Lysbuehorn - Arcing horns
Buehorn (noen ganger lysbuehorn ) projiserer ledere som brukes til å beskytte isolatorer eller bytte maskinvare på høyspenningsoverføringssystemer for elektrisk kraft mot skade under flashover . Overspenninger på overføringslinjer, på grunn av elektrisk atmosfære , lynnedslag eller elektriske feil, kan føre til lysbuer over isolatorer (flashovers) som kan skade dem. Alternativt kan atmosfæriske forhold eller transienter som oppstår under bytte føre til at det dannes en bue i bryterens bruddbane under dens drift. Buehorn gir en bane for flashovergang som kan omgå overflaten til den beskyttede enheten. Horn er normalt sammenkoblet på hver side av en isolator, det ene er koblet til høyspenningsdelen og det andre til bakken , eller ved bryterpunktet til en bryterkontakt. De er ofte for å bli sett på isolatoren strenger på luftledninger, eller beskytte transformator gjennomføringer .
Hornene kan ha forskjellige former, for eksempel enkle sylindriske stenger, sirkulære beskyttelsesringer eller konturerte kurver, noen ganger kjent som 'stigbøyler'.
Bakgrunn
Høyspenningsutstyr , spesielt det som er installert utenfor, så som kraftledninger , er ofte utsatt for forbigående overspenninger , som kan være forårsaket av fenomener som lynnedslag , feil på annet utstyr eller svitsjestrøm under kretsenergi. Overspenningsbegivenheter som disse er uforutsigbare, og kan generelt ikke forhindres fullstendig. Linjeavslutninger, der en overføringslinje kobles til en samleskinne eller transformatorforing, har størst risiko for overspenning på grunn av endringen i karakteristisk impedans på dette tidspunktet.
En elektrisk isolator tjener til å tilveiebringe fysisk separasjon av ledende deler, og under normale driftsbetingelser er kontinuerlig utsatt for et høyt elektrisk felt som opptar luften som omgir utstyret. Overspenningshendelser kan føre til at det elektriske feltet overskrider den dielektriske styrken til luft og føre til dannelse av en lysbue mellom de ledende delene og over overflaten til isolatoren. Dette kalles flashover. Forurensning av overflaten på isolatoren reduserer nedbrytningsstyrken og øker tendensen til å blinke. På et elektrisk transmisjonssystem forventes beskyttelsesreléer å oppdage dannelsen av buen og automatisk åpne effektbrytere for å tømme kretsen og slukke lysbuen. I verste fall kan denne prosessen ta så lang tid som flere sekunder, i løpet av hvilken periode isolasjonsoverflaten vil være i nær kontakt med lysbuenes meget energiske plasma . Dette er veldig skadelig for en isolator og kan ødelegge sprøtt glass eller keramiske skiver, noe som resulterer i fullstendig feil.
Operasjon
.JPG)
Buehorn danner et gnistgap over isolatoren med en lavere nedbrytningsspenning enn luftveien langs isolatoroverflaten, så en overspenning vil føre til at luften brytes ned og buen dannes mellom lysbuehornene, og avleder den bort fra overflaten til isolatoren. En lysbue mellom hornene er mer tålelig for utstyret, noe som gir mer tid til å oppdage feilen og buen kan fjernes trygt av fjernbrytere. Geometrien til noen design oppmuntrer buen til å vandre bort fra isolatoren, drevet av stigende strømmer når den varmer opp den omkringliggende luften. Når den gjør det, øker banelengden, kjøler lysbuen, reduserer det elektriske feltet og får buen til å slukke seg selv når den ikke lenger kan spenne spalten. Andre konstruksjoner kan bruke magnetfeltet produsert av den høye strømmen for å drive lysbuen bort fra isolatoren. Denne typen arrangement kan kalles magnetisk utblåsning .
Designkriterier og vedlikeholdsregimer kan behandle lysbuehorn som offerutstyr, billigere og lettere erstattet enn isolatoren, hvis svikt kan føre til fullstendig ødeleggelse av utstyret det isolerer. Svikt i isoleringsstrenger på luftledninger kan føre til at linjen blir avskjediget, med betydelige sikkerhets- og kostnadskonsekvenser.
Buehorn spiller således en rolle i prosessen med å korrelere systembeskyttelse med egenskapene til beskyttelsesinnretninger, kjent som isolasjonskoordinasjon . Hornene skal gi blant annet kjennetegn nesten uendelig impedans under normale driftsforhold for å minimere ledende strømtap, lav impedans under flashover og fysisk spenstighet mot buens høye temperatur.
Når driftsspenningene øker, må man ta større hensyn til slike designprinsipper. Ved middels spenning kan ett av de to hornene sløyfes, da spalten mellom horn og horn ellers kan være liten nok til å bli brodannet av en fyrende fugl. Alternativt kan dupleksgap bestående av to seksjoner på motsatte sider av isolatoren monteres. Distribusjonssystemer med lav spenning, der risikoen for lysbue er mye lavere, bruker kanskje ikke lysbuehorn.
Tilstedeværelsen av buehornene forstyrrer nødvendigvis den normale elektriske feltfordelingen over isolatoren på grunn av deres lille, men betydelige kapasitans . Enda viktigere er at en flashover gjennom lysbuer gir en jordfeil som resulterer i et kretsbrudd inntil feilen er ryddet av strømbryterens drift. Av denne grunn kan ikke-lineære motstander som kalles varistorer erstatte lysbuehorn på kritiske steder.
Bryterbeskyttelse
Buehorn er noen ganger installert på luftisolert bryterutstyr og transformatorer for å beskytte bryterarmen mot lysbue. Når en høyspentbryter bryter en krets, kan en lysbue etablere seg mellom bryterkontaktene før strømmen kan avbrytes. Hornene er designet for å tåle lysbuen i stedet for kontaktflatene til selve bryteren.
Corona og graderinger
Lysbuehorn må ikke forveksles med korona-ringer (eller lignende sorteringsringer) som er ringformede enheter som omgir kontakter, eller andre uregelmessige maskinvarestykker på utstyr med høyt potensial. Corona ringer og graderinger er ment å utjevne og fordele akkumulert potensial vekk fra komponenter som kan være utsatt for lokal ansamling og ødeleggende utladninger, selv om noen av enhetene noen ganger kan være installert i nærheten av en lysbueenhet.