Thiết bị chống sét

Chỉång 12. THIÃÚT BË CHÄÚNG SẸT

12.1. KHẠI NIÃÛM

Thiãút bë chäúng sẹt l thiãút bë âỉåüc ghẹp song song våïi thiãút bë âiãûn âãø bo vãû quạ âiãûn ạp khê
quøn. Khi xút hiãûn quạ âiãûn ạp nọ s phọng âiãûn trỉåïc lm gim trë säú quạ âiãûn ạp âàût lãn cạch âiãûn ca
thiãút bë v khi hãút quạ âiãûn ạp s tỉû âäüng dáûp tàõt häư quang ca dng âiãûn xoay chiãưu, phủc häưi trảng thại
lm viãûc bçnh thỉåìng. Âãø lm âỉåüc nhiãûm vủ trãn thiãút bë chäúng sẹt cáưn âảût cạc âiãưu kiãûn sau âáy:

1. Cọ âàûc tênh Vän - giáy (V-s) tháúp hån âàûc tênh V-s ca cạch âiãûn
Âáy l u cáưu cå bn nháú
t vç nọ liãn quan âãún tạc dủng v lê do täưn tải ca thiãút bë chäúng sẹt.
Tuy nhiãn thỉûc hiãûn viãûc phäúi håüp âàûc tênh V-s nhỉ váûy khäng dãù dng. Trong thiãút kãú v chãú tảo thiãút bë
âiãûn thỉåìng dng cạc biãûn phạp lm âãưu âiãûn trỉåìng âãø náng cao cỉåìng âäü cạch âiãûn v di kãút cáúu ca
cạch âiãûn. Do cạch âiãûn thỉåìng cọ âàûc tênh V-s tỉång âäúi bàòng phàóng v âàûc tênh V-s ca thiãút bë chäúng
sẹt cng phi bàòng phàóng âãø khäng xy ra giao chẹo åí khong thåìi gian bẹ (hçnh 12-1).
Loải khe håí bo vãû v loải chäúng sẹt äúng (PTφ) do kãút
cáúu âiãûn cỉûc kiãøu thanh-thanh nãn trỉåìng giỉỵa cạc âiãûn cỉû
c phán
bäú ráút khäng âãưu, âiãûn ạp phọng âiãûn tàng cao khi thåìi gian
phọng âiãûn bẹ khiãún âỉåìng âàûc tênh V-s däúc do âọ khäng thãø
phäúi håüp täút âỉåüc våïi âàûc tênh V-s ca cạc thiãút bë trong trảm.
Cạc thiãút bë chäúng sẹt loải ny thỉåìng chè dng bo vãû cho cạch
âiãûn âỉåìng dáy vç âàûc tênh xung kêch ca cạch âiãûn âỉåìng dáy
cọ dảng tỉång tỉû.

Hçnh 12-1: Âàûc tênh V-s
t
b)
a)
U
Thiãút bë chäúng sẹt trảm thỉåìng l chäúng sẹt van (PB),
trong cáúu tảo â dng nhiãưu biãûn phạp âãø âàûc tênh V-s tỉång âäúi
bàòng phàóng.

2. Cọ kh nàng dáûp tàõt nhanh chọng häư quang ca dng xoay chiãưu
Khi quạ âiãûn ạp, thiãút bë chäúng sẹt lm viãûc (phọng âiãûn) âãø
tn dng xúng âáút âäưng thåìi tảo
nãn ngàõn mảch chảm âáút. Khi hãút quạ âiãûn ạp phi nhanh chọng dáûp tàõt häư quang ca dng ngàõn mảch
chảm âáút trỉåïc khi bäü pháûn bo vãû rå le lm viãûc âãø hãû thäúng âiãûn âỉåüc tiãúp tủc váûn hnh an ton.
Ty theo cạc ngun tàõc v biãûn phạp dáûp häư quang khạc nhau m thiãút bë chäúng sẹt âỉåüc phán
ra cạc loải chäúng sẹt äúng, chäúng sẹt van, chäúng sẹt van - tỉì,... Loải khe håí bo vãû khäng cọ bäü pháûn dáûp
häư quang nãn khi nọ lm viãûc nãúu dng âiãûn ngàõn mảch chảm âáút ca lỉåïi âiãûn låïn thç häư quang s khäng
tỉû dáû
p tàõt v ngàõn mảch chảm âáút kẹo di. Do âọ loải ny chè dng bo vãû âỉåìng dáy trong cạc lỉåïi cọ
dng ngàõn mảch chảm âáút bẹ (lỉåïi cọ trung tênh cạch âiãûn hồûc näúi âáút qua cün dáy häư quang) hồûc khi
cọ phäúi håüp våïi thiãút bë tỉû âäüng âọng lải (TÂL) âãø bo âm cung cáúp âiãûn liãn tủc.
Loải chäúng sẹt äúng dỉûa vo cạc cháút sinh khê âãø tỉû dáûp häư quang (tỉång tỉû mạy ngàõt phủ ti).
Loải chäúng sẹt van cọ trang bë dáûp häư quang hon chènh hån dỉûa trãn ngun tàõc chia càõt häư
quang thnh nhiãưu âoản ngàõn v dng âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng âãø hản chãú trë säú dng âiãûn häư quang
(do
ìng xoay chiãưu).
Loải chäúng sẹt van tỉì cọ bäü pháûn dáûp häư quang phỉïc tảp hån chäúng sẹt van båíi nọ dng thãm tỉì

trỉåìng âãø di chuøn häư quang nãn dáûp âỉåüc häư quang cọ trë säú dng âiãûn låïn hån nhiãưu.




171
3. Cọ mỉïc âiãûn ạp dỉ tháúp so våïi cạch âiãûn ca thiãút bë âỉåüc bo vãû
Sau khi phọng âiãûn, âiãûn ạp cn trãn thiãút bë chäúng sẹt (ạp dỉ) s tạc dủng lãn cạch âiãûn ca thiãút
bë, nãúu âiãûn ạp ny låïn váùn cọ thãø gáy nguy hiãøm cho thiãút bë âiãûn.
Våïi loải khe håí bo vãû v chäúng sẹt äúng gim âiãûn ạp dỉ ch úu bàòng cạch gim âiãûn tråí ca
bäü pháûn näúi âáút (ạp dỉ U
dỉ
=I
s
.R
XK
).
ÅÍ chäúng sẹt van bãn cảnh viãûc gim trë âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng phi hản chãú dng âiãûn qua
nọ khäng låïn quạ trë säú quy âënh (5kA hồûc 10kA), âãø âiãûn tråí vilit khäng bë quạ nọng v duy trç âỉåüc
mỉïc âiãûn ạp tỉång âäúi äøn âënh. Hản chãú dng qua chäúng sẹt ch úu dỉûa vo biãûn phạp bo vãû åí âoản tåúi
trảm.

4. Thiãút bë chäúng sẹt khäng âỉåüc lm viãûc (phọng âiãûn) khi cọ quạ âiãûn ạp näüi bäü
u cáưu ny thỉûc hiãûn bàòng cạch âiãưu chènh (khong cạch) khe håí phọng âiãûn ca thiãút bë chäúng
sẹt.
Ngoi bäún u cáưu trãn våïi tỉìng loải cn u cáưu riãng, cáưn thãm ràò
ng vai tr chäúng sẹt trong
trảm biãún ạp ráút quan trng vç nọ quút âënh viãûc lỉûa chn mỉïc cạch âiãûn xung kêch ca thiãút bë, tỉïc l
liãn quan âãún kãút cáúu v giạ thnh thiãút bë. Viãûc phạt huy tạc dủng ca thiãút bë chäúng sẹt khäng nhỉỵng phủ
thüc âàûc âiãøm riãng ca chụng m cn phủ thüc vo nhiãưu úu täú nhỉ ci thiãûn bäü pháûn näúi âáút, så âäư

truưn sọng, pháưn bo vãû âoản tåïi trảm, vë trê âàût thiãút bë chäúng sẹt ,...

12.2. THIÃÚT BË CHÄÚNG SẸT ÄÚNG (PT)

1. Cáúu tảo (hçnh 12-2)
Pháưn chênh 1 ca thiãút bë l äúng lm bàòng váût liãûu tỉû sinh khê, cháút phibro-bakãlêt våïi loải (PTφ
)
hồûc cháút do viniplast våïi loải (PTB), mäüt âáưu cọ nàõp kim loải giỉỵ âiãûn cỉûc thanh cn âáưu kia håí v âàût
âiãûn cỉûc hçnh xuún 3.
Khe håí S gi l khe håí trong (hồûc khe håí dáûp häư quang) cn S
2
l khe håí ngoi cọ tạc dủng
cạch li thán äúng våïi âỉåìng dáy âãø nọ khäng bë hỉ hng do dng d.

2. Ngun lê
Khi cọ quạ âiãûn ạp c hai khe håí s phọng âiãûn dng âiãûn
sẹt qua chäúng sẹt âi vo bäü pháûn näúi âáút. Sau khi hãút dng âiãûn
xung kêch, s cọ dng âiãûn táưn säú cäng nghiãûp (dng ngàõn mảch
chảm âáút) âi qua chäúng sẹt. Dỉåïi tạc dủng ca häư quang do dng
ngàõn mảch sinh ra cháút sinh khê bë phạt nọng sn sinh nhiãưu khê, ạp
sút khê tàng tåïi vi chủc at, v thäøi tàõt häư quang (thäøi vãư phêa âáưu
håí äúng 3, ngay khi dng xoay chiãưu qua trë säú 0 láưn âáưu tiãn).
Hçnh 12-3 l sỉû biãún thiãn ca âiãû
n ạp xung kêch khi
chäúng sẹt lm viãûc. Âàûc tênh V-s phủ thüc vo khong cạch khe håí
trong v ngoi ca chäúng sẹt v cọ dảng giäúng nhỉ khe håí bo vãû hçnh 12-3. Sau khi phọng âiãûn âiãûn ạp
dỉ trãn chäúng sẹt l pháưn âiãûn ạp giạng trãn bäü pháûn näúi âáút do âọ cạc nåi âàût chäúng sẹt äúng cáưn näúi âáút
täút. Âäü di khe håí ngoi âỉåüc chn theo âiãưu kiãûn phäúi håüp cạch âiãûn (phäúi håüp âàûc tênh V-s) v cọ thãø
âiãưu chènh trong phảm vi nháút âënh, cn khe håí trong quút âënh båíi kh nàng dáûp häư quang. Âãø dáûp âỉåüc
häư quang trong äúng cáưn â khê, âiãưu ny phủ thüc vo dng âiãûn häư quang, do váûy ph

i quy âënh giåïi
hản ca dng âiãûn häư quang. Thay âäøi khong cạch S v âỉåìng kênh trong ca äúng sinh khê s lm thay
âäøi giåïi hản dng âiãûn. Khi âàût chäúng sẹt åí báút kç âiãøm no trong lỉåïi âiãûn cáưn phi kiãøm tra dng ngàõn
mảch näúi âáút tải âiãøm âọ, âãø âm bo chäúng sẹt cọ thãø tỉû dáûp tàõt âỉåüc häư quang m khäng bë hỉ hng.






Hçnh 12-2: Chäúng sẹt äúng

172
Khi chäúng sẹt lm viãûc nhiãưu láưn, cháút sinh khê s hao mn, äúng s räùng hån lỉåüng khê s khäng â âãø
dáûp tàõt häư quang. Khi âỉåìng kênh trong äúng tàng quạ (20÷25)% so våïi trë säú âáưu thç chäúng sẹt xem nhỉ
máút tạc dủng.
Chäúng sẹt TPφ äúng phibro - bakãlêt váût liãûu sinh
khê dng loải phibrä, do phibrä khäng â âäü bãưn cå khê nãn
äúng âỉåüc bc thãm bakãlêt cọ quẹt sån chäúng áøm. Dng càõt
tåïi khong 10kA.
Chäúng sẹt PTB: cọ thán äúng bàòng cháút do
viniplast cọ âàûc tênh âiãûn v kh nàng sinh khê täút hån loải
PTφ vãư cáúu tảo cng âån gin hån. Kê hiãûu loải PTφ
110
50,8−

l thãø hiãûn loải chäúng sẹt phibro - bakãlêt dng åí cáúp 110kV
v giåïi hản dng càõt (0,8÷5)kA.
Khi lm viãûc chäúng sẹt äúng cọ thi khê bë ion họa
do âọ khi làõp chäúng sẹt trãn cäüt phi sao cho khê thoạt ra khäng gáy nãn phọng âiãûn giỉỵa cạc pha hồûc

phọng âiãûn xúng âáút, mún thãú trong phảm vi thoạt khê ca nọ phi khäng cọ dáy dáùn ca pha khạc,
khäng cọ kãút cáúu näúi âáút cng nhỉ phảm vi thoạt khê ca chäúng sẹt äúng åí pha khạc.










Hçnh 12-3: Âàûc tênh bo vãû
U
t[s]
2
1
Ngy nay dỉåïi sỉû phạt triãøn ca lỉåïi âiãûn cäng sút låïn u cáưu chãú tảo chäúng sẹt äúng cọ giåïi
hản trãn dng càõt låïn hån, Liãn Xä c cọ loải PTBY, dng cháú
t do viniplast tàng cỉåìng bàòng qún vi
thy tinh táøm nhỉûa ãpäxit nãn giåïi hản trãn dng càõt tåïi 20kA (loải PTB tåïi 15kA).
Chäúng sẹt äúng ch úu dng bo vãû cạc âỉåìng dáy khäng cọ dáy chäúng sẹt. Khọ khàn låïn nháút l
phi âm bo trë säú dng âiãûn ngàõn mảch chảm âáút tải âiãøm âàût chäúng sẹt nàòm trong phảm vi giåïi hản
trãn v dỉåïi ca dng âiãûn càõt. Khi dng nọ trong hãû thäúng cäng sút bẹ hồûc âàût chäúng sẹt äúng våïi máût
âäü quạ dy s khäng âm bo vãư u cáưu giåïi hản dỉåïi ca dng càõt. Ngỉåüc lải nãúu hãû thäúng cäng sút
låïn s cọ thãø
vỉåüt quạ trë säú giåïi hản trãn. Chãú âäü váûn hnh hãû thäúng thay âäøi ln lm dng ngàõn mảch
khọ âạp ỉïng u cáưu trãn. Cạc nhỉåüc âiãøm âọ â hản chãú viãûc ỉïng dủng chäúng sẹt äúng räüng ri, thỉåìng
thay bàòng khe håí bo vãû phäúi håüp våïi thiãút bë tỉû âäüng âọng lải âãø bo vãû cho âỉåìng dáy.

12.3. CHÄÚNG SẸT VAN

1. Khại niãûm
Pháưn chênh ca chäúng sẹt van l chùi khe håí phọng âiãûn ghẹp näúi tiãúp våïi cạc táúm âiãûn tråí
khäng âỉåìng thàóng (âiãûn tråí lm viãûc). Âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng chãú tảo bàòng váût liãûu vilit, cọ âàûc
âiãøm l
cọ thãø duy trç âỉåüc mỉïc âiãûn ạp dỉ tỉång âäúi äøn âënh khi dng âiãûn tàng.
Sau khi tn dng sẹt s cọ dng âiãûn ngàõn mảch duy trç båíi ngưn âiãûn ạp xoay chiãưu (ngàõn
mảch qua âiãûn tråí lm viãûc) âi qua chäúng sẹt van, dng ny gi l dng kãú tủc. Khi cho tạc dủng âiãûn tråí
ráút bẹ do âọ dng sẹt âỉåüc tn trong âáút dãù dng v nhanh chọng, ngỉåüc lải åí âiãûn ạp lm viãûc thç âiãûn tråí
tàng cao do âọ hản chãú trë säú dng kãú tủc (thỉåìng khäng quạ 80A) tảo âiãưu kiãûn thûn låüi cho viãûc dáûp häư
quang åí chùi khe håí. Chênh do tênh cháút cho qua dng âiãûn låïn khi âiãûn ạp låïn v ngàn dng âiãûn khi
âiã
ûn ạp bẹ nãn loải chäúng sẹt ny âỉåüc gi l chäúng sẹt van. Trë säú âiãûn ạp cỉûc âải åí táưn säú cäng nghiãûp
m chäúng sẹt van cọ thãø dáûp tàõt häư quang ca dng âiãûn kãú tủc gi l âiãûn ạp dáûp häư quang, âọ l mäüt
trong cạc tham säú ch úu ca chäúng sẹt van.

2. Cạc tham säú ca chäúng sẹt van
Ngoi âiãûn ạp dáûp häư quang chäúng sẹt van cn cạc tham säú sau:

173
a) Âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng
Âỉåüc chãú tảo tỉì bäüt cacbärun (SiC) màût ngoi hảt cạcborun cọ mng mng SiO
2
(dy khong 10
-5
cm).
Âiãûn tråí sút ca bn thán hảt cạcborun khäng låïn (10
-2

Ωm) v äøn âënh nhỉng âiãûn tråí ca låïp mng
mng phủ thüc vo cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng. Khi cỉåìng âäü âiãûn trỉåìng bẹ, âiãûn tråí låïp mng mng khong
(10
4
÷10
6
)Ωm. Nhỉng khi âiãûn trỉåìng tàng cao nọ s gim ráút nhanh v âiãûn tråí täøng ca vilit gim tåïi
mỉïc bàòng âiãûn tråí ca hảt cạcborun. Trong cạc táúm vilêt hảt bäüt
âỉåüc dênh bàòng keo thy tinh lng sau âọ âỉåüc nung nọng åí
nhiãût âäü khong vi tràm âäü.
Trỉåïc kia ngỉåìi ta dng âiãûn tråí loải tirit nhiãût nung
nọng khong 1200
0
C cọ âàûc tênh khäng äøn âënh bàòng vilit (tirit
dng cháút dênh bàòng âáút sẹt).
Hçnh 12-4 l âàûc tênh V-A ca táúm vi lit âỉåìng kênh
φ100mm v dy 60mm âàûc tênh ny âỉåüc xạc âënh våïi dảng
sọng dng âiãûn 20/40µs v cho dng âiãûn biãún thiãn trong phảm
vi 1 âãún 10.000A. Nọ gäưm hai âoản biãøu diãùn båíi quan hãû gii
têch
Ilg
Algulg α+= våïi A l hàòng säú, α cng bẹ thç âiãûn
ạp giạng trãn nọ (âiãûn ạp dỉ) s tàng cng cháûm khi dng âiãûn
tàng. Âoản trãn ỉïng våïi khi cọ dng âiãûn sẹt α = (0,13÷0,2) ỉïng

Hçnh 12 -4: Âàûc tênh V-A táúm vilit
lgI
A
lgU
3,2
4,2
4,0
3,8
3,6
3,4
6 5 4 3 21
0
våïi loải vilit, âoản dỉåïi ỉïng våïi phảm vi dng âiãûn kãú tủc α = (0,28÷0,32). Cọ thãø viãút quan hãû dỉåïi dảng
u
AI=
α
, A l âiãûn tråí ca táúm khi dng âiãûn qua nọ l 1[A].
Nãúu chäúng sẹt dng n táúm âiãûn tråí thç âàûc tênh V-A biãøu thë un
AI=
α
.
Hçnh 12-5 âàûc tênh V-A ca loải PBC-110 khi cọ dng âiãûn låïn thäng qua âiãûn tråí trong thåìi
gian di, låïp mng SiO
2
cọ thãø bë phạ hy do âọ cáưn quy âënh cạc trë säú cho phẹp vãư âäü låïn cng nhỉ thåìi

gian duy trç ca dng âiãûn.
Vê dủ táúm vilêt φ100mm cọ trë säú cho phẹp
dng xung kêch dảng sọng 20/40µs l 10kA. Âäúi våïi
dảng sọng vng gọc cọ âäü di sọng 2000µs thç trë säú
cho phẹp ca dng âiãûn l 150A, âiãưu âọ chỉïng t chäúng
sẹt van khäng thãø lm viãûc âäúi våïi pháưn låïn cạc loải quạ
âiãûn ạp näüi bäü vç chụng thỉåìng kẹo di trong nhiãưu chu
kç táưn säú cäng nghiãûp. Trë säú cho phẹp ca dng kãú tủc
duy trç trong nỉía chu kç táưn säú cäng nghiãûp cn tháúp hån
v khäng quạ
100A.










Hçnh 12-5: Âàûc tênh V-A ca PBC
100
200
300
U
[kV]
5000
I
[A]

Biãûn phạp duy nháút âãø tàng nàng lỉûc thäng qua
dng âiãûn l tàng tiãút diãûn âiãûn tråí tỉïc l tàng âỉåìng kênh
táúm.

b) Khe håí phọng âiãûn
Sỉû lm viãûc ca chäúng sẹt van bàõt âáưu tỉì viãûc chc thng cạc khe håí phọng âiãûn v kãút thục
bàòng viãûc dáûp tàõt häư quang ca dng âiãûn kãú tủc cng ngay tải khe håí ny. Mäùi giai âoản trãn âãưu âãư xút
u cáưu riãng âäúi våïi khe håí. ÅÍ giai âoản âáưu khe håí phi cọ âàûc tênh V-s tỉång âäúi bàòng phàóng âãø phäúi
håüp våïi âàûc tênh V-s ca cạch âiãûn (ch úu l mạy biãún ạp). Âãø âảt âỉåüc cạ
c u cáưu trãn cọ cạc biãûn
phạp sau:
+ Dng chùi gäưm nhiãưu khe håí ghẹp näúi tiãúp nhau
Cọ thãø xem nhỉ mäüt chùi âiãûn dung tỉång tỉû så âäư chùi cạch âiãûn, âiãûn ạp xung kêch phán bäú
khäng âãưu dc chùi s lm cho quạ trçnh phọng âiãûn kãú tiãúp xy ra nhanh chọng trãn táút c khe håí. Do

174
âọ trë säú âiãûn ạp phọng âiãûn cọ thãø gim tåïi mỉïc äøn âënh (âiãûn ạp phọng âiãûn mäüt chiãưu hồûc xoay chiãưu)
hồûc cn tháúp hån v âỉåìng âàûc tênh V-s cọ dảng tỉång âäúi bàòng phàóng. Cng våïi mủc âêch trãn trong
chäúng sẹt PBBM (dng bo vãû mạy âiãûn) cn thỉûc hiãûn cạch ghẹp thãm âiãûn dung song song våïi mäüt
pháưn ca chùi khe håí.
+ Trong tỉìng khe håí (hçnh 12-6)
Âiãûn cỉûc dng cạc táúm âäưng cạch li båíi
vng âãûm mica dy 1mm. Âiãûn trỉåìng giỉỵa cạc
âiãûn cỉûc âảt mỉïc gáưn âäưng nháút. Màût khạc khi cọ
âiãûn ạp trong khe khäng khê giỉỵa âiãûn cỉûc v låïp
mi ca thç âiãûn trỉåìng tàng (do hãû säú
âiãûn mäi ca
khäng khê bẹ hån mi ca). Nãn quạ trçnh ion họa
xút hiãûn såïm, nọ cọ tạc dủng cung cáúp âiãûn tỉí cho
khong khäng gian giỉỵa cạc âiãûn cỉûc. Cạc úu täú

trãn tảo âiãưu kiãûn cho quạ trçnh phọng âiãûn phạt
triãøn mäüt cạch dãù dng v lm âỉåìng âàûc tênh V-s
bàòng phàóng ngang (hçnh 12-6). Trong giai âoản dáûp
tàõt häư quang vç dng âiãûn cng pha âiãûn ạp nãn khi
dng kãú tủc qua trë säú 0 thç häư quang tàõt, lục ny
cháúm dỉït quạ trçnh phạt xả âiãûn tỉí tỉì bãư màût cỉûc
ám, cạch âiãûn khe håí âỉåüc phủc häưi nhanh chọng
v khi vỉåüt quạ trë âiãûn ạp phủc häưi (táưn säú cäng nghiãûp) thç häư quang tàõt. Âiãư
u quan trng l phi lm sao
âãø âiãûn ạp phủc häưi phán bäú âãưu giỉỵa cạc khe håí trong chùi, cọ thãø thỉûc hiãûn bàòng cạch ghẹp cạc âiãûn
tråí cọ trë säú låïn song song våïi cạc khe håí.













Hçnh 12-6: Âàûc tênh V-s trong khe håí
t
[10
-6
s]
7

U[kV]
4
3,6
3
,2
2
,8
2,4
6 5
4

321
0
Mäùi loải khe cọ trë giåïi hản dìng kãú tủc âãø häư quang cọ thãø âỉåüc dáûp ngay khi dng qua trë 0 láưn
âáưu. Våïi loải âiãûn cỉûc trong chäúng sẹt van trë säú ny khong (80 ÷ 100) A. Xút phạt tỉì u cáưu ny càn
cỉï vo trë säú âiãûn ạp dáûp häư quang (láúy bàòng âiãûn ạp pha låïn nháút khi cọ ngàõn mảch chảm âáút). Våïi lỉåïi (3
÷ 35kV) trung tênh cạch âiãûn láúy bàòng ạp dáy låïn nháút. Cn lỉåï
i 110kV tråí lãn trung tênh näúi âáút trỉûc tiãúp
nãn láúy bàòng 0,8U
d
v gi l chäúng sẹt 80% âãø phán biãût loải 100% trong lỉåïi (3÷35kV).
Trong cạc biãûn phạp dáûp häư quang ca chäúng sẹt ch úu váùn l tçm biãûn phạp hiãûu qu nháút âãø
tàng giåïi hản dng âiãûn kãú tủc, âiãưu ny khäng chè liãn quan âãún sỉû lm viãûc ca chäúng sẹt m cn gim
mỉïc cạch âiãûn xung kêch ca thiãút bë cáưn bo vãû. Våïi chäúng sẹt van tỉì (dng tỉì trỉåìng dáûp häư quang)
náng giåïi hản lãn âãún 250A nãn táúm âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng s dng êt hån, âiãûn ạp dỉ chäúng sẹt
gim v u cáưu vãư mỉïc cạch âiãûn xung kêch thiãút bë cng gim, âãø tàng nàng lỉûc cho qua dng âiãûn ta
tàng âỉåìng kênh táú
m lãn tåïi φ150mm dng kãú tủc cho phẹp tàng gáúp âäi táúm chäúng sẹt van thỉåìng
(φ100mm).
c) Kãút cáúu v âàûc tênh ca mäüt säú loải chäúng sẹt van thäng thỉåìng PBC,PB

∏
, PBBM.








Hçnh 12-7: Ghẹp âiãûn dung
4
2
1
3
6
5
+Loải PBC thỉåìng dng åí trảm biãún ạp chãú tảo theo cạc cáúp
tåïi 35kV. Khi dng åí âiãûn ạp cao hån s ghẹp näúi cáúp bàòng nhiãưu pháưn
tỉí cọ âiãûn ạp âënh mỉïc15, 20, 33 v 35kV. Trong cáúu tảo tỉìng càûp 4
khe håí âỉåüc ghẹp våïi nhau v âàût trong äúng sỉï thnh mäüt täø håüp khe håí
tiãu chøn. Mäùi täø âỉåüc ghẹp song song våïi mäüt âiãûn tråí (cng chãú tảo
bàòng cạcbärun) âãø cho sỉû phán bäú âiãûn ạp xoay chiãưu giỉỵa cạc chùi
âãưu âàûn. Cạc táúm vilêt âỉåüc gàõn våïi nhau bàòng cháút dênh loải gäúm v âãø
cọ tiãúp xục täút trãn bãư màût mäùi táúm trạng bäü
t kim loải v âỉåüc ẹp bàòng
l xo. Táút c âàût trong v sỉï kên âãø håi áøm khäng lt vo nh hỉåíng
âãún cạc âàûc tênh âiãûn ca chäúng sẹt.

175

+Loải chäúng sẹt PBBM dng âãø bo vãû mạy âiãûn âàûc tênh ca nọ nhỉ hçnh 12-6, cọ thãm âiãûn
dung ghẹp song song våïi mäüt pháưn ca chùi khe håí hçnh 12-7.

Bng 12.1: Täø håüp cạc chäúng sẹt PBC åí âiãûn ạp cao

Loải chäúng
sẹt
Âiãûn ạp
âënh mỉïc
[kV]
Âiãûn ạp cho
phẹp låïn nháút
trãn chäúng sẹt
[kV]
Säú lỉåüng v
loải chäúng sẹt
trãn täø håüp
Chiãưu cao
ca chäúng
sẹt, mm
Bạn kênh
âãú chäúng
sẹt, mm
PBC-15
PBC-20
PBC-35
PBC-110
PBC-150

PBC-220

15
20
35
110
150

220
19
25
40,5
100
138

200
1xPBC-15
1xPPC-20
1xPBC-35
3xPBC-33
3xPBC-33
+2xPBC-15
6xPBC-33
725
885
1210
3050
4546

6192
236
236

236
275
1535

2035

Bng 12.2: Âàûc tênh ch úu ca chäúng sẹt PBC (theo ⎡
OCT-8934-58)

Âiãûn ạp
âënh
mỉïc
[kV]
Âiãûn ạp
lm viãûc
låïn nháút
[kV]

Âiãûn ạp chc thng åí
táưn säú cäng nghiãûp
[kV]
Âiãûn ạp chc
thng xung kêch
khi thåìi gian
phọng âëãn tỉì1,5
âãún 20µs,[kV].
Âiãûn ạp dỉ ca chäúng sẹt
khi dng âiãûn xung kêch cọ
biãn âäü khạc nhau våïi âäü
di âáưu sọng 10µs, [kV]

(khäng låïn hån).
Biãn âäü dng [kA].
Khäng
nh hån
Khäng
låïn hån
3kA 5kA 10kA
3
6
10
15
20
35
110
150
200
3,8
7,6
12,7
19
25
40,5
110
138
200
9
16
26
38
49

78
200
275
400
11
19
30,5
48
60,5
98
250
345
500
20
30
45
70
85
125
285
375
530
13,5
25
42
57
75
122
315
435

630
14,5
27
45
61
80
130
335
465
670
16
30
50
67
88
143
367
510
734


12.4. CHÄÚNG SẸT VAN TỈÌ

Trong chäúng sẹt van tỉì, dỉåïi tạc dủng ca tỉì trỉåìng häư quang giỉỵa cạc âiãûn cỉûc s di chuøn
dỉåïi täúc âäü låïn dc theo khe håí vng xuún, do âọ s dãù bë thäøi tàõt. Sau khi häư quang tàõt cỉåìng âäü cạch
âiãûn ca khe håí âỉåüc khäi phủc nhanh chọng. Âiãûn tråí khäng âỉåìng thàóng ca cạc táúm vilêt âỉåìng kênh
φ180mm, nàng lỉûc thäng qua dng âiãûn cọ sọng vng v âäü di sọng 2000
µ
s cọ thãø tåïi 400 A. Trë säú
ny ph håüp våïi cạc tham säú ca quạ âiãûn ạp näüi bäü trong lỉåïi âiãûn ạp tåïi 220 kV. Do âọ chäúng sẹt van tỉì

cn cọ kh nàng hản chãú pháưn låïn cạc loải quạ dng näüi bäü trong lỉåïi âiãûn ny. ÅÍ âiãûn ạp 300 v 500kV

176
âãø hản chãú quạ âiãûn ạp näüi bäü cáưn thäng qua dng âiãûn nhiãưu hån nỉỵa. Cạc chäúng sẹt van tỉì dng âãø bo
vãû trảm ca nga kê hiãûu l PBM
v loải bo vãû mạy âiãûn l PBM âỉåüc chãú tảo åí cạc cáúp 3, 6,10 kV, cạc
âàûc tênh cho trong bng 12-2 v 12-3.
Γ

Bng 12.3: Âàûc tênh ca chäúng sẹt van tỉì
Âiãûn ạp
âënh
mỉïc
[kV]
Âiãûn ạp
lm viãûc
låïn nháút
[kV].
Âiãûn ạp chc thng åí
táưn säú cäng nghiãûp
[kV]
Âiãûn ạp chc thng
xung kêch khi thåìi
gian phọng âiãûn tỉì
1,5 âãún 20µs [kV].
Âiãûn ạp dỉ ca chäúng sẹt
khi dng âiãûn xung kêch
cọ âäü di âáưu sọng 10µs,
Våïi cạc biãn âäü khäng
låïn hån.

Khäng
nh hån
Khäng
låïn hån
3 [kV] 5
[kV]
10
[kV]
3
6
10
20
35
110
150
220
330
500
3,8
7,6
12,7
25
40,5
100
138
200
295
420
7,5

15
25
42
70
170
235
340
485
660
9,5
18
30
51
83
195
270
390
560
760
9
17
28
65
105
265
370
515
740
1130
9

17
28
60
97
245
340
475
680
970
9,5
18
30
65
105
265
370
515
740
1060
11
20
33
72
116
295
410
570
820
1170

12.5. VAN CHÄÚNG SẸT Ä XÊT KIM LOẢI

1. Cáúu tảo v ngun liï hoảt âäüng
Chäúng sẹt van â thay âäøi mäüt cạch cå bn trong khong hån 20 nàm tråí lải âáy c vãư cáúu trục
láùn ngun liï lm viãûc. Loải van chäúng sẹt cọ khe håí phọng âiãûn kiãøu táúm phàóng v phạt triãøn lãn loải cọ
khe thäøi tỉì v âiãûn tråí cạcbit silic (SiC) màõc näúi tiãúp â âỉåüc thay thãú bàòng van chäúng sẹt khäng cọ khe
håí phọng âiãûn.










Hçnh 12-8
:
Âàûc tênh dng âiãûn-âiãûn ạp ca âiãûn tråí oxit kim loải
a)Âoản tuún tênh dỉåïi, b)Âiãøm nhn, c)Âoản phi tuún r rãût,
d)Âoản tuún tênh trãn, A- Âiãøm lm viãûc cọ âiãûn ạp thỉåìng xun
U
a
A
d
c
b
logI

177
Van chäúng st måïi khäng cọ khe håí phọng âiãûn m dỉûa trãn âiãûn tråí ä xêt kim loải (MO) cọ âàûc
tênh U-I hon ton phi tuún v cọ kh nàng háúp thủ nàng lỉåüng ráút cao. Chụng âỉåüc biãút âãún nhỉ loải van
chäúng sẹt äxit kim loải (MO).
Van chäúng sẹt MO khäng “phọng âiãûn” do váûy khäng âënh nghéa âiãûn ạp phọng âiãûn. Khi âiãûn
ạp tàng van chäúng sẹt chuøn ngay tỉì trë säú âiãûn tråí låïn sang âiãûn tråí nh theo dảng âàûc tênh U-I nhỉ hçnh
12-8.
Khi âiãûn ạp gim lải trë säú U
c
van chäúng sẹt lải duy trç tênh dáùn âiãûn km. Mỉïc bo vãû ca van
chäúng sẹt MO âỉåüc xạc âënh bàòng âiãûn ạp dỉ ca nọ.
Âiãûn ạp dỉ âỉåüc âënh nghéa nhỉ giạ trë âènh ca âiãûn ạp åí âáưu cỉûc van chäúng sẹt khi cọ dng
âiãûn sẹt chảy qua.
Dng âiãûn sẹt cọ dảng sọng giỉỵa 1/9
µ
s v 1/1
µ
s thãø hiãûn bỉåïc sọng quạ âiãûn ạp v âiãûn ạp
dỉ phäúi håüp cọ kh nàng so sạnh våïi âiãûn ạp phọng âiãûn ban âáưu ca chäúng sẹt van thäng dủng. Sọng
xung âiãûn ạp 8/20
µ
s cho âiãûn ạp dỉ gáưn tỉång âỉång våïi mỉïc bo vãû quạ âiãûn ạp sẹt. Sọng dng âiãûn
våïi thåìi gian sỉåìn giỉỵa 30
µ
s v 100
µ
s tỉång ỉïng âiãûn ạp âọng måí. Âiãûn ạp dỉ tỉång ỉïng våïi dảng
sọng ny cho mỉïc bo vãû trong trỉåìng håüp cọ ỉïng sút âọng måí. Cạc trỉåìng håüp sỉû cäú tráưm trng, cọ kh
nàng van chäúng sẹt bë quạ ti. Trong cạc trỉåìng håüp nhỉ váûy (vê dủ nhỉ âiãûn ạp tàng tỉì mäüt mỉïc tåïi mỉïc

sau) thç sỉû cäú trảm âáút mäüt pha xy ra trong âiãûn tråí làõp ghẹp ca van chäúng sẹt. Hãû thäúng thoạt ạp sút âãø
âãư phng v sỉï bë näø. Dng âiãûn sỉû cäú chảm âáút ca hãû thäúng tải âiãøm âàût chäúng sẹt van phi nh hån
dng âiãûn âm bo ca thiãút bë thoạt ạ
p sút ca van chäúng sẹt. Cáúu trục ca van chäúng sẹt MO âỉåüc mä
t nhỉ hçnh 12-9.



Hçnh 12-9: Tiãút diãûn (bäú trê
chung ca van chäúng sẹt oxit
kim loải kiãøu EXLIMQ.
1.âáưu så cáú
p, 2.thiãút bë x
ạp sút ,3.chäưng âiãûn tråí MO
4. sỉï cạch âiãûn, 5.âáưu näúi âáút,
6.âáưu thoạt ạp sút
2. ỈÏng dủng v cạch lỉûa chn
Van chäúng sẹt âỉåüc sỉí dủng âãø bo vãû thiãút bë v trảm quan trng (âàûc biãût l mạy biãún ạp âiãûn
lỉûc) chäúng lải quạ âiãûn ạp khê quøn v quạ âiãûn ạp âọng måí. Khi thiãút kãú v lỉûa chn van chäúng sẹt
thäng dủng, cáưn lỉu âiãûn ạp âạnh thng v âiãûn ạp âãûm. Ngoi ra van chäúng sẹt MO âỉåüc chn theo cạc
tiãu chøn sau âáy:

178
-Âiãûn ạp táưn säú ngưn täúi âa.
-Kh nàng háúp thủ nàng lỉåüng.
-Mỉïc bo vãû.
Cọ thãø âảt âỉåüc kh nàng háúp thủ nàng lỉåüng u cáưu våïi cng cáúp bo vãû bàòng cạch xãúp chäưng
cạc âiãûn tråí MO song song. Bàòng cạch gáúp âäi säú chäưng l cọ thãø cọ mỉïc bo vãû tháúp hån v kh nàng
háúp thủ gáưn nhỉ gáúp âäi. Mỉïc bo vãû cáưn thiãút âỉåüc tçm ra nhåì cạc quy tàõc phäúi håüp cạch âiãûn, trong âọ
cọ chia âäü (cạc tè säú bo vãû) giỉỵa cạc mỉïc bo vãû ca van chäúng sẹt v âiãûn ạp xung âënh mỉïc ca thiãút

bë cáưn bo vãû âỉåüc xạc âënh (hçnh 12-10).
Vå
ïi van chäúng sẹt MO, âiãûn ạp lm viãûc liãn tủc cỉûc âải Us l âiãûn ạp táưn säú ngưn låïn nháút m
van chäúng sẹt cọ thãø chëu âỉûng âỉåüc thỉåìng xun. Cỉåìng âäü T ca van chäúng sẹt chäúng lải quạ âiãûn ạp
quạ âäü U
TOV
âỉåüc cho bàòng cạc âàûc tênh âiãûn ạp/thåìi gian ( U
TOV
= T.U
C
hồûc U
TOV
= T
R
.U
R
).
Hãû säú T hồûc T
R
phủ thüc vo loải van chäúng sẹt v cọ thãø tçm âỉåüc trong ti liãûu ca nh chãú
tảo, U
R
l âiãûn ạp âënh mỉïc. Theo IEC 99-4 âiãûn ạp liãn tủc ca van chäúng sẹt phi khäng âỉåüc tháúp
hån trë säú hiãûu dủng ca âiãûn ạp táưn säú ngưn cọ thãø xy ta åí âáưu cỉûc láu hån 10 phụt trong lục lm viãûc.
Âiãûn ạp ny âỉåüc xạc âënh trãn cå såí âiãûn ạp lm viãûc cao nháút tạc âäüng lãn lỉåïi âang xẹt åí chãú âäü lm
viãûc bçnh thỉåìng. Nãúu säú liãûu ny khäng âỉåüc xạc âënh r rng cọ thãø láúy bàòng âiãûn ạp cao nháút U
m
âäúi
våïi thiãút bë (IEC 71-1).
a) Van chäúng sẹt giỉỵa pha v âáút

Âäúi våïi cạc hãû thäúng cọ täøng tråí näúi âáút nh, âiãûn ạp liãn tủc êt nháút bàòng 1,05 láưn âiãûn ạp lm
viãûc cao nháút chia cho
3 . Âäúi våïi cạc hãû thäúng cọ sỉû cäú trảm âáút âỉåüc b hồûc trung tênh cạch li, âiãûn
ạp liãn tủc cọ thãø láúy êt nháút bàòng âiãûn ạp lm viãûc cao nháút.



Hçnh 12-10 Phäúi håüp cạch âiãûn cho
lỉåïi täøng näúi âáút tháúp. (c
E
= 1,4) trong
khong C (U
m
≥ 300Kv theo IEC 71-1
tỉång ỉïng våïi giạ trë âènh ca âiãûn ạp
pha -âáút.
U
rs
-âiãûn ạp chëu xung sẹt âënh mỉïc .
U
rB
-âiãûn ạp chëu xung âọng måí âënh mỉïc.
a: âiãûn ạp pha âáút táưn säú ngưn max.
c
E
hãû säú sỉû cäú trảm âáút,b: âiãûn ạp pha âáút
táưn säú ngưn max våïi sỉû cäú chảm âáút åí pha
bãn cảnh, d: quạ âiãûn ạp (âỉåüc hản chãú bàòng
van chäúng sẹt âãún U
p

).
U
p
mỉïc bo vãû ca van chäúng sẹt
C
B
giåïi hản an ton våïi âiãûn ạp xung sẹt
C
S
giåïi hản an ton våïi xung âọng måí
U
p
C
B
C
s
d
u
rs
u
rB
u
4
3
2
1
b
a
C
E

b) Van chäúng sẹt giỉỵa cạc pha
Âiãûn ạp liãn tủc täúi thiãøu phi bàòng 1,05 láưn âiãûn ạp lm viãûc cao nháút.
c) Van chäúng sẹt âiãøm trung tênh

179
Âäúi våïi cạc hãû thäúng cọ täøng tråí näúi âáút tháúp, âiãûn ạp liãn tủc nháûn âỉåüc tỉì âiãûn ạp âënh mỉïc tảo
nãn. Âäúi våïi cạc hãû thäúng cọ sỉû cäú trảm âáút âỉåüc b hồûc trung tênh cạch li, âiãûn ạp liãn tủc täúi thiãøu cọ
thãø láúy bàòng âiãûn ạp lm viãûc låïn nháút chia cho
3 .

3. Cạc trë säú âiãøn hçnh ca van chäúng sẹt våïi cạc mỉïc âiãûn ạp âiãưu chènh
Våïi cạc van chäúng sẹt MO khäng cọ khe håí phọng âiãûn, âiãûn ạp lm viãûc liãn tủc U
c
phi âỉåüc
lỉûa chn theo hãû säú chảm âáút C
e
=
3 . Bng 12-4 cho tháúy cạc trë säú âiãøn hçnh âäúi våïi cạc lỉåïi täøng tråí
näúi âáút nh ( C
e
=1,4) v cạc hãû thäúng khäng näúi âáút ( C
e
=
3 ) khäng cọ quạ âiãûn ạp quạ âäü no khạc.
Van chäúng sẹt trong lỉåïi phán phäúi dỉåïi 30 kV (vê dủ cạc mạy biãún ạp làõp trãn cäüt ) thỉåìng âỉåüc
thiãút kãú våïi dng âiãûn sẹt âënh mỉïc l 5 kA. Van chäúng sẹt 10 kA âỉåüc sỉí dủng cho cạc mảng thỉåìng
cọ nguy cå bë sẹt âạnh.
Dng âiãûn sẹt âënh mỉïc 10 kA cáưn phi ln ln âỉåüc lỉûa chn cho van chäúng sẹt trỉåïc âỉåìng
cạp. Van chäúng sẹt dng cho cạc âiãûn ạp trãn 30 kV ln cọ dng âiãûn sẹt âënh mỉïc l 10 kA. Van

chäúng sẹt âỉåüc âàût song song våïi âäúi tỉåüng âỉåüc bo vãû thỉåìng giỉỵa pha v âáút. Vç vng bo vãû trong
khäng gian bë giåïi hản, cạc van chäúng sẹt phi âỉåüc näúi c
ng gáưn bäü pháûn bo vãû cng täút . Cạc säú liãûu
gáưn âụng âäúi våïi vng bo vãû âỉåüc cho trong bng 12-4.

Bng 12.4: chn van chäúng sẹt MO våïi âiãûn ạp âënh mỉïc U
r
(khäng xy ra quạ âiãûn ạp quạ âäü khạc)
Âiãûn ạp hãû thäúng âënh
mỉïc U
n
,
kV
Van chäúng sẹt pha
U
r
våïi C
e
= 1,4 U
r
våïi C
e
=
3
kV kV
Van chäúng sẹt trung tênh
Ur våïi C
e
=1,4 U
r

våïi C
e
=
3
kV kV
6
10
20
30
66
110
138
220
345
380
500
6 9
12 15
21 30
30 45
60 90
96 150
120 -
192 -
276 -
330 -
420 -
- -
- -
- -

- -
- -
72 90
84 -
90 -
132 -
150 -
192 -
Hiãûn nay hng ABB cọ chỉång trçnh truưn sọng âãø nghiãn cỉïu cạc thiãút bë âọng càõt låïn cọ kh nàng
tênh toạn cạc thay âäøi theo thåìi gian ca âiãûn ạp åí cạc vë trê thêch håüp trong trảm.

Vng bo vãû ca van chäúng sẹt - cạc trë säú chøn

Âiãûn ạp cỉûc âải ca Vng âỉåüc bo vãû Chiãưu di dáùn âãún van
thiãút bë U
m
[ kV] L
max
[m] chäúng sẹt a[ m]

<= 36 8 2
123 15 5
245 20 10
420 20 15

180