Elektr sistemasida qo‘llaniladigan yashin qaytargichlar

Elektr sistemasida qo‘llaniladigan yashin qaytargichlar
Yashinning bevosita urilishidan himoyalash uchun qo‘llaniluvchi yashin qaytargichlar Franklin tomonidan taklif etilgan bo‘lib, u himoyalanayotgan obyekt ustida ma’lum balandlikda o‘rnatiladigan va yashin tokining himoyalanayotgan elementni chetlab oqib o‘tishini ta’minlaydigan maxsus elektr qurilma hisoblanadi.
Har bir yashin qaytargich uchta – himoyalanayotgan obyekt ustida o‘rnatiladigan yashin qabul qilgich; zaminlagich va yashin qabul qilgichni zaminlagich bilan bog‘lovchi qismlardan iborat. Yashin qaytargich (YaQ) uchun quyidagi asosiy shartlar bajarilishi kerak: yaxshi zaminlanganlik; qismlarining o‘zaro qat’iy elektr bog‘lanishda bo‘lishi. Yaxshi zaminlanmagan YaQda juda yuqori kuchlanish hosil bo‘lib u YaQning teshilishiga, himoyalanayotgan obyektga yo‘nalgan razryadlanishga olib kelishi mumkin. YaQ qismlarining o‘zaro qat’iy elektr bog‘lanishda bo‘lmasligi natijasida u orqali katta tok oqib o‘tishiga va uchqunlanish tufayli yong‘in yuzaga kelishi mumkin.
Elektr sistemasida qo‘llaniladigan yashin qaytargichlar ikkiga bo‘linadi:
Sterjensimon (qoziqsimon)
Trosli
Shuni ta’kidlash lozimki, trosli yashin qaytargichlarni podstansiya hududini himoyalash uchun qo‘llash tavsiya etilmaydi. Chunki tross to‘satdan uzilgan taqdirda uning yig‘uvchi shinalar yoki elektr qurilmalarining ustiga tushishi butun podstansiyani ishdan chiqarishi mumkin. Ular asosan havodagi elektr uzatish liniyalarini (HEUL), stansiya va podstansiyalarning OTQ lari, GESlarda dambagacha bo‘lgan oraliqdagi o‘tkazgichlarni himoyalash uchun qo‘llaniladi.
Agar sterjen ko‘rinishidagi yashin qaytargich transformator yoki shina portalida o‘rnatilgan bo‘lsa, yashin urilganda unda paydo bo‘ladigan yuqori kuchlanish ta’sirida portaldan izolyatorlar shodasi bo‘ylab o‘tkazgichga teskari qoplanish sodir bo‘lishi mumkin. Agar himoya uchun alohida yoki projektor machtasiga o‘rnatilgan YaQ qo‘llanilsa undan elektr qurilmasiga havo orqali qoplanish kuzatilishi mumkin. Bunday holatdan muhofoza qilish uchun YaQ ning zaminlash qarshiligi imkoni boricha kichik bo‘lishi, izolyatorlar shodasining va izolyatsiya oralig‘ining elektr mustahkamligi katta bo‘lishi kerak.
Shu bilan birga alohida o‘rnatilgan YaQ bilan yerda yoki yer ostida joylashgan qurilmalar, kabellar va quvurlar orasidagi izolyatsiya oralig‘i ta’minlanishi zarur. YaQ ning zaminlash qarshiligini yetarli darajada kichik bo‘lmasligi teskari yo‘nalishda qoplanishning sodir bo‘lishiga olib keladi. Bundan himoyalash uchun nochiziqli o‘takuchlanishni chegaralagichlar yoki transformatorlarning past kuchlanishli chulg‘ami bilan korpusi orasida o‘rnatiluvchi ventilli razryadlagichlar xizmat qiladi.
Barcha YaQlarning himoya ta’siri uning tepasida lider bosqichida zaryad yig‘ilib, rivojlanayotgan lider bilan YaQ uchi orasida lider yo‘nalishi bo‘yicha katta elektr maydon kuchlanganligini hosil qilinadi. YaQdan teskari yo‘nalishda liderning paydo bo‘lishi va rivojlanishi shu yo‘l bo‘yicha elektr maydon kuchlanganligini yanada kuchaytiradi va oqibatda yashinning yer ustidagi obyektga razryadlanish yo‘nalishi to‘la aniqlaniladi. YaQdan past bo‘lgan himoyalanayotgan obyekt yashinning bevosita urilishidan himoyalanadi, ya’ni u yashin tomonidan shikastlanmaydi. Liderning birorta obyektga yo‘nalishi aniklangan nuqtadan yergacha bo‘lgan masofaga «Yashinning orientirlash balandligi» deyiladi (22.1- rasm). Yashin qaytargichning orientirlash balandligi quyidagi ifoda bo‘ychicha topiladi: . Bu ifodadan ko‘rinadiki, orientirlash balandligi YaQning balandligi ga bog‘liq. Balanligi 30 m gacha bo‘lgan sterjensimon YaQ uchun K=20 va trosli YaQ uchun K=10 deb qabul qilinadi.
Lider kanali yer sirtiga har xil yo‘nalishda tushishi mumkin. Faraz qilaylik, yashining orientirlash nuqtasi YaQ bilan bir gorizontal tekislikda siljishi mumkin. Orientirlash nuqtasi bevosita YaQ ustida joylashsa razryad YaQga bo‘ladi. Lekin orientirlash nuqtasining YaQdan uzoqlashishi bilan yashining yerga urilish ehtimoli oshib boradi. Agar YaQdagi razryadlanish kuchlanishi Up1 va yerdagi razryadlanish kuchlanish Up2 bir-biriga teng bo‘lsa, bu balandlikka "Orientirlash nuqtasi"ning kritik joylashishi deyiladi (22.1- rasm). Agar himoyalanayotgan obyektni YaQ yaqiniga joylashtirsak, ma’lum balandlikda yashin kanalidagi kuchlanish bilan obyekt orasidagi razryadlanish kuchlanishi YaQning razryadlanish kuchlanishidan katta bo‘lsa obyekt yashinning bevosita urilishidan to‘la himoyalanadi. Lekin orientirlash nuqtasining gorizontal yo‘nalishda yashin qaytargichdan uzoqlashuvi bilan yashinning yerga yoki yer ustidagi birorta obyektga urilish ehtimoli oshib boradi. Yashin qaytargich uchun kiritik nuqta deb razryadlanish kuchlanishlari va o‘zaro teng bo‘lgan nuqta qabul qilinadi. Bu nuqtadan razryadlanish himoyalanayotgan obyektga yoki yerga urilish ehtimollari o‘zaro teng bo‘ladi. Nuqtaning yanada uzoqlashishida yashinning yerga razryadlanishi kuzatiladi. Agar yashin qaytargich yaqiniga himoyalanayotgan obyektni joylashtirsak himoyalash ehtimoli uning balandligiga bog‘liq.
22.1- rasm. Yashin qaytargichning orientirlash balandligi.
22.2- rasm. Yashin qaytargichning himoyalash sohasini tajribada aniqlash sxemasi.
YaQ atrofida yashinning bevosita urilish ehtimoli juda kichik bo‘lgan sohaga himoyalanish sohasi deyiladi. Agar havo oralig‘ining razryadlanish kuchlanishining taqsimlanishi notekisligini e’tiborga olsak YaQ ning obyektlarni to‘liq himoyalashi ma’lum ehtimolda bo‘ladi.
YaQninig himoyalash sohasi tajribalar asosida eksperiment yo‘li bilan haqiqiy himoyalash sohasi modelda va originalda o‘xshashligidan topiladi. Himoyalash sohasini tajriba yo‘li bilan aniqlash sxemasi 22.2- rasmda keltirilgan. Bu yerda IKG- impuls kuchlanish generatori, 1-orientirlash balandligida lider kanalining oxirini bildiradigan elektrod, 2- YaQ modeli, 3- zaminlangan metal tekislik. Bu sxemadagi razryadlanish rivojlanayotgan elektrod razryadning lider bosqichini bildirib, orien-tirlash balandligida joylashgan deb olinadi. Tajribalar asosida "Oren-tirlash balandligi" balandligi m bo‘lgan sterjenli YaQ lar uchun = 20; trosli YaQlar uchun esa =10 deb olinadi. YaQlarning balandligi 30 metrdan ortiq bo‘lganda "Orientirlash balandligi" sterjenli YaQlar uchun H=600 m, trosli YaQlar uchun esa H=300 m deb qabul qilinadi. Himoyalash sohasini tajriba yo‘li bilan aniklashda H balandlikda joylashgan elektrod YaQning modeliga nisbatan gorizontal yo‘nalishda siljiydi. Elektrodning har bir holatida bir necha marta razryad amalga oshiriladi.
Yakka sterjen ko‘rinishidagi YaQning ma’lum hx balandligida joylashgan himoyalash sohasining radiusi quyidagi formula bo‘yicha topiladi:
, (22.1)
bu yerda: h - YaQ balandligi; rx - himoyalash sohasining radiusi; hx - yer sirtiga nisbatan olingan balandlik sathi (himoyalanayotgan obyekt balandligi); h – h-hx=ha – YaQning himoyalanayotgan obyektdan ba-landligi bo‘lib, u YaQning aktiv balandligi deyiladi.
Agar yashin qaytargichning balandligi m bo‘lsa, u holda yuqorida keltirilgan ifoda ga ko‘paytiriladi.
Obyekt yashinning bevosita urilishidan himoyalanishi uchun, u to‘-laligicha YaQning konus shaklidagi himoyalanish sohasida joylashishi zarur. Alohida joylashgan sterjen ko‘rinishidagi YaQning himoyalash sohasining shakli 22.3- rasmda keltirilgan.
Bu rasmda konusning yasovchisi siniq chiziq ko‘rinishda kelti-rilgan. Siniq chiziq ab YaQning uchini yer sirtida YaQ o‘qidan 0,75h uzoqlikda joylashgan nuqta bilan birlashtiradi. Ikkinchi chiziq bc YaQning 0,8h balandligida joylashgan nuqtasini uning o‘qidan 1,5h masofada joylashgan nuqta bilan birlashtiradi.
Himoyalanayotgan obyektning balanligi YaQ balandligi bilan bo‘lgan ma’lum nisbatda aniqlanadi:
22.3- rasm. Sterjen ko‘rinishidagi yashin qaytargich himoya sohasining kesimi
sathdagi himoyalanish radiusi ;
sathdagi himoyalanish radiusi ;
Balandligi m bo‘lgan yakka sterjen ko‘rinishidagi YaQning himoya sohasi konus ko‘rinishida bo‘ladi. Bunday yashin qaytargichning balandligidagi kesimidagi balandlikdagi himoyalash sohasining radiusi ga teng.
Himoyalash sohasining chegarasi quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
(22.2)
22.4- rasm. Ikkita sterjen ko‘rinishidagi YaQning himoya sohasi.
Bir-biriga yaqin joylashgan ikkita sterjen ko‘rinishidagi YaQning himoyalash sohasi ikkita alohida o‘rnatilgan YaQlar himoyalash zona-sining yig‘indisidan katta bo‘ladi. Ma’lumki, yashinning 100% YaQga urilish sohasining radiusi ga teng (22.4- rasm). Agar ikkita YaQ masofada joylashgan bo‘lsa, ular o‘rtasidagi nuqtaga yashin tushmaydi. YaQlar o‘rtasida ho balandlikda joylashgan nuqtani himoyalash uchun bo‘lishi, ya’ni YaQlar orasidagi masofa uning aktiv balandligidan 7 martadan kichik bo‘lmasligi talab etiladi. Agar yashin qaytargichlarning balandligi va ular orasidagi masofa aniq bo‘lsa, u holda yashin qaytargichlar o‘rtasidagi himoyalangan nuqtaning balandligi quyidagicha aniqlanadi:
Balandligi h >30 m bo‘lgan ikkita YaQ uchun bo‘lib, Bu yerda .
Balandligi har xil bo‘lgan ikkita YaQlarning himoyalash sohasini aniqlashda, birinchidan balandrog‘i uchun aniqlanadi (22.5- rasm). Keyin-chalik pastroq bo‘lgan YaQ uchidan gorizontal chiziq yakka YaQning himoyalash sohasi bilan kesishguncha o‘tkaziladi va fiktiv YaQ deb qabul qilinadi.
22.5- rasm. Balandligi har xil bo‘lgan ikkita sterjen shaklidagi
yashin qaytargichning himoyalash sohasini aniqlash.
Katta maydonni egallovchi podstansiyalar taqsimlovchi quril-malarini yashinning bevosita urilishidan himoyalash uchun bir nechta YaQlar qo‘llaniladi. Bu holda balandligi hx bo‘lgan obyekt himoyalash sohasida joylashishi uchun, teng tomonli uchburchak uchlarida joylashgan YaQlar uchidan o‘tuvchi aylananing diametri (22.6- rasm) va to‘g‘ri to‘rtburchakning burchaklarida YaQlar joylashganda uning dioganali YaQning aktiv balandligidan 8 marta katta bo‘ladi (ha = h-hx > 8). YaQ orasidagi hx sathda joylashgan maydonning himoyalanish sharti:
|