materiali doimo naydan oqib o‘t-uvchi tok ta’sirida emirilishga uchragan bo‘lar edi.
NR-ning ishlash prinsipi quyidagicha: Atmosfera o‘ta kuchlanish to‘l-qini razryadlagichga urilganda ikkala oraliq ham teshiladi va tok impulsi erga o‘tkaziladi. Impuls tugagandan keyin, razryadlagich orqali qisqa tutashuv tokining oqishi davom etadi. O‘zgaruvchan yoy tokining oqib o‘tishidan katta xaroratgacha qizishidan kanalda gazning intensiv ajralishi sodir bo‘-ladi. Buning natijasida gazning bosimi bir necha atmosferaga oshadi. Gaz nayning ochiq tomoniga yo‘nalishi natijasida bo‘ylama fuflash paydo bo‘li-shidan yoy tokning birinchi noldan o‘tishi vaqtida o‘chishi sodir bo‘ladi. Nayning ishlashida o‘q ovoziga o‘xshash ovoz eshitilib qizigan gaz atmosferaga chiqadi.
a) b)
U
3

Rasm - 1.
NR-ning himoyalash ta’siri uning zaminlanish aktiv qarshiligi va VSX bilan xarakterlanadi (rasm 1b) va VSX razryadlagichning tashqi va ichki UO-ning uzunligiga bog‘liq. Bu erda 1- VSX, 2 -razryadlagichdagi kuchlanish, 3- razryadlagichga tushayotgan kuchlanish to‘lqini. Tashqi UO izolyasiyaning himoyalash sharti bo‘yicha tanlanib u o‘zgartirilishi (rostlanishi) mumkin. Ichki UO qiymati razryadlagichning yoyni sundirish xususiyati bo‘yi-cha tanlanib u rostlanmaydi.
Nayda gazning ajralish intensivligi undan oqib o‘tayotgan tokning qiymatiga bog‘liq, shuning uchun trubkaning ishonchli uzilishini ta’minlovchi tokning pastki chegarasi mavjud. CHunki katta qiymatdagi tok oqib o‘t-ganidan ajralgan gazning bosimi oshib ketishi natijasida naysimon razryadlagichlarning buzilishiga olib kelishi mumkin. SHu sababdan NR-lar uchun o‘chirilish tokining yuqori chegarasi ham o‘rantiladi. O‘chirilish tokining chegaralari trubka ichki kanalining uzunligiga bog‘liq.
Elektr tarmog‘ining NR o‘rnatiladigan nuqtasini aniqlash uchun uning qisqa tutashuv toki hisoblanadi, chunki bu tok razryadlagichlarning o‘chirish toki diapazonida yotish kerak. Bir necha o‘chirishlardan so‘ng razryadlagichlarning ichki kanalining diametri 2025%-ga kattalashishi natijasida o‘chirish tokining diapazoni o‘zgaradi. Natijada razryadlagichlar almashtiriladi yoki uning o‘chirish tokining diapazoni o‘zgartiriladi. Hozirgi vaqtda elektroenergetikada quyidagi fibromekalentli (RNF) va viniplastili (RNV) NR-lar qo‘llaniladi. Fibromikalentli NR-da fibraning, ya’ni fibra pardaning mexanik mustahkamligi uncha katta bo‘lmaganligidan uning ustidan bakalizlangan qog‘oz bilan o‘raladi, aks holda fibra gazning yuqori bosimiga chidash bera olmaydi. Bakalit gigraskoplik xususiyatiga egaligidan NR nayining ustki qismi namliqga chidamli lok bilan qoplanadi. Bu maqsada 4-5 yil eksplutatsiya davrida o‘zining izolyasiyalash qobilyatini yo‘qotmaydigan PXV-26 (perxlorvinilivaya) rusmli emal bilan qoplanadi. RNF rusmli NR nayining yopiq tomonida kamera mavjud bo‘lib unda qisqa tutashuv toki oqib o‘tishi vaqtida gaz bosimi ortadi. Tokning noldan o‘tishida bosim ostidagi gaz ikkinchi chiqish tomonidan atmosferaga chiqa-rilib yoyning so‘nishi ta’minlanadi.
RNF turidagi NR-lar bir karra ishlaganligini ko‘rsatuvchi egilgan metal plastina bilan jixozlangan. Bu plastina ikkinchi uchi bilan nayning ochiq tomoniga biriktirilgan. Plastinaning maxkamlanmagan tomoni razryadlagich ishlaganda naydan tashqi tomonga chiqarib tashlanadi.
RNF rusmli razryadlagichlar 3110 kV kuchlanishga mo‘ljalanib ishlab chiqariladi. Nominal kuchlanishidan tashqari razryadlagichlar o‘chirish tokining chegarasi bilan ham farqlanadi va bu kattaliklar uning markirovkasida ko‘rsatiladi. Misol, RNF 110/0.85 razryadlagich 110 kV kuchlanishga mo‘ljallangan bo‘lib uning o‘chirish toki 0.85 ampergacha bo‘ladi. RNV rusmli NR RNF rusmli razryadlagichlarga qaraganda yaxshi izolyasiya va gaz generatsiya qilish xususiyati bilan farqlanadi. Viniplast materiali diyarli gigroskopik emasligidan u ochiq havoda ham o‘zining xususiyatini saqlaydi. SHuning uchun u lok yoki boshqa materiallar bilan qoplanmaydi. Viniplastning gaz ajratish (generatsiya) xususiyati yuqoriligidan keyingi vaqtdaa RNF rusmli razryadlagichlardan foydalanish chegaralangan. RNV rusmli NR-larda kamera rolini nay devori bilan elektrod orasidagi sterjen ko‘ri-nishdagi oraliq bajaradi. Viniplastning yuqori mexanik mustahkamligidan RNV rusmli razryadlagichlar o‘zining katta o‘chirish toki diapazoniga ega. Hozirgi vaqtda RNV rusmli razryadlagichlar nominal kuchlanishi 110 kV va o‘chirish toki 20 kA-gacha bo‘lgan diapazonlar uchun tayerlanadi. Razryadlagichlarning ishlashida kuchli ionlashgan gazning otilib chiqishi bilan xarakterlanganligidan uni tayanchlarga o‘rnatishda bu otilib chiqayotgan gazning fazalar orasiga yunalishiga yo‘l qo‘yilmaydi. Aks holda bu fazalararo qiska tutashuv sodir bo‘lishiga olib kelishi mumkin.
NR-lar shunday maxkamlanadiki, uning gorizontga nisbatan joylashishi 5 gradusdan oshmasligi va ochiq tomoni bilan pastga qaratilib o‘rnatilishi lozim. Bunday o‘rnatilishda ularda namlik yig‘ilmaydi. Ifloslangan rayonlarda razryadlagichlar 45 gradusgacha qiyalangan holda o‘rnatiladi. Bu uning o‘z-o‘zini tozalash sharoiti yaxshilaydi. Elektr sistemalar quv-vatining oshishi o‘z navbatida qisqa tutashuv tokining oshishiga va sistemaning ishonchli ishlashini ta’minlash uchun yangi kuchli razryadlagichlarning ishlab chiqarilishini talab etadi. Natijada VEI-da RNVU kuchaytirilgan(usilennыy) razryadlagich ishlab chiqarildi. Bu razryadlagichlarda yupqa viniplast nay epoksid smolaga shimdirilgan va shishamaterial (steklotkan) bilan kuchlantirilgan. YUqorida qaralgan hamma NR-lar uchun kamchilik o‘chirilish tokining chegaralanishidir.
VR-lar nimstansiyaga liniyadan kelayotgan o‘ta kuchlanish to‘lqinidan nimstansiya qurilmalarini himoyalashga mo‘ljallangan. CHunki transformator va aparatlarning izolyasiyasi VR muljallangan kuchlanishga chidashi lozim. SHuning uchun VR -ning himoyalash xarakteristikasi nimstansya quril-malarining o‘lchamiga va ularning narxiga bevosita ta’sir ko‘rsatadi.
VR-larning asosiy elementi kup karrali UO bilan unga ketma-ket ulangan ichki qarshilik hisoblanadi.
VR-ga tashqi o‘ta kuchlanish to‘lqini ta’sir etganda uning UO teshiladi va o‘ta kuchlanish to‘lqini kesiladi, natijada VR orqali oqayotgan tok impulsidan ishchi qarshilikda kuchlanishning tushishi hosil bo‘ladi. Bu kuchlanishga "qolayotgan kuchlanish" deyiladi. Razryadlagich orqali oqib o‘ta-yotgan yashin tokining qiymatidan qat’iy nazar "qolayotgan kuchlanish" ning o‘zgarmay qolishi asosiy talab hisoblanadi. Bu idial holatni amalga oshirishga imkon yo‘q, lekin vilit materialidan yasaladigan noziqli qarshilik, razryadlagichda qoladigan kuchlanishni UO-ning teshilish kuchlanishiga yaqin bo‘li-shini ta’minlaydi. UO-ning teshilish kuchlanishining impulsi bilan ishchi qarshilikdagi kuchlanish VR-ning himoyalash ta’sirini xarakterlaydi. YAshin toki o‘tkazilgandan keyin razryadlagich orqali sanoat chastotasidagi ishchi kuchlanish bilan aniqlanadigan tok oqib uta boshlaydi. Nozichiq qar-shilik tayyorlanadigan vilit materialining xarakteristikasi shundayki u atmosfera o‘ta kuchlanishiga nisbatan ancha kichik kuchlanishda uning qar-shiligi keskin o‘sib ketadi natijada o‘tayotgan tok juda kamayib ketishi ta’minlanadi. Natijada tok noldan o‘tish vaqtida UO -dagi yoy so‘nadi. VR-ning oqib o‘tayotgan tokni ishonchli uzadigan sanoat davrtezligidagi eng katta kuchlanishiga so‘ndirish kuchlanishi deyiladi va u razryadlagichning asosiy xarakteristikaldaridan biri hisoblanadi.
VR-ning ishchi qarshiligining asosini elektrotexnik karborund (SIO₂) tashkil etadi. Bu razryadlagichda elektrotexnik korborund kukuning ustidan qalinligi 10^-5sm bo‘lgan kremniy oksididan to‘sqinlovchi qatlam mavjud. Korborund kukuning solishtirma qarshiligi uncha katta emas 10 ^-2 omm. Maydon kuchlanganligining kichik qiymatida (ya’ni ishchi qarshilik-dagi kuchlanishning uncha katta bo‘lmagan qiymatida) tusqinlovchi qatlamning solishtirma qarshiligi 10⁴10⁶ omm va xamma kuchlanish tusqinlovchi qatlamga to‘g‘ri keladi. U ishchi qarshiliqning qiymatini aniqlaydi. Maydon kuchlanganligining o‘sishida tusqinlovchi qatlamning qarshiligi keskin kamayib ketadi va ishchi qarshilikning qiymati karborundning qarshiligi bilan aniqlanadi. VR -ning ishchi qarshiligi karborund kukuni va bog‘-lovchi materilidan yasalgan diskdan iborat. Vilit disklarini birlashtirish uchun suyuq shisha qo‘llaniladi. Bu esa vilit disklarini past xaroratda (taxminan birnecha yuz graduslarda) qizdirishga imkon beradi, bu qatlam-ning ventil xususiyatini saqlashga imkon beradi. Oldingi vaqtlarda ishchi qarshilik tirit materialidan yasalib ularda bog‘lovchi rolini oddiy loy bajargan. Uni toblash uchun yuqori tempratura talab etilib (1200 gradus), toblashda tusqinlovchi qatlam sinib buzilishi kuzatilgan.
RVS rusmli razdyadlagichda qullaniladigan diametri 100 sm va qalin-ligi 60 sm bo‘lgan vilit diskalarining VAX 2a rasmda keltirilgan. Bu xarakteristika amplitudasi 1-10000 amper diapazonida o‘zgaruvchan va davom etish vaqti 20/40 mk-sekundli tok tulqinida olingan. Xarakteristika har xil qiyalanish koeffitsientiga ega bo‘lgan ikkita siniq chiziqli qismdan iborat. Bu siniq chiziqlar uchun aloxida aloxida analitik bog‘lanishlar keltiramiz.
TgU=tgA+tgI
bu erda  - vintellik yoki nochiziqlik koeffitsienti.
Koeffitsient  qancha kichik bo‘lsa, vilit diskasi orqali oqayotgan tokning usishi bilan uning kuchlanishi shuncha kam usadi. Bu esa kichik nochiziqlik koeffitsientli disklardan yasalgan ishchi qarshiliqda qolayotgan kuchlanish shuncha turg‘un bo‘lishini ta’minlaydi. Razryadlagich orqali katta tok oqib o‘tganda u xarakteristika o‘ng tomonida ishlab, bu qismda noziqlik koeffitsienti = 0.13  0.2. Oldingi qo‘llanilgan tirit diskalarida bu koeffitsient  = 0.140.25 diapazonda bo‘lgan.

l qU, v a) kV U b)

4,3 300
200

100

lqI,a I
1 2 3 4 5 0 5000 10000 a
Rasm-2.

VAX-ning birinchi chap qismida ishlaganda ishchi qarshiliqda qoladigan kuchlanish = 0.28 0.32 noziqlik koeffitsienti bilan xarakterlanadi. Bu holda yuqoridagi tenglamani quyidagicha yozib olinishimiz mumkin. U = AI^ 

bu erda A o‘zgarmas kattalik diskning 1a tokdagi qarshiligi.
VR-ning ishchi qarshiligi n-ta ketma-ket ulangan disklardan iborat bo‘lsa, razryadlagichning VAX-ni quyidagi bog‘lanish bilan aniqlash mumkin.
U = nAI^ (1)
RVS-110 rusmli razryadlagichning VAX 2b rasmda keltirilgan.
Razryadlagichning disklari kichik noziqlik koeffitsienti bilan birga, diskning ishchi qarshiligi etarli o‘tkazuvchanlik qobiliyatiga ega bo‘lishi kerak. Bu razryadlagich bir necha karra takroriy ishlaganda ham uning elektrik xarakteristikasi o‘zgarmasligi kerak. Ishchi qarshilikda ajralib chiqqan issiqlik energiyasi ta’sirida diskning teshilishi va o‘zining xususiyatini yo‘qotishi mumkin. Demak diskning o‘tkazuvchanlik qobiliyati ishchi qarshilik orqali oqayotgan tok amplitudasi va ta’sir etish vaqtiga bog‘liq. SHuning uchun o‘tkazuvchanlik qobiliyati to‘g‘riburchakli formadagi 2000 mksek davomida ta’sir etuvchi tok bilan tekshiriladi. VR ishlashi UO -ning teshilishidan boshlanadi va UO -larda yoyning so‘nishi bilan tugallanadi.
Kuchlanishi 110kV va undan yuqori kuchlanishga mo‘ljallangan VR-larda ketma-ket ulangan alohida UO-larining soni (96 va undan ortiq) bo‘lishi mumkin. Kuchlanishning notekis taqsimlanishi, impuls koeffitsientining birdan kichik bo‘lishini ta’minlanadi. Bu koeffitsientining birga tengligini ta’minlash uchun ketma-ket ulangan UO-lari orasiga ekranlovchi halqa o‘rnatiladi.
YAshindan himoyalashga muljallangan VR-lar ayrim ichki o‘ta kuchlanishlarni chegaralasada, lekin undan himoyalash uchun uning tashqi UO rostlanadi.
Har to‘rtta ketma-ket ulangan UO chinni silindrik idishga joylashtiriladi, bu razryadlagichlarni komplektlashni yaxshilaydi. Har bir shunday komplekt bronza qalpoq bilan berkitilib, unda karborund qarshiligining normalari keltirilgan. Ishchi qarshilik disklari keramik bilan surkash yordamida bloklarga birlashtiriladi. Disklar o‘zaro yonboshlarini metal bilan qoplash natijasida elektrik ulanadi. UO-ning komplekti bilan vilit disklari germetik chinni g‘ilofga joylashtirilgan.
Aylanuvchi mashinalar (generatorlar, matorlar)-ni o‘takuchlanishdan himoyalash nimstansiyalarni himoyalashga uxshash. Aylanuvchi mashinalar izolyasiyasining elektrik mustaxkamligi transformatorlarnikiga qaraganda ancha past. Aylanuvchi mashinalarni himoyalash uchun magnitli RVVM rusumli VR-lar qo‘llanilgan. Ammo bu razryadlagichlarda qoladigan kuchlanish izolyasiyaning kafolatlangan impuls mustaxkamligidan ancha kattaligidan bu raz-ryadlagichlar talabga javob bermaydi. SHu sababdan 310kV kuchlanishda ishlashga mo‘ljallanib yasalgan RVS rusmli VR-lar qo‘llanilmoqda. Lekin yangi yoyni magnit bilan sundirishga muljallanib yasalayotgan razryadlagichlarning xarakteristikasi ancha yaxshilangan. Razryadlagichda qoladigan kuchlanish ishchi qarshilik disklarini nozichiqligini tanlash yo‘li bilan amalga oshiriladi.
Moskvadagi VEI institutida 500kV kuchlanishga mo‘ljallangan magnit VR-li ikkita halqa ko‘rinishidagi elektroddan ibrat bo‘lib nayda o‘yiq mavjud. Bu o‘yiqga doimiy magnit ta’sir etadi. Magnit maydoni ta’sirida hosil bo‘lgan yoy aylanama harakat qiladi va natijada uning sovushi intensiv bo‘ladi. Ey so‘ngandan keyin UO -ning mustahkamligi oldingi razryadlagichlarnikiga qaraganda tezroq tiklanadi. Bu razryadlagichdan o‘tayotgan tokni oshirishga imkon tug‘iladi. To‘g‘ri burchakli tok to‘lqini ta’sir etganda RMVG rusmli razryadlagichning maksimal toki 400 ampergacha bo‘lishi mumkin. Kuchlanishi 330 va 500kV -ga muljallangan razryadlagichlar yordamida ichki o‘ta kuchlanishni chegaralash uchun uning o‘tkazuvchanlik qobiliyatini oshirish zarur. Kuchlanishi 500kV bo‘lgan kuchlanishda ishlashga muljallangan RMVG-500 razryadlagichi 12 -ta standart elementdan iborat. Elementlar uchta VR KO-400 tayanch izolyatoriga o‘rnatilgan.
Nimstansiyada sodir bo‘ladigan izolyasiyaning qoplanishi shinada qis-qa tutashuvga va sistemalarda ham juda og‘ir shikastlanishlarning xosil bo‘lishiga sabab bo‘ladi. Elektr apparatlarini konstruksiyalashda ichki izolyasiyaning bardoshligi tashqi izolyasiyaga nisbatan katta qilib tanlansada vaqt o‘tishi bilan hamda rejim buzilishlarda izolyasiyaning jadal eskirishidan yashindan qoplanishi natijasida apparatlar izolyasiyasining teshilishiga va apparatning shikastlanishiga olib keladi. Ma’lum tadbirlar qo‘llash hisobiga nimstansiya izolyasiyasining shikastlanish extimolini kamaytirishga intiliniladi. Buni son jihatidan harakterlash uchun "Nim-stansiyaning yashin bardoshlik ko‘rsatkichi" degan kattalik qabul qilinadi. Bu nimstansiyada havfli kuchlanish paydo bo‘lmaydigan xisobiy yillar soniga teng. Bu nimstansiya uchun yuzlab ba’zida minglab yillarga teng, bu juda katta yashin bardoshlikni beradi.
Nimstansiyalarni yashindan himoyalash elementi VR-lar bo‘lib ularning razryadlanish kuchlanishi nimstansiya izolyasiyasining 12 kafolatlangan mustahkamlanganligidan 10% -ga kam. VR -larning himoyasi effektivliroq bo‘lishligi uchun, undan o‘tayotgan tokning qiymatini chegaralash zarur. Aks holda kelayotgan kuchlanish, kafolatlangan kuchlanishdan katta bo‘ladi.

Sinov savollari:

1. 
   Razryadlagichlar turlari va udarning ishlash prinsipini izoxlang?
   
2. 
   Ventili va naysimon razryadlagichlarning asosini nima tashkil etadi?
   
3. 
   Naysimon razryadlagich tavyanchlarda qanday o‘rnatiladi?
   
4. 
   Ventili razryalagichning ishchi qarshilig‘ining tuzilishi?
   
5. 
   Sundirish va «qolayotgan» kuchlanishlarini izoxlang?
   
6. 
   Nimsansiyaning yashinbardoshlik ko‘rsatkichi nimani bildiradi?