PLINSKI ODVODNIK
za zaščito pred prenapetostjo pri udarih strele
O knjigi:
mehka vezava
176 strani
11 poglavij
125 slik in diagramov
24 enačb
13 tabel
60 strokovnih virov
Založnik:
Zavod TC SEMTO
Stegne 25, 1000 Ljubljana
Končna cena za kupca:
38 € (redna cena)
O avtorjih:
doc. dr. Martin Bizjak (urednik)
France Brecelj
dr. Nikola Jelić
dr. Vincenc Nemanič
mag. Andrej Pirih
mag. Andrej Pregelj
dr. Robert Rozman
mag. Aleš Štagoj
dr. Bojan Zajec
semto
Skupina avtorjev različnih tehniških strok, ki
sodeluje pri razvoju naprav za prenapetostno
zaščito in posebej pri plinskem odvodniku
prenapetosti, je svoje izsledke večletnega dela
strnila v to monografijo.
Ker je plinski odvodnik prenapetosti v primerjavi
z drugimi elementi za prenapetostno zaščito dokaj
robusten element, ki prenese velike energijske
obremenitve, se največ uporablja ravno za zaščito pred
posledicami udara strele. Precejšen del monografije
obravnava nastanek atmosferskih razelektritev, sam
udar strele in učinke tega udara na zgradbe in opremo v
njih, seveda pa so predstavljeni tudi zaščitni elementi s
prenapetostnim plinskim odvodnikom na čelu.
Neškodljivo odvajanje toka strele mimo objektov in
zaščita pred vplivi različnih prenapetosti je osnovni
namen vseh zaščitnih ukrepov. Le-ti so porazdeljeni
na različne zaščitne cone, definirane glede na stopnjo
učinka prenapetostnih vplivov v objektu.
Odziv plinskega odvodnika na udarne toke strele in
prenapetostne sunke na njegovih priključkih je posledica
pojavov, ki jih te motnje sprožijo v notranjosti plinskega
odvodnika. Te pojave skušamo v fizikalnem bistvu
razumeti in jih v elektrotehniškem smislu izkoristiti za
blaženje škodljivih učinkov na električne in elektronske
naprave ter na njihovo priključno inštalacijo.
Plinski odvodnik kot učinkovit in zanesljiv zaščitni
element je mogoče izdelati s sodobnimi tehnološkimi
postopki, ki obsegajo tudi visokovakuumske in druge
čiste tehnologije. Nujna je uporaba materialov, od
katerih imajo mnogi posebne lastnosti zaradi ekstremnih
razmer, ki so jim izpostavljeni med delovanjem. Tudi tej
temi je namenjen ustrezen del monografije.
Končno je treba za kvalifikacijo uporabnosti in
zanesljivosti izdelanega elementa opraviti niz
preizkusov, določenih z mednarodnimi standardi.
Preizkuse izvajamo v specializiranih laboratorijih, kjer
je mogoče preizkušanec izpostaviti velikim napetostnim
in tokovnim sunkom ter obremenitvi z velikimi
kratkostičnimi tokovi. Rezultati takih preizkusov
usmerjajo tudi dejavnosti v fazi razvoja plinskega
odvodnika. Izboljšanje zmogljivosti in zanesljivosti tega
zaščitnega elementa pa je tudi plod spoznanj in izkušenj
razvojnikov in tehnologov, ki se vsakodnevno soočajo
z lastnostmi materialov, orodij, specialne opreme in z
različnimi tehnološkimi podrobnostmi.
Urednik
Martin Bizjak
PREGLED VSEBINE
PREDGOVOR
KNJIGI OB ROB
AVTORJI
VSEBINA
POMEN UPORABLJENIH SIMBOLOV
1. UVOD
Aleš Štagoj
2. PREHODNE PRENAPETOSTI V OMREŽJIH
NIZKE NAPETOSTI
Martin Bizjak in Aleš Štagoj
2.1 OMREŽNE PRENAPETOSTI
2.2 PREKLOPNE PRENAPETOSTI
2.3 ELEKTROSTATIČNE RAZELEKTRITVE
2.4 ATMOSFERSKE RAZELEKTRITVE
2.4.1 Potek (negativne) atmosferske razelektritve
2.4.2 Druge vrste strel
2.4.3 Vplivi na okolico
2.4.4 Povečanje električnih potencialov zgradbe ob udaru strele
2.4.5 Električna in magnetna polja kot vzrok
induciranih napetosti
3. ZUNANJA ZAŠČITA PRED DELOVANJEM
STRELE
Aleš Štagoj
3.1 GEOMETRIČNI ELEKTRIČNI MODEL
3.2 DOLOČANJE ZAŠČITENEGA PROSTORA
3.2.1 Zaščitni nivoji
3.2.2 Zaščitne cone
3.3 VRSTA IN IZVEDBA STRELOVODNIH
LOVILNIH NAPRAV
3.3.1 Franklinov palični lovilnik
3.3.2 Radioaktivni lovilnik
3.3.3 Lovilnik z aktivno kroglo
4. ELEMENTI ZA PRENAPETOSTNO
ZAŠČITO
Robert Rozman
5. PLINSKI ODVODNIK PRENAPETOSTI
Robert Rozman
5.1 DELOVANJE PLINSKEGA ODVODNIKA
5.2 OSNOVNE KONSTRUKCIJSKE VERZIJE
6. FIZIKALNI POJAVI PRI VŽIGU IN UGASNITVI RAZELEKTRITVE V PLINSKEM
ODVODNIKU
Martin Bizjak, Nikola Jelić, Vincenc Nemanič, Robert
Rozman in Bojan Zajec
6.1 VŽIG RAZELEKTRITVE
6.1.1 Variabilnost napetosti električnega
preskoka
6.1.2 Električni preskok pri hitrem naraščanju
napetosti med elektrodama
6.1.3 Lastnosti delovnega plina v plinskem
odvodniku
6.1.4 Netesnost in odkrivanje netesnih mest
6.1.5 Kvantitativna analiza plinskih zmesi
6.1.5.1 Osnove masne spektrometrije
6.1.5.2 Eksperimentalni primeri
6.2 FORMIRANJE STABILNE RAZELEKTRITVE
6.3 UGASITEV OBLOKA – PROBLEM SAMOUGASITVENE SPOSOBNOSTI PLINSKEGA
ODVODNIKA
6.3.1 Povratni vžig obloka – plinski odvodnik
ni samougasitven
6.3.2 Ugotavljanje mehanizma povratnega
vžiga v plinskem odvodniku
6.4 MOŽNOSTI ZA POVEČANJE SAMOUGASITVENE SPOSOBNOSTI PLINSKEGA
ODVODNIKA
6.4.1 Prekinitev sledilnega toka v »naravni
ničli« izmeničnega toka
6.4.2 Prekinitev sledilnega toka s povečanjem
obločne napetosti Ub
6.4.3 Kombinacija plinskega odvodnika in
elektromehanskega odklopnika
6.4.4 Izboljšanje samougasitve plinskega
odvodnika z gibanjem obloka med elektrodama
6.5 ZGOSTITEV PLAZME Z MAGNETNIM
FOKUSIRANJEM
6.6 PRIMERLJIVOST RAZELEKTRITEV PRI
NIZKIH IN ATMOSFERSKIH TLAKIH
7. NOTRANJA ZAŠČITA PRED DELOVANJEM
STRELE
Aleš Štagoj
7.1 IZENAČITEV POTENCIALA
7.1.1 Glavna izenačitev potenciala
7.1.2 Izenačitev potenciala za aktivne vode
električnih naprav
8. NOTRANJA ZAŠČITA PRED PREHODNIMI
PRENAPETOSTMI
Aleš Štagoj
8.1 ODPORNOST NAPRAV PROTI PREHODNIM PRENAPETOSTIM
8.2 PRENAPETOSTNI RAZREDI
8.3 DEFINICIJE OSNOVNIH PARAMETROV
PRENAPETOSTNE ZAŠČITE
8.3.1 Prenapetostni zaščitni razredi I, II, III
8.3.2 Maksimalna dovoljena obratovalna napetost Uc
8.3.3 Napetostni zaščitni nivo Up
8.3.4 Preostala napetost Ures
8.3.5 Udarni tok Iimp 8.3.6 Nazivni udarni tok odvajanja In
8.3.7 Kombinirani sunek 1,2/50 µs
8.3.8 Sledilni tok If
8.3.9 Občasna prenapetost UT
8.4 PRENAPETOSTNA ZAŠČITNA NAPRAVA
8.4.1 Zaščitni elementi s stikalno karakteristiko
8.4.2 Zaščitni elementi s stalno omejevalno
karakteristiko
8.4.3 Prednosti in slabosti različnih vrst
zaščitnih elementov
9. ELEKTRIČNI PREIZKUSI PLINSKIH
ODVODNIKOV
Aleš Štagoj
9.1 PREIZKUSI PLINSKIH ODVODNIKOV PO
STANDARDU IEC 61643-11
9.1.1 Preizkus obratovalne trajnosti za plinski
odvodnik zaščitnega razreda I
9.1.2 Preizkus obratovalne trajnosti za plinski
odvodnik zaščitnega razreda II
9.2 IZVAJANJE ELEKTRIČNIH MERITEV V
LABORATORIJU ZA MERITVE PRI VISOKI
NAPETOSTI
9.3 REZULTATI PREIZKUSOV IN MERITEV
9.3.1 Vžigna napetost pri počasi naraščajoči
preizkusni napetosti (Uvs)
9.3.2 Vžigna napetost pri hitrem napetostnem
sunku (Uvd)
9.3.3 Preostala napetost Ur pri tokovnem
udaru 8/20 µs
9.3.4 Preizkus prekinitve sledilnega toka 100 A
s samougasitvijo
9.3.4.1 Vžig s hitrim napetostnim sunkom 1,2/50 µs
9.3.4.2 Vžig s tokovnim udarom 8/20 µs
9.3.4.3 Vžig s tokovnim udarom 10/350
µs
9.3.5 Stabilnost značilnih vrednosti plinskih
odvodnkov kot merilo proizvodljivosti v seriji
9.3.5.1 Kvazistacionarna vžigna napetost
Uvs, vžigna napetost pri napetostnem
sunku Uvd in kapacitivnost C
9.3.5.2 Preostala napetost Ur pri tokovnih udarih 8/20 µs
9.3.5.3 Vedenje odvodnikov pri preizkusih na tokovni udar 10/350 µs
9.3.5.4 Preizkus samougasitve pri
vžignem napetostnem sunku 1,2/50 µs
10. ZGRADBA IN IZDELAVA PLINSKEGA
ODVODNIKA
France Brecelj in Andrej Pregelj
10.1 MATERIALI ZA PLINSKI ODVODNIK
10.2 ZGRADBA PLINSKEGA ODVODNIKA IN
SESTAVNI DELI
10.3 OPREMA IN NAPRAVE
10.4 KAKOVOST ODVODNIKOV, VZROKI ZA
ODMIKE IN NAPAKE
10.5 UKREPI, KI IZBOLJŠAJO KAKOVOST
PLINSKIH ODVODNIKOV
11. SKLEP
Martin Bizjak