Svodič z oxidu zinečnatého

Svodič z oxidu zinečnatéhojebleskojistkas dobrým ochranným výkonem.

Ten/Ta/ToSvodič z oxidu zinečnatéhoje nejpokročilejší přepěťová ochrana na světě. To je dáno přidáním oxidu azinkusvodičjako jádro rezistoru disk. To umožňuje zlepšení voltampérových charakteristik rezistoru disk a zvýšení jeho proudové odolnosti v situacích přepětí, což je drastické zlepšení ve srovnání s konvenčním karbidem křemíku.svodičeZa normálního provozního napětí je proud protékající svodičem pouze jeden mikroampérový stupeň. KdyžsvodičPokud dojde k přepětí, vynikající nelineární charakteristiky zvýší proud procházející svodičem několik tisíckrát.svodičje ve vodivém stavu a uvolní energii přepětí do země, čímž ochrání zařízení pro přenos energie před účinky přepětí.

Svodič oxidu zinečnatéhoje nový typ svodiče přepětí vyvinutý v 70. letech 20. století, který se skládá převážně z varistoru z oxidu zinečnatého. Každý varistor má od doby výroby své určité spínací napětí (nazývané napětí varistoru). Při normálním pracovním napětí (tj. nižším než napětí varistoru) je hodnota varistoru velmi vysoká, což odpovídá stavu izolace. Při nárazovém napětí (větším než napětí varistoru) se však varistor při nízké hodnotě prorazí, což odpovídá stavu zkratu. Po zásahu varistoru se však může obnovit stav izolace; když se napětí nad varistorem odebere, vrátí se do stavu s vysokým odporem. Pokud je tedy svodič z oxidu zinečnatého instalován na elektrickém vedení, při úderu blesku vysoké napětí bleskové vlny způsobí průraz varistoru a bleskový proud protéká varistorem do země. Napětí na elektrickém vedení lze regulovat v bezpečném rozsahu, aby se chránila bezpečnost elektrických zařízení.

Sedm charakteristik svodiče z oxidu zinečnatého:

Průtoková kapacita

To se odráží hlavně ve schopnosti svodiče bleskových přepětí absorbovat všechny druhy bleskového přepětí, přechodového přepětí síťové frekvence a provozního přepětí.

Ochranné vlastnosti

Svodič přepětí z oxidu zinečnatého se používá k ochraně všech druhů elektrických zařízení v energetické soustavě před poškozením elektrických výrobků přepětím a má dobrý ochranný výkon. Díky vynikajícím nelineárním voltametrickým charakteristikám plechu ventilu z oxidu zinečnatého prochází pod normálním provozním napětím pouze několik stovek mikroampérů proudu, takže je snadné navrhnout strukturu bez mezer, která má vlastnosti dobrého ochranného výkonu, nízké hmotnosti a malých rozměrů. Při výskytu přepětí se proud protékající deskou ventilu rychle zvyšuje, což omezuje amplitudu přepětí a uvolňuje energii přepětí. Poté deska ventilu z oxidu zinečnatého obnoví stav vysokého odporu, aby energetická soustava fungovala normálně.

Těsnicí výkon

Komponenty bleskojistky s dobrou odolností proti stárnutí, dobrou vzduchotěsností vysoce kvalitního kompozitního povlaku, s využitím kontroly komprese těsnicího kroužku a potaženého tmelu a dalších opatření, keramického povlaku jako těsnicího materiálu, pro zajištění spolehlivého utěsnění, takže výkon bleskojistky je stabilní.

Mechanické vlastnosti

Zvažují se zejména následující tři faktory: seismická síla, kterou je třeba unést;

Maximální tlak větru na svodič;

Horní část svodiče nese maximální povolené napětí drátu.

Dekontaminační majetek

Svodič přepětí z oxidu zinečnatého bez mezery má vysokou odolnost proti znečištění.

Měrná povrchová dráha stanovená národní normou je: Středně znečištěná oblast třídy II: měřítko povrchové dráhy 20 mm/kV;

Oblast silného znečištění třídy III: měrná povrchová cesta 25 mm/kV;

Třída IV pro extrémně silně znečištěnou oblast: měrná povrchová dráha 31 mm/kV.

Vysoká provozní spolehlivost

Spolehlivost dlouhodobého provozu závisí na kvalitě výrobků a jejich rozumném výběru. Kvalitu výrobku ovlivňují především tři aspekty: racionalita celkové struktury svodiče bleskových proudů; voltametrické charakteristiky a odolnost proti stárnutí ventilu z oxidu zinečnatého; těsnicí vlastnosti svodiče bleskových proudů.

Tolerance frekvence napájení

Vzhledem k vlivům napájecího systému, jako je jednofázové uzemnění, vliv kapacity dlouhého vedení, potlačení zátěže a další, může dojít ke zvýšení napětí síťové frekvence nebo k přechodnému přepětí s vysokou amplitudou. Svodič bleskových přepětí má určitou dobu, aby odolal nárůstu napětí síťové frekvence.

Funkce

Každý typ svodiče přepětí má své vlastní výhody a vlastnosti a pro dosažení dobrého izolačního účinku je nutné jej používat v různých prostředích. Při jmenovitém napětí je svodič ekvivalentní izolantu a nebude mít žádnou funkci. V případě krize nebo vysokého napětí se svodič přepětí aktivuje a svede proud do země, aby účinně chránil energetická zařízení.

Klasifikace

Podle úrovně napětí

Zinkové svodiče přepětí se klasifikují podle jmenovitého napětí a lze je rozdělit do tří kategorií:

Kategorie vysokého napětí: Vztahuje se na řadu svodičů z oxidu zinečnatého nad 66 kV, které lze zhruba rozdělit do sedmi stupňů: 1000 kV, 750 kV, 500 kV, 330 kV, 220 kV, 110 kV a 66 kV.

Kategorie středního napětí: Vztahuje se na produkty řady svodičů přepětí z oxidu zinečnatého v rozsahu 3 kV až 66 kV (s výjimkou produktů řady 66 kV), které lze zhruba rozdělit do čtyř napěťových úrovní: 3 kV, 6 kV, 10 kV a 35 kV.

Kategorie nízkého napětí: Vztahuje se na produkty řady svodičů přepětí z oxidu zinečnatého pod 3 kV (s výjimkou produktů řady 3 kV), které lze zhruba rozdělit do čtyř napěťových úrovní: 1 kV, 0,5 kV, 0,38 kV a 0,22 kV.

Podle jmenovitého vybíjecího proudu

Podle jmenovitého vybíjecího proudu lze svodiče z oxidu zinečnatého rozdělit do pěti tříd: 20, 10, 5, 2,5, 1,5 kA.

Podlepoužití

Zinečnaté svodiče přepětí lze podle jejich použití rozdělit do sedmi typů: typ svodiče pro obvod systému, typ s elektrárnou, typ s distribuční soustavou systému, typ s ochranou kondenzátorové baterie s kompenzací bočníku, typ s ochranou pro elektrifikované železnice, typ s ochranou pro motor a neutrální bod motoru, typ s nulovým bodem transformátoru.

Podle struktury

Svodiče z oxidu zinečnatého lze podle jejich struktury rozdělit do dvou kategorií.

Svodiče přepětí z oxidu zinečnatého lze rozdělit do čtyř tříd podle odolnosti vůči znečištění. Třída II je běžný typ, třída III se používá ve středním znečištění (měrná povrchová dráha 20 mm/kV), třída III se používá ve silném znečištění (měrná povrchová dráha 25 mm/kV) a třída III se používá ve velmi silném znečištění (měrná povrchová dráha 31 mm/kV).

Kompozitní nátěr: kompozitní nátěr svodiče přepětí z oxidu zinečnatého je vyroben z kompozitního silikonového pryžového materiálu jako nátěr a výběr vysoce výkonné desky z oxidu zinečnatého s vnitřním použitím speciální struktury, sestavené pomocí pokročilé technologie, má dvojí výhody silikonového pryžového materiálu a desky z oxidu zinečnatého s vodivostí. Kromě všech výhod porcelánového svodiče přepětí z oxidu zinečnatého má řada produktů dobrý izolační výkon, vysokou odolnost proti znečištění, dobrou ochranu proti výbuchu a malou velikost, nízkou hmotnost, bez údržby, snadno se poškodí, spolehlivé těsnění, vynikající odolnost proti stárnutí a další výhody.

Podle výkonu konstrukce

Zinnečnaté svodiče přepětí lze podle struktury a výkonu rozdělit do tří typů: bez vůle (W), se sériovou vůlí (C) a s paralelní vůlí (B).

1. V minulosti výběr a nevýhody svodičů bleskových proudů zohledňovaly pouze provozní přepětí a úrovně přepětí bleskových proudů

Národní norma stanoví, že napětí na napájecích svorkách systému by mělo být mírně vyšší než K-násobek jmenovitého napětí Un systému, tj. K=Um/Un (Um je nejvyšší napětí systému). Izolace elektrických zařízení by měla být schopna dlouhodobě pracovat pod napětím Un. K pro systémy 220 kV a nižší je 1,15 a pro systémy 330 kV a vyšší je K=1,1. Výše ​​uvedené zásady se dodržují i ​​v počáteční fázi návrhu svodiče.

2. Výběr a nutnost bleskojistky pro zajištění provozu při jednofázovém uzemňovacím přepětí a bezpečnosti energetické soustavy

Z hlediska bezpečného provozu by měl výběr jmenovitého napětí svodiče splňovat také následující zásady:

(1) Jmenovité napětí svodiče z oxidu zinečnatého by mělo být vyšší než přechodové napětí síťové frekvence, které se může objevit při jeho instalaci. V neutrálním uzemňovacím systému 110 kV a vyšším lze jej zvolit podle výše uvedené metody.

(2) V systému s nepřímým uzemněním v nulovém bodě 110 kV a níže je podle předpisů elektroenergetického oddělení povolen provoz jednofázového uzemnění po dobu 2 hodin a někdy i při přerušovaném obloukovém uzemnění po dobu delší než 2 hodiny, aby se zjistila závada. Takové provozní charakteristiky svodiče bleskových přepětí z oxidu zinečnatého při jmenovitém napětí 10 s představují vážné riziko. Svodiče bleskových přepětí z oxidu zinečnatého a SiC svodiče se liší konstrukcí (druhý má mezerovou mezeru, první nemá mezeru nebo pouze oddělovací mezeru), což v praxi vede k tepelnému zhroucení svodiče z oxidu zinečnatého a dokonce k vážným nehodám způsobeným výbuchem. Vzhledem k této situaci mnoho energetických společností a projektových ústavů pro elektrotechniku ​​předkládá různé typy jmenovitých napětí (například 14,4 kV, 14,7 kV atd.) v závislosti na podmínkách místní elektrické sítě. V několika národních standardizovaných diskusních dokumentech se v testu zatížení s akcí tolerance jmenovitého napětí 10 s zvyšuje 1,2 až 1,3krát, čímž se zvyšuje přizpůsobivost svodiče bleskových přepětí z oxidu zinečnatého nulovému bodu. Systém nepřímého uzemnění je vylepšen.

Protože jmenovité napětí svodiče z oxidu zinečnatého je příliš nízké, bude svodič pracovat při jednofázovém přepětí uzemnění nebo dokonce při mnoha přechodných přepětích. Oddělení bezpečnostního dohledu a koordinace výroby Ministerstva elektřiny navrhlo revizi svodiče již v 17. bezpečnostním bulletinu ze dne 30. října 1993.

V přechodném období mezi oznámením a revizí nové normy se pro výběr jmenovitého napětí a trvalého provozního napětí svodiče z oxidu zinečnatého v neuzemněném systému navrhují následující konstrukční pravidla: jmenovité napětí je 1,2–1,3násobkem referenčního návrhového napětí pro zhášení oblouku svodiče SiC a trvalé provozní napětí je nejvyšší síťové napětí při provozu systému.

Protože neexistuje jednotný standard pro výše uvedené základní údaje, dojde k nesrovnalostem mezi výrobcem bleskojistky a uživatelem v jejím návrhu a výrobě.

3, implementujte vydání z roku 2000 nové normy, bezpečný a rozumný výběr reality bleskojistky

V nové čínské normě z roku 2000 (GB11032-2000) byl uznán princip volby jmenovitého napětí nad 1,2-1,3násobkem, ale volba trvalého provozního napětí má nové ustanovení: z referenční hodnoty životnosti svodiče 1,5 Un//U1mA se vybírá (projektuje) trvalé provozní napětí svodiče. Vzhledem k úrovni konstrukce a výroby domácích svodičů je obecná hodnota 80 %, takže trvalé provozní napětí se volí jako 0,8násobek jmenovitého napětí. To je podpořeno malou proudovou oblastí voltametrické křivky.

Proto by se v praxi měla při provádění simulačních výpočtů podle specifických podmínek nebo při výběru svodiče podle zkušeností a praxe zohledňovat úroveň přepětí po dobu 1 hodiny jednofázového uzemnění. V technických dohodách uživatelů a dokonce i ve výkresech energetických konstrukčních ústavů se však od výše uvedených hodnot mírně liší mnoho hodnot jmenovitého napětí, což považuji za zbytečné (například 16,5 kV a 16,7 kV u 10 kV atd.). Důvodem je, že ve skutečném procesu návrhu svodiče bleskových proudů je jmenovitá hodnota napětí ve voltampérové ​​křivce v oblasti malého proudu, která je menší než hodnota U1mAAC, takže snaha o jemný rozdíl nemůže být ve skutečném návrhu svodiče bleskových proudů realizována. Kromě toho z následující diskuse vyplývá, že v souladu s požadavky nové národní normy je třeba zvolit bezpečné použití při povoleném přepětí (to se týká neuzemněného systému).

4. Vědecký výběr neuzemněného svodiče přepětí z oxidu zinečnatého podle nové normy vydání z roku 2000

(1) Jmenovité napětí musí být zvoleno a navrženo podle maximální efektivní hodnoty přípustného napětí síťové frekvence přivedeného na svorky svodiče, aby mohl správně fungovat při přechodném přepětí určeném ve specifikované zátěžové zkoušce. Trvalé provozní napětí musí být zvoleno tak, aby umožňovalo konstantní efektivní hodnotu (RMS) mezi svorkami svodiče. V tomto případě by mělo být vybíjecí napětí síťové frekvence dostatečně vysoké, aby se zabránilo provozu izolace chráněného zařízení při provozním přepětí bez ochrany a prodloužila se životnost. Je také třeba zohlednit skutečnou úroveň nabíjecího proudu a zbytkové napětí svodiče z oxidu zinečnatého vyrobeného v Číně.

(2) V případě výraznějšího zvýšení napětí síťové frekvence nebo vyššího zkušebního napětí izolace zařízení by mělo být zvoleno vyšší jmenovité napětí svodiče z oxidu zinečnatého. Výběr referenčního napětí síťové frekvence musí být rovný nebo vyšší než jmenovité napětí. Aby byly tyto dva body v nových požadavcích NÁRODNÍ normy lépe splněny, lze následující výpočet rovněž splnit pro splnění požadavků na přepětí. Požadavky NÁRODNÍ normy zajišťují, že jednofázové uzemnění vydrží 2 hodiny bez zásahu. V nejzávažnějším případě, kdy dochází k jednofázovému uzemnění a odpojení zátěže současně, je maximální možné přepětí vypočítané teoreticky 1,99násobné a povolené trvalé provozní napětí UC (efektivní hodnota) svodiče z oxidu zinečnatého se volí takto:

Jmenovité napětí (Ur≈1,25 UC) bylo zvoleno podle národního standardního nabíjecího proudu 0,8, což splňuje všechny požadavky. Pokud se použije obloukové uzemnění a rezonanční přepětí s vysokou pravděpodobností úniku, jmenovité napětí musí splňovat: stiskněte znovu ?=0,8. Vyberte trvalé provozní napětí, které také splňuje požadavky.

Stručně řečeno, hlavním problémem při výběru svodiče je určení rozsahu dočasného přepětí. Je nutné zajistit bezpečný a přesný provoz při vysokém provozním přepětí a atmosférickém přepětí a zajistit, aby ventilová deska nefungovala při dočasném přepětí.

V současné době musí výběr typu a konstrukce svodiče zajistit, aby svodič z oxidu zinečnatého s nejvyšším přepětím v systému nefungoval při 2hodinovém jednofázovém uzemnění, jinak dojde k tepelnému kolapsu svodiče nebo dokonce k výbuchu.

Proto je vhodné zvolit neuzemněný systém dle nových požadavků.

Ale v zařízení s uzemněným kondenzátorem s potlačením oblouku bude uzemňovací přepětí mnohem nižší, takže si můžete zvolit nízkou hodnotu podle praktického simulačního výpočtu jmenovitého napětí a trvalého provozního napětí, aby se bleskojistka z oxidu zinečnatého fungovala při nižším provozním přepětí, a ochranné zařízení kondenzátoru, ale pokud vám to nevyhovuje, můžete si také zvolit systém bez uzemnění.

Protože izolace mezi pólem kondenzátoru a zemí byla považována za splňující požadavky na 2hodinové uzemnění jednofázového systému.

Pokud svodič pracuje na napětí nižším než jmenovité, nefunguje a nezpůsobí poškození kondenzátoru přepětím.

Celkově vzato je to proto, že desky ventilů řady oxidu zinečnatého bez vůle přímo zapojené do série, v rezistorech svodiče bleskových proudů z oxidu zinečnatého nemohou snést ani více než 1,99násobek přepětí. Volba referenčního napětí svodiče bleskových proudů z oxidu zinečnatého způsobená obloukem SiC nesplňuje požadavky na jmenovité napětí svodiče bleskových proudů, které se pravděpodobně zvýší, aby byla zajištěna bezpečnost svodiče, například bez skutečných simulačních dat.

Doporučená hodnota ztělesněná v duchu národní normy je vhodnější, protože splňuje limitní požadavky.