7 dersten 5.
Parafudrlar
Bir parafudr, yalıtım koordinasyonunu kağıt üzerindeki bir hesaptan fiziksel bir garantiye dönüştüren ekipman parçasıdır — gelen bir aşırı gerilimi, koruduğu şeye zarar veremeden önce güvenli bir seviyeye gerçekten sınırlayan cihazdır.
Görev, tek cümlede
Normal işletme geriliminde bir parafudr neredeyse açık bir devre gibi davranmalı, ihmal edilebilir akım çekmeli ve sistem üzerinde hiçbir etkisi olmamalıdır. Gerilim aşırı gerilim bölgesine yükseldiği anda, akımı güvenle toprağa yönlendirerek neredeyse bir kısa devre gibi davranmaya geçmesi — ve aşırı gerilim geçer geçmez normal, iletmeyen durumuna geri dönmesi gerekir.
Modern parafudrların bunu nasıl yaptığı: metal oksit varistörler
Neredeyse tüm modern parafudrlar çinko oksit (ZnO) metal oksit varistör (MOV) disklerinden yapılır. Bir MOV'un belirleyici özelliği, keskin şekilde doğrusal olmayan bir gerilim-akım ilişkisidir: direnç tüm normal işletme gerilimi aralığında son derece yüksek kalır, sonra gerilim bir eşiği geçtiğinde dramatik şekilde düşer, akımın serbestçe akmasına izin verir ve cihaz üzerindeki gerilimi sınırlar. Bu davranış ayrı bir anahtarlama eylemi gerektirmek yerine malzemenin kendisine içkin olduğundan, modern MOV parafudrları hiçbir kıvılcım aralığına veya hareketli parçaya ihtiyaç duymaz — eski, kıvılcım aralıklı parafudr tasarımlarına göre büyük bir güvenilirlik iyileştirmesi.
Bir parafudru tanımlayan değerler
- Sürekli çalışma gerilimi (Uc)
- Parafudrun sürekli olarak taşıyabildiği en yüksek şebeke frekanslı rms gerilim — sistemin en yüksek faz-toprak geriliminin üzerinde olmalıdır.
- Anma gerilimi (Ur)
- Adına rağmen sürekli bir değer değildir: parafudrun geçici aşırı gerilimler sırasında — örneğin toprak arızasında sağlam fazlarda — sınırlı bir süre (IEC görev testinde yaklaşık 10 s) dayanıp sonrasında tekrar iletmez duruma dönebildiği şebeke frekanslı rms gerilim.
- Koruma (kalıcı) seviyesi
- Parafudr darbe akımını iletirken uçlarında beliren gerilim — yalıtım koordinasyonunun doğrudan ekipmanın anma yıldırım darbe dayanım gerilimiyle (BIL) karşılaştırdığı sayı budur.
- Enerji soğurma kapasitesi
- Parafudrun bir darbe olayı sırasında zarar görmeden güvenle dağıtabileceği enerji miktarı — önemlidir, çünkü parafudrun kendisi görevini yerine getirmeyi, muhtemelen tekrar tekrar, atlatabilmelidir.
Yerleşim, anma değeri kadar önemlidir
Parafudrların nerede kullanıldığı
Parafudrlar transformatör uçlarına (şebekedeki en darbe hassas ve en pahalı ekipmanlardan biri), kablo-havai hat geçişlerinin uçlarına (empedans uyuşmazlığının kendisinin yansıyan darbe büyüklüğünü artırdığı yerler) ve giderek gaz izoleli şalt tesisleri gibi darbe hassas ekipmanların uçlarına doğrudan yerleştirilir — korumasız bir aşırı gerilimin sonucunun, ek korumayı gerekçelendirecek kadar ciddi olacağı her yere.
Önemli çıkarımlar
- Bir parafudr normalde neredeyse açık bir devre gibi, aşırı gerilim sırasında ise neredeyse kısa devre gibi davranır, sonra otomatik olarak sıfırlanır.
- Modern parafudrlar çinko oksit (ZnO) metal oksit varistörler kullanır — kıvılcım aralığına veya hareketli parçaya gerek yoktur.
- Anma gerilimi, koruma seviyesi ve enerji soğurma kapasitesi birlikte, bir parafudrun belirli bir koordinasyon çalışmasına uyup uymadığını belirler.
- Parafudrlar yalnızca elektriksel olarak kendilerine yakın ekipmanı korur, bu yüzden yerleşim anma değerinin kendisi kadar önemlidir.
Daha fazla okuma
- IEC 60099-4, Surge arresters — Part 4: Metal-oxide surge arresters without gaps for a.c. systems. Geneva: IEC. — MOV parafudr tasarımını ve testini kapsayan birincil uluslararası standart
- E. Kuffel, W. S. Zaengl and J. Kuffel, High Voltage Engineering: Fundamentals, 2nd ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, 2000. — parafudr karakteristikleri ve koordinasyon örnekleri