Arrestador d'òxid de zinc

Arrestador d'òxid de zincés unparallampsamb un bon rendiment de protecció.

ElDetector d'òxid de zincés el protector de sobretensió més avançat del món. Això es deu a la incorporació d'òxid de zincdetentorcom a disc de resistència del nucli. Això permet una millora en les característiques de voltamperes del disc de resistència i un augment de la capacitat de corrent de pas en situacions de sobretensió, cosa que representa una millora dràstica en comparació amb el carbur de silici convencional.detentorsSota una tensió de funcionament normal, el corrent que passa pel parafocs és només d'un microampere. Quan eldetentorexperimenta una situació de sobretensió, les excel·lents característiques no lineals augmentaran el corrent a través del paracaigudes diversos milers de vegades. Eldetentorestà en estat conductor i alliberarà l'energia de sobretensió a terra, protegint així els equips de transmissió d'energia contra els efectes de la sobretensió.

Detector d'òxid de zincés un nou tipus d'aturador desenvolupat a la dècada de 1970, que es compon principalment de varistor d'òxid de zinc. Cada varistor té la seva pròpia tensió de commutació (anomenada tensió de varistor) des del moment en què es fabrica. Sota la tensió de funcionament normal (és a dir, inferior a la tensió del varistor), el valor del varistor és molt gran, cosa que equival a l'estat d'aïllament. Però sota la tensió d'impacte (superior a la tensió del varistor), el varistor es trenca a un valor baix, cosa que equival a l'estat de curtcircuit. Tanmateix, després que el varistor sigui colpejat, pot restaurar l'estat d'aïllament; quan es retira la tensió superior al varistor, torna a l'estat d'alta resistència. Per tant, si l'aturador d'òxid de zinc s'instal·la a la línia elèctrica, quan cau un llamp, l'alta tensió de l'ona del llamp fa que el varistor es trenqui i el corrent del llamp flueix a través del varistor cap a terra. La tensió de la línia elèctrica es pot controlar dins d'un rang segur, per tal de protegir la seguretat dels equips elèctrics.

Set característiques d'un detentor d'òxid de zinc:

Capacitat de flux

Això es reflecteix principalment en la capacitat del parallamps d'absorbir tot tipus de sobretensions de llamps, sobretensions transitòries de freqüència industrial i sobretensions de funcionament.

Propietats protectores

El para-stop d'òxid de zinc s'utilitza per protegir tot tipus d'equips elèctrics en sistemes d'alimentació contra danys per sobretensió dels productes elèctrics, i té un bon rendiment de protecció. A causa de les excel·lents característiques de voltamperometria no lineal de la làmina de la vàlvula d'òxid de zinc, només passen uns pocs centenars de microamperes de corrent per sota de la tensió de funcionament normal, és fàcil dissenyar una estructura sense buits, de manera que tingui les característiques de bon rendiment de protecció, pes lleuger i mida petita. Quan la sobretensió envaeix, el corrent que flueix a través de la placa de la vàlvula augmenta ràpidament i limita l'amplitud de la sobretensió i allibera l'energia de la sobretensió. Després d'això, la placa de la vàlvula d'òxid de zinc restaura l'estat d'alta resistència per fer que el sistema d'alimentació funcioni normalment.

El rendiment de segellat

Components de parallamps amb bon rendiment d'envelliment, bona estanquitat a l'aire de recobriment compost d'alta qualitat, utilitzant el control de la compressió de l'anell de segellat i el segellador recobert i altres mesures, recobriment ceràmic com a material de segellat, per garantir un segellat fiable, de manera que el rendiment del parallamps sigui estable.

Propietats mecàniques de

Es consideren principalment els tres factors següents: la força sísmica a suportar;

Pressió màxima del vent sobre el paracaigudes;

La part superior del paracaigudes suporta la tensió màxima admissible del cable.

Propietat de descontaminació

El detentor d'òxid de zinc sense buit té una alta resistència a la contaminació.

La distància de filtració específica estipulada per la norma nacional és: Zona de contaminació mitjana de classe II: distància de filtració específica de 20 mm/kV;

Zona de contaminació intensa de classe III: distància de fuga específica 25 mm/kV;

Zona extremadament contaminada de classe IV: distància de fuga específica 31 mm/kV.

Alta fiabilitat operativa

La fiabilitat del funcionament a llarg termini depèn de la qualitat dels productes i de la selecció raonable dels productes. La qualitat del producte influeix principalment en els tres aspectes següents: la racionalitat de l'estructura general del parallamps; les característiques voltamperomètriques i la resistència a l'envelliment de la vàlvula d'òxid de zinc; el rendiment de segellat del parallamps.

Tolerància a la freqüència de potència

A causa de la connexió a terra monofàsica del sistema d'alimentació, l'efecte de capacitança de línia llarga i el rebuig de càrrega i altres motius, que poden provocar un augment de la tensió de freqüència de potència o produir una sobretensió transitòria d'alta amplitud, el parallamps té un temps determinat per suportar un cert augment de la tensió de freqüència de potència.

Funció

Cada tipus d'aturador té els seus propis avantatges i característiques, i cal utilitzar-los en diferents entorns per aconseguir un bon efecte d'aïllament. Sota la tensió nominal, l'aturador és equivalent a un aïllant i no tindrà cap acció. En cas de crisi o alta tensió, l'aturador de llamps funcionarà i conduirà el corrent a terra per protegir eficaçment l'equip d'alimentació.

Classificació

Segons el nivell de voltatge

Els parafocs d'òxid de zinc es classifiquen segons el valor de la tensió nominal i es poden dividir en tres categories:

Categoria d'alta tensió: es refereix a la sèrie d'aturadors d'òxid de zinc superiors a 66 KV, que es poden dividir aproximadament en set graus: 1000 kV, 750 kV, 500 kV, 330 kV, 220 kV, 110 kV i 66 kV.

Categoria de mitjana tensió: es refereix als productes de la sèrie de parafocs d'òxid de zinc en el rang de 3 kV a 66 kV (excloent-hi els productes de la sèrie de 66 kV), que es poden dividir aproximadament en quatre nivells de tensió: 3 kV, 6 kV, 10 kV i 35 kV.

Categoria de baixa tensió: es refereix als productes de la sèrie de parafocs d'òxid de zinc per sota de 3KV (excloent-hi els productes de la sèrie de 3kV), que es poden dividir aproximadament en quatre nivells de tensió: 1kV, 0,5kV, 0,38kV i 0,22kV.

Segons el corrent de descàrrega nominal

Segons el corrent de descàrrega nominal, els parafocs d'òxid de zinc es poden dividir en cinc classes: 20, 10, 5, 2,5 i 1,5 kA.

Segonsús

Els paracaigudes d'òxid de zinc es poden dividir en set tipus segons el seu ús: tipus de circuit de sistema, tipus de central elèctrica de sistema, tipus de distribució de sistema, tipus de protecció de banc de condensadors de compensació shunt, tipus de ferrocarril electrificat, tipus de motor i punt neutre del motor, tipus de punt neutre del transformador.

Segons l'estructura

Els parafocs d'òxid de zinc es poden dividir en dues categories segons la seva estructura.

L'aturador d'òxid de zinc es pot dividir en quatre graus segons el rendiment de resistència a la contaminació. La classe ⅰ és el tipus comú, la classe ⅱ s'utilitza en zones de contaminació mitjana (distància de filtració específica de 20 mm/KV), la classe ⅲ s'utilitza en zones de contaminació intensa (distància de filtració específica de 25 mm/KV) i la classe ⅳ s'utilitza en zones de contaminació extremadament intensa (distància de filtració específica de 31 mm/KV).

Capa composta: el parany d'òxid de zinc amb capa composta està fet de material compost de cautxú de silicona com a capa, i la selecció d'una làmina de resistència a l'òxid de zinc d'alt rendiment, l'ús intern d'una estructura especial, muntada mitjançant tecnologia avançada, té el doble avantatge del material de cautxú de silicona i la làmina de resistència a l'òxid de zinc. A més de tots els avantatges del parany d'òxid de zinc de porcellana, la sèrie de productes té un bon rendiment d'aïllament, una alta resistència a la contaminació, un bon rendiment a prova d'explosions i una mida petita, pes lleuger, sense manteniment, no es pot danyar fàcilment, un segellat fiable, una excel·lent resistència a l'envelliment i altres avantatges.

Segons el rendiment de l'estructura

Els parafocs d'òxid de zinc es poden dividir en tres tipus segons l'estructura i el rendiment: sense separació (W), amb separació en sèrie (C) i amb separació paral·lela (B).

1. En el passat, la selecció i els desavantatges dels parallamps que només consideraven la sobretensió de funcionament i els nivells de sobretensió de llamps

La norma nacional estipula que la tensió del terminal d'alimentació del sistema ha de ser lleugerament superior a K vegades la tensió nominal (o tensió nominal) Un del sistema, és a dir, K = Um / Un (Um és la tensió més alta del sistema). L'aïllament dels equips elèctrics ha de poder funcionar durant molt de temps sota Un. El K per a sistemes de 220 kV i inferiors és d'1,15, i per a sistemes de 330 kV i superiors, K = 1,1. Els principis esmentats anteriorment també s'observen en la fase inicial del disseny del pararrayor.

2. Selecció i necessitat d'un parallamps per garantir el funcionament sota sobretensió de terra monofàsica i la seguretat del sistema elèctric

Des de la perspectiva d'un funcionament segur, la selecció de la tensió nominal del descarregador també ha de complir els principis següents:

(1) La tensió nominal del parafocs d'òxid de zinc ha de ser superior a la tensió transitòria de freqüència industrial que pugui aparèixer a la seva instal·lació. En un sistema de posada a terra neutra de 110 kV o superior, es pot seleccionar segons el mètode anterior.

(2) a 110 kV i per sota del sistema de posada a terra indirecta neutre, el departament d'energia elèctrica regula sota la condició de posada a terra monofàsica que es permet funcionar 2 h, i de vegades fins i tot es produeix una sobretensió de posada a terra d'arc intermitent que funciona durant més de 2 h per trobar fallades, aquest tipus de funcionament del sistema de parallamps d'òxid de zinc amb una tensió nominal de 10 s representa una amenaça greu. I l'estructura del parallamps d'òxid de zinc i el de SiC, el disseny és diferent (el segon és un arc d'extinció de bretxa, el primer no té bretxa o només té bretxa de separació), de manera que a la pràctica el parallamps d'òxid de zinc col·lapsa tèrmicament i fins i tot accidents d'explosió greus. Davant d'aquesta situació, moltes oficines de subministrament d'energia i instituts de disseny d'energia elèctrica van proposar molts tipus de valors de tensió nominal (com ara 14.4 kV, 14.7 kV, etc.) segons les condicions de la xarxa elèctrica local. En la prova de càrrega d'acció de diversos documents de debat estàndard nacionals, la tolerància de tensió nominal de 10 s s'augmenta a 1,2 ~ 1,3 vegades, de manera que l'adaptabilitat del parallamps d'òxid de zinc al punt neutre El sistema de connexió a terra no directa es millora.

Com que la tensió nominal del paracaigudes d'òxid de zinc és massa baixa, el paracaigudes funcionarà sota sobretensions de connexió a terra monofàsiques o fins i tot moltes sobretensions transitòries. El Departament de Supervisió de Seguretat i Coordinació de la Producció del Ministeri d'Electricitat va proposar la revisió del paracaigudes ja al 17è butlletí de seguretat del 30 d'octubre de 1993.

En el període de transició entre l'anunci i la revisió de la nova norma, es proposen les següents regles de disseny per a la selecció de la tensió nominal i la tensió de funcionament continu del paracaigudes d'òxid de zinc en el sistema neutre sense connexió a terra: la tensió nominal és 1,2-1,3 vegades el disseny de la tensió d'extinció d'arc del paracaigudes de SiC de referència, i la tensió de funcionament continu és la tensió de línia més alta del funcionament del sistema.

Com que no hi ha un estàndard unificat per a les dades bàsiques anteriors, hi haurà discrepàncies entre el fabricant del parallamps i l'usuari en el disseny i la fabricació.

3, implementar l'edició 2000 del nou estàndard, una selecció segura i raonable de la realitat del parallamps

En el nou estàndard xinès de l'any 2000 (GB11032-2000), s'ha reconegut el principi de selecció de tensió nominal per sobre d'1,2-1,3 vegades, però la selecció de la tensió de funcionament continu té una nova disposició: a partir del reflex de la vida útil del paracaigudes d'1,5 Un//U1mA com a valor de referència per seleccionar (dissenyar) la tensió de funcionament continu del paracaigudes. Amb el nivell de disseny i fabricació del paracaigudes domèstic, el valor general és del 80%, de manera que la tensió de funcionament continu es selecciona com a 0,8 vegades la tensió nominal. Això està recolzat per la petita regió de corrent de la corba de voltamperometria.

Per tant, a la pràctica, s'ha de tenir en compte el nivell de sobretensió de l'operació de posada a terra monofàsica d'1 h a l'hora de realitzar un càlcul de simulació segons condicions específiques o seleccionar el parallamps segons l'experiència i la pràctica. Tanmateix, hi ha molts valors de tensió nominal lleugerament diferents dels valors anteriors als acords tècnics dels usuaris i fins i tot als dibuixos dels instituts de disseny de potència, que crec que són innecessaris (com ara 16,5 kV i 16,7 kV a 10 kV, etc.). El motiu és que en el procés de disseny real del parallamps, el valor de tensió nominal a la corba volt-ampere es troba a la petita zona de corrent, que és inferior al valor U1mAAC, la recerca d'una diferència subtil no es pot realitzar en el disseny real del parallamps; A més, a partir de la següent discussió, d'acord amb els requisits de la nova norma nacional per seleccionar un ús segur sota la sobretensió permesa (això es refereix al sistema sense connexió a terra).

4. Selecció científica de parafocs d'òxid de zinc sense connexió a terra segons la nova norma de l'edició 2000

(1) La tensió nominal s'ha de seleccionar i dissenyar d'acord amb el valor màxim efectiu de la tensió de freqüència industrial admissible aplicada als terminals del paracaigudes, de manera que pugui funcionar correctament sota la sobretensió transitòria determinada a la prova de càrrega d'acció especificada. La tensió de funcionament continu s'ha de seleccionar per permetre un RMS constant entre els terminals del paracaigudes. En aquest moment, la tensió de descàrrega de freqüència industrial ha de ser prou alta per evitar el funcionament de l'aïllament de l'equip protegit sota la sobretensió de funcionament sense protecció i allargar la vida útil, i s'ha de tenir en compte el nivell real de la taxa de càrrega i la tensió residual del paracaigudes d'òxid de zinc fabricat a la Xina.

(2) Quan la tensió de freqüència industrial augmenti més seriosament o la tensió de prova d'aïllament de l'equip sigui més alta, s'ha de seleccionar la tensió nominal més alta del paracaigudes d'òxid de zinc. La selecció de la tensió de referència de freqüència industrial ha de ser igual o superior a la tensió nominal. Aquests dos punts dels nous requisits de la norma NACIONAL es compleixen millor, i també es pot trobar que el càlcul següent compleix els requisits de sobretensió. Els requisits de la norma nacional garanteixen que l'operació de posada a terra monofàsica sigui de 2 hores sense acció. En el cas més greu, quan la posada a terra monofàsica i el rebuig de la càrrega es produeixen alhora, la sobretensió màxima possible calculada per la teoria és d'1,99 vegades, i la tensió de funcionament continu admissible UC (valor efectiu) del paracaigudes d'òxid de zinc es selecciona de la manera següent:

La tensió nominal (Ur≈1.25 UC) es va seleccionar d'acord amb la taxa de càrrega estàndard nacional de 0.8, que complia tots els requisits. Si s'utilitza la connexió a terra d'arc i la sobretensió ressonant amb alta probabilitat d'escapament, la tensió nominal ha de complir: premeu de nou? = 0.8 Seleccioneu la tensió de funcionament continu, que també compleix els requisits.

En resum, la principal dificultat de la selecció d'un descarregador és determinar l'abast de la sobretensió temporal. Cal garantir un funcionament segur i precís sota una sobretensió de funcionament elevada i una sobretensió atmosfèrica, i assegurar-se que la placa de la vàlvula no funcioni sota una sobretensió temporal.

Actualment, la selecció i el disseny del tipus d'aturador ha de garantir que l'aturador d'òxid de zinc de sobretensió més alta del sistema no funcioni quan la connexió a terra monofàsica és de 2 hores, ja que en cas contrari l'aturador d'òxid de zinc podria patir un col·lapse tèrmic o fins i tot una explosió.

Per tant, és convenient seleccionar el sistema sense connexió a terra d'acord amb els nous requisits.

Però en el dispositiu de condensador de connexió a terra amb bobina de supressió d'arc, la sobretensió de connexió a terra serà molt menor, i aleshores es pot triar una baixa segons el càlcul de simulació pràctica de la tensió nominal i la tensió de funcionament continu per fer que el parallamps d'òxid de zinc actuï sota la sobretensió de funcionament més baixa, el dispositiu de protecció del condensador, però si no us convé, també podeu triar segons l'absència de sistema de connexió a terra,

Com que s'ha considerat que l'aïllament del pol del condensador a terra compleix els requisits de connexió a terra monofàsica de 2 h.

Si funciona a una tensió inferior a la nominal, el descarregador no funciona i no causarà danys per sobretensió al dispositiu condensador.

En definitiva, això es deu al fet que les plaques de vàlvules de la sèrie d'òxid de zinc sense folgança directament en sèrie, en resistències de parallamps d'òxid de zinc no poden suportar ni tan sols més d'1,99 vegades la sobretensió, causada per l'elecció de referència de tensió d'arc de SiC de la tensió nominal del parallamps d'òxid de zinc que no pot complir els requisits, està destinada a augmentar per garantir la seguretat del parallamps, com ara sense dades de simulació reals,

El valor recomanat incorporat en l'esperit de la norma nacional és més apropiat perquè compleix els requisits límit.