Chống sét van đường dây là gì và nguyên lý làm việc

Chống sét van đường dây là gì và nguyên lý làm việc

Chống sét van đường dây là gì thiết bị này có quan trọng không. Nếu bạn chưa biết thì chống sét van được lắp đặt trên dây dẫn của đường điện cáo áp trên không, nhằm giảm  rủi ro chọc thủng cách điện do quá điện áp khí quyển (phóng điện sét) và do quá điện áp thao tác.

Chống sét van đường dây là gì?

Chống sét van đường dây dùng để bảo vệ đường dây có nguyên lý hoạt động khác so với hầu hết các kiểu chống sét khác. Đối với chống sét van đường dây, dòng điện sét được dẫn trên dây dẫn. Đối với các trường hợp chống sét khác, dòng điện sét được cách ly khỏi dây dẫn.

Nếu không có chống sét van bảo vệ, khi xảy ra sét đánh trực tiếp vào cột điện hoặc dây chống sét, dòng điện sét sẽ  đi qua dây thoát sét xuống đất. Nếu tổng trở nối đất lớn thì điện áp giáng trên tổng trở nối đất cột điện lớn vượt quá khả năng chịu đựng của cách điện dây dẫn, có thể xảy ra hiện tượng phóng điện ngược trên cách điện.
Phóng điện ngược: Là hiện tượng xuất hiện hồ quang bắt đầu từ dây nối đất cột điện vòng qua cách điện tới dây pha mang điện (xem hình 2). Hiện tượng này có thể xuất hiện khi sét đánh trực tiếp vào cột điện hoặc vào dây chống sét trên không, tại nơi đó có tổng trở đất tương đối cao, khả năng thoát sét kém. Nó được biết đến như hiện tượng phóng hồ quang ngược bởi vì nó có chiều ngược với hồ quang được tiến hành trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Hiện tượng phóng điện ngược thường kèm theo chọc thủng hoặc làm tổn thương cách điện đường dây. Trong trường hợp này, máy cắt phải hoạt động để loại trừ sự cố.

Ngay lập tức, theo sau quá trình phóng điện ngược là quá trình phóng điện xuôi tần số công nghiệp dọc theo đường dẫn đã bị ion hóa do phóng điện ngược gây nên (xem hình 3). Hồ quang tần số công nghiệp này chỉ được dập tắt khi rơle bảo vệ đường dây tác động cắt máy cắt đầu nguồn. Điều này sẽ gây nên một sự cố thoáng qua trên đường dây, nếu cách điện được phục hồi hoặc sự cố vĩnh cửu nếu như cách điện bị phá hủy.

Nếu có một chống sét van được lắp trên pha này thì dòng sét sẽ đi qua chống sét van vào dây dẫn (xem hình 4), sẽ không có hồ quang do phóng điện ngược gây ra dẫn đến không xuất hiện hiện tượng ion hóa và không xẩy ra phóng điện tần số công nghiệp. Trong các trường hợp sử dụng chống sét van đường dây sẽ ngăn chặn đwwợc hiện tượng chọc thủng cách điện và do đó loại trừ các sự cố do quá điện áp khí quyển gây nên.

Nguyên lý làm việc của chống sét van

Chống sét van là một thiết bị chống sét hoàn hảo nhất dùng để bảo vệ cho trạm biến áp, trạm phân phối và các máy điện khác.

Cấu tạo của chống sét van gồm hai phần:
– Bên ngoài là một ống sứ hay chất dẻo cách điện có hình dạng và kích thước tùy thuộc cấp điện áp định mức sử dụng.
– Bên trong ống chứa hai phần tử chính là khe hở phóng điện và điện trở phi tuyến.

Khe hở phóng điện bao gồm nhiều cặp khe hở ghép nối tiếp. Mỗi cặp khe hở được chế tạo bởi 2 đĩa đồng mỏng dập định hình. Ở giữa là một tấm đệm mica hoặc bìa cách điện dày khoảng 1mm để tạo khe hở phóng điện. Mỗi chống sét van có số cặp khe hở phóng điện tùy theo nhà chế tạo thiết kế.

Điện trở phi tuyến gồm các tấm hình trụ tròn ghép nối tiếp. Điện trở phi tuyến có thể là Vilit hoặc Tirit hoặc ZnO… (thường là Vilit).

Nguyên lý hoạt động của chống sét van chủ yếu phụ thuộc vào tính chất của điện trở Vilit. Khi điện áp đặt lên Vilit tăng cao thì giá trị điện trở của nó giảm và ngược lại khi điện áp giảm xuống thì điện trở sẽ tăng lên nhanh chóng.

Khi có quá điện áp đặt lên chống sét van cho máy biến áp, điện trở của chống sét van nhanh chóng hạ thấp xuống tạo điều kiện để tháo hết sóng sét qua nó xuống đất, đến khi đặt lên chống sét van chỉ còn là điện áp mạng thì điện trở của chống sét van lại tăng lên rất lớn chấm dứt dòng kế tục vào thời điểm thích hợp nhất.

Đồng thời trong khi tháo sét, điện áp dư trên chống sét van cũng có giá trị nhỏ, điều này sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị được bảo vệ.

Chống sét van có khe hở đặc tính tác động tương đối bằng phẳng nên chống sét van không những có tác dụng hạ thấp biên độ mà còn làm giảm độ dốc của sóng sét. Vì thế, nó có thể bảo vệ chống được hiện tượng xuyên kích giữa các vòng dây trong cùng một pha của các máy điện.

Điện trở Vilit dễ bị nhiễm ẩm sẽ thay đổi đặc tính điện và làm mất tác dụng của chống sét van, do đó cần có biện pháp chống nhiếm ẩm cho điện trở Vilit.

Thiết bị chống sét van là thiết bị bảo vệ để hạn chế điện áp xung do xung sét hoặc sự cố, để tránh hư hỏng thiết bị và gián đoạn quá trình cung cấp điện. Với khí hậu nhiều mưa bão như nước ta thì đối với những cơ sở sản xuất việc lắp đặt thiết bị điện này là điều cần thiết để hạn chế các tai nạn đáng tiếc xảy ra.

Chia sẻ bài viết