Cinka oksīda aizturētājs

Cinka oksīda aizturētājsirzibensnovedējsar labu aizsardzības veiktspēju.

TheCinka oksīda aizturētājsir pasaulē vismodernākais pārsprieguma aizsargs. Tas ir pateicoties cinka oksīda iekļaušanai.apturētājskā rezistora diska kodolsTas ļauj uzlabot rezistora diska volt-ampēru raksturlielumus un palielināt caurplūdes strāvas spēju pārsprieguma situācijās, kas ir ievērojams uzlabojums salīdzinājumā ar parasto silīcija karbīdu.arestētājiNormālā darba sprieguma apstākļos strāva caur novadītāju ir tikai viena mikroampēra grāds. Kadapturētājssaskaras ar vidēja sprieguma situāciju, lieliskās nelineārās īpašības palielinās strāvu caur novadītāju vairākus tūkstošus reižu.apturētājsatrodas vadošā stāvoklī un atbrīvos pārsprieguma enerģiju zemē, tādējādi aizsargājot jaudas pārvades iekārtas pret pārsprieguma ietekmi.

Cinka oksīda aizturētājsir jauna veida novadītājs, kas tika izstrādāts 20. gs. septiņdesmitajos gados un galvenokārt sastāv no cinka oksīda varistora. Katram varistoram ir noteikts pārslēgšanas spriegums (saukts par varistora spriegumu) no tā izgatavošanas brīža. Pie normāla darba sprieguma (tas ir, mazāks par varistora spriegumu) varistora vērtība ir ļoti liela, kas atbilst izolācijas stāvoklim. Bet pie trieciena sprieguma (lielāks par varistora spriegumu) varistors tiek salauzts ar zemu vērtību, kas atbilst īsslēguma stāvoklim. Tomēr pēc trieciena varistoram tas var atjaunot izolācijas stāvokli; kad spriegums virs varistora tiek noņemts, tas atgriežas augstas pretestības stāvoklī. Tāpēc, ja cinka oksīda novadītājs ir uzstādīts elektrolīnijā, zibens spēriena laikā zibens viļņa augstais spriegums izraisa varistora sabrukšanu, un zibensstrāva plūst caur varistoru zemē. Spriegumu elektrolīnijā var kontrolēt drošā diapazonā, lai aizsargātu elektroiekārtu drošību.

Septiņas cinka oksīda aizturētāja īpašības:

Plūsmas jauda

Tas galvenokārt atspoguļojas zibensnovedēja spējā absorbēt visu veidu zibens pārspriegumu, jaudas frekvences pārejas pārspriegumu un darbības pārspriegumu.

Aizsargājošās īpašības

Cinka oksīda novadītāju izmanto, lai aizsargātu visu veidu elektroiekārtas energosistēmā no elektroiekārtu pārsprieguma bojājumiem, un tam ir laba aizsardzības veiktspēja. Pateicoties cinka oksīda vārsta plāksnes lieliskajām nelineārajām voltammetrijas īpašībām, normālā darba spriegumā pāriet tikai daži simti mikroampēru strāvas, tāpēc ir viegli konstruēt bezspraugas struktūru, lai tai būtu laba aizsardzības veiktspēja, viegls svars un mazs izmērs. Pārsprieguma gadījumā caur vārsta plāksni plūstošā strāva strauji palielinās, ierobežojot pārsprieguma amplitūdu un atbrīvojot pārsprieguma enerģiju. Pēc tam cinka oksīda vārsta plāksne atjauno augstas pretestības stāvokli, lai energosistēma darbotos normāli.

Blīvējuma veiktspēja

Zibensnovedēja komponentiem ir labas novecošanās īpašības, laba hermētiskums no augstas kvalitātes kompozītmateriāla pārklājuma, izmantojot blīvgredzena saspiešanas kontroli un pārklātu hermētiķi un citus pasākumus, keramikas pārklājumu kā blīvēšanas materiālu, lai nodrošinātu uzticamu blīvējumu, lai zibensnovedēja darbība būtu stabila.

Mehāniskās īpašības

Galvenokārt tiek ņemti vērā šādi trīs faktori: seismiskais spēks, kas jāiztur;

Maksimālais vēja spiediens uz aizturētāju;

Novadītāja augšpusē ir maksimāli pieļaujamais stieples spriegums.

Dekontaminācijas īpašums

Bez spraugas cinka oksīda novadītājam ir augsta izturība pret piesārņojumu.

Valsts standartā noteiktais īpatnējais šļūdes attālums ir: II klases vidēji piesārņota zona: īpatnējais šļūdes attālums 20 mm/kV;

III klases spēcīga piesārņojuma zona: īpatnējais šļūdes ceļš 25 mm/kV;

IV klases ārkārtīgi stipri piesārņota teritorija: īpatnējais noplūdes ceļš 31 mm/kV.

Augsta darbības uzticamība

Ilgtermiņa darbības uzticamība ir atkarīga no produktu kvalitātes un saprātīgas produktu izvēles. Produkta kvalitāti galvenokārt ietekmē šādi trīs aspekti: zibensnovedēja kopējās struktūras racionalitāte; cinka oksīda vārsta voltammetriskās īpašības un novecošanās izturība; zibensnovedēja blīvēšanas veiktspēja.

Jaudas frekvences pielaide

Tā kā energosistēmas darbības traucējumi, piemēram, vienfāzes zemējums, garās līnijas kapacitātes efekts, slodzes noraidīšana un citi iemesli, var izraisīt jaudas frekvences sprieguma palielināšanos vai radīt augstas amplitūdas pārejošu pārspriegumu, zibensnovedējam ir noteikts laiks, lai izturētu noteiktu jaudas frekvences sprieguma pieaugumu.

Funkcija

Katram zibens novadītāja veidam ir savas priekšrocības un īpašības, un tie jāizmanto dažādās vidēs, lai panāktu labu izolācijas efektu. Zem nominālā sprieguma novadītājs ir līdzvērtīgs izolatoram un nedarbosies. Krīzes vai augsta sprieguma gadījumā zibens novadītājs darbosies un novadīs strāvu uz zemi, efektīvi aizsargājot elektroiekārtas.

Klasifikācija

Pēc sprieguma līmeņa

Cinka oksīda novadītājus klasificē pēc nominālās sprieguma vērtības un var iedalīt trīs kategorijās:

Augstsprieguma kategorija: tā attiecas uz cinka oksīda novadītāju sēriju virs 66kV, ko var aptuveni iedalīt septiņās pakāpēs: 1000kV, 750kV, 500kV, 330kV, 220kV, 110kV un 66kV.

Vidēja sprieguma kategorija: tā attiecas uz cinka oksīda novadītāju sērijas izstrādājumiem diapazonā no 3kV līdz 66kV (izņemot 66kV sērijas izstrādājumus), ko var aptuveni iedalīt četrās sprieguma pakāpēs: 3kV, 6kV, 10kV un 35kV.

Zemsprieguma kategorija: tā attiecas uz cinka oksīda novadītāju sērijas izstrādājumiem zem 3kV (izņemot 3kV sērijas izstrādājumus), kurus var aptuveni iedalīt četrās sprieguma pakāpēs: 1kV, 0.5kV, 0.38kV un 0.22kV.

Saskaņā ar nominālo izlādes strāvu

Saskaņā ar nominālo izlādes strāvu cinka oksīda novadītājus var iedalīt piecās klasēs: 20, 10, 5, 2,5, 1,5 kA.

Saskaņā arlietošana

Cinka oksīda novadītājus var iedalīt septiņos veidos pēc to lietojuma: sistēmas ķēdes tips, sistēmas elektrostacijas tips, sistēmas sadales tips, šunta kompensācijas kondensatora bankas aizsardzības tips, elektrificētā dzelzceļa tips, motora un motora neitrālā punkta tips, transformatora neitrālā punkta tips.

Saskaņā ar struktūru

Cinka oksīda novadītājus var iedalīt divās kategorijās atkarībā no to struktūras.

Cinka oksīda novadītājus var iedalīt četrās pakāpēs atkarībā no piesārņojuma izturības raksturlielumiem. III klase ir visizplatītākais tips, III klase tiek izmantota vidēja piesārņojuma zonā (īpatnējais noplūdes attālums 20 mm/KV), III klase tiek izmantota spēcīga piesārņojuma zonā (īpatnējais noplūdes attālums 25 mm/KV), bet III klase tiek izmantota ārkārtīgi spēcīga piesārņojuma zonā (īpatnējais noplūdes attālums 31 mm/KV).

Kompozītmateriāla pārklājums: kompozītmateriāla pārklājuma cinka oksīda novadītājs ir izgatavots no kompozītmateriāla silikona gumijas materiāla kā pārklājuma, un augstas veiktspējas cinka oksīda pretestības loksnes izvēle, īpašas konstrukcijas iekšējai izmantošanai, kas salikta, izmantojot progresīvas tehnoloģijas, sniedz dubultas silikona gumijas materiāla un cinka oksīda pretestības loksnes priekšrocības. Papildus visām porcelāna cinka oksīda novadītāja priekšrocībām, produktu sērijai ir laba izolācijas veiktspēja, augsta izturība pret piesārņojumu, laba sprādziendrošība un mazs izmērs, viegls svars, nav nepieciešama apkope, nav viegli bojājams, uzticams blīvējums, lieliska izturība pret novecošanos un citas priekšrocības.

Saskaņā ar konstrukcijas veiktspēju

Cinka oksīda novadītājus var iedalīt trīs veidos pēc struktūras un veiktspējas: bez klīrensa (W), ar virknes klīrensu (C) un ar paralēlo klīrensu (B).

1. Agrāk zibensnovedēju izvēle un trūkumi, kuros tika ņemts vērā tikai darba pārspriegums un zibens pārsprieguma līmeņi,

Valsts standarts nosaka, ka sistēmas barošanas avota spailes spriegumam jābūt nedaudz augstākam par sistēmas nominālo spriegumu Un, kas reizināts ar K, tas ir, K = Um/Un (Um ir sistēmas augstākais spriegums). Elektroiekārtu izolācijai jāspēj ilgstoši darboties ar Un. K 220 kV un zemākām sistēmām ir 1,15, bet 330 kV un augstākām sistēmām K = 1,1. Iepriekš minētie principi tiek ievēroti arī novadītāja projektēšanas sākotnējā posmā.

2. Zibensnovedēja izvēle un nepieciešamība, lai nodrošinātu darbību vienfāzes zemējuma pārsprieguma apstākļos un energosistēmas drošību

No drošas ekspluatācijas viedokļa novadītāja nominālā sprieguma izvēlei jāatbilst arī šādiem principiem:

(1) Cinka oksīda novadītāja nominālajam spriegumam jābūt augstākam par strāvas frekvences pārejas spriegumu, kas var parādīties tā uzstādīšanas laikā. Neitrālās zemējuma sistēmā ar spriegumu 110 kV un vairāk to var izvēlēties saskaņā ar iepriekš minēto metodi.

(2) 110 kV un zemāk par neitrālo netiešo zemējuma sistēmu elektroenerģijas departamenta noteikumi paredz, ka vienfāzes zemējumam ir atļauts darboties 2 stundas, un dažreiz pat periodiska loka zemējuma pārsprieguma gadījumā, lai atrastu kļūmi, šādas sistēmas darbības raksturlielumi rada nopietnus draudus cinka oksīda zibensnovedēja drošai darbībai zem nominālā sprieguma 10 s. Cinka oksīda novadītāja un SiC novadītāja konstrukcija un dizains atšķiras (pēdējam ir atstarpes loka dzēšanas atstarpe, pirmajam nav atstarpes vai ir tikai atdalīšanas atstarpe), tāpēc praksē cinka oksīda novadītājs var termiski sabrukt un pat izraisīt nopietnus sprādzienus. Saskaroties ar šo situāciju, daudzi energoapgādes biroji un elektroenerģijas projektēšanas institūti piedāvā daudzu veidu nominālā sprieguma vērtības (piemēram, 14,4 kV, 14,7 kV utt.) atbilstoši vietējā elektrotīkla apstākļiem. Vairāku nacionālo standartu diskusiju dokumentu darbības slodzes testā nominālā sprieguma pielaide 10 s tiek palielināta līdz 1,2–1,3 reizēm, lai cinka oksīda novadītāja pielāgošanās spēja neitrālajam punktam būtu lielāka. ir uzlabota netiešā zemējuma sistēma.

Tā kā cinka oksīda novadītāja nominālais spriegums ir pārāk zems, novadītājs darbosies vienfāzes zemējuma pārsprieguma vai pat daudzu īslaicīgu pārsprieguma apstākļos. Elektroenerģijas ministrijas Drošības uzraudzības un ražošanas koordinācijas departaments jau 17. drošības biļetenā, kas datēts ar 1993. gada 30. oktobri, ierosināja pārskatīt novadītāju.

Pārejas periodā starp jaunā standarta izziņošanu un pārskatīšanu neitrālā neiezemētā sistēmā cinka oksīda novadītāja nominālā sprieguma un nepārtrauktas darbības sprieguma izvēlei tiek piedāvāti šādi projektēšanas noteikumi: nominālais spriegums ir 1,2–1,3 reizes lielāks par atsauces SiC novadītāja loka dzēšanas sprieguma projektējumu, un nepārtrauktas darbības spriegums ir sistēmas darbības augstākais līnijas spriegums.

Tā kā iepriekšminētajiem pamatdatiem nav vienota standarta, starp zibensnovedēja ražotāju un lietotāju projektēšanā un ražošanā būs neatbilstības.

3, ieviest jaunā standarta 2000. gada izdevumu, drošu un saprātīgu zibensnovedēja realitātes izvēli

Ķīnas 2000. gada jaunajā standartā (GB11032-2000) ir atzīts princips par nominālā sprieguma izvēli virs 1,2–1,3 reizēm, taču nepārtrauktas darbības sprieguma izvēlei ir jauns noteikums: novadītāja nepārtrauktas darbības sprieguma izvēlei (projektēšanai) jāņem vērā novadītāja kalpošanas laiks 1,5 Un// U1 mA kā atsauces vērtība. Ņemot vērā sadzīves novadītāja projektēšanas un ražošanas līmeni, vispārējā vērtība ir 80%, tāpēc nepārtrauktas darbības spriegums tiek izvēlēts kā 0,8 reizes lielāks par nominālo spriegumu. To apstiprina voltammetrijas līknes mazais strāvas apgabals.

Tāpēc praksē, veicot simulācijas aprēķinus atbilstoši konkrētiem apstākļiem vai izvēloties novadītāju atbilstoši pieredzei un praksei, jāņem vērā 1 stundas vienfāzes zemējuma darbības pārsprieguma līmenis. Tomēr lietotāju tehniskajos līgumos un pat enerģijas projektēšanas institūtu rasējumos ir daudz nominālā sprieguma vērtību, kas nedaudz atšķiras no iepriekš minētajām vērtībām, kas, manuprāt, nav nepieciešamas (piemēram, 16,5 kV un 16,7 kV 10 kV utt.). Iemesls ir tāds, ka zibensnovedēja faktiskajā projektēšanas procesā nominālā sprieguma vērtība volt-ampēru līknē atrodas mazās strāvas apgabalā, kas ir mazāks par U1mAAC vērtību, tāpēc smalko atšķirību nevar panākt zibensnovedēja faktiskajā projektēšanā. Turklāt no turpmākās diskusijas saskaņā ar jaunā valsts standarta prasībām jāizvēlas droša lietošana pie pieļaujamā pārsprieguma (tas attiecas uz neiezemētu sistēmu).

4. Neiezemēta cinka oksīda novadītāja zinātniskā izvēle saskaņā ar jauno 2000. gada izdevuma standartu

(1) Nominālais spriegums jāizvēlas un jāprojektē atbilstoši pieļaujamajai jaudas frekvences sprieguma maksimālajai efektīvajai vērtībai, kas pielikta novadītāja spailēm, lai tas varētu pareizi darboties pārejas pārsprieguma apstākļos, kas noteikts norādītajā darbības slodzes testā. Nepārtrauktais darba spriegums jāizvēlas tā, lai starp novadītāja spailēm būtu nemainīga RMS. Šajā laikā jaudas frekvences izlādes spriegumam jābūt pietiekami augstam, lai novērstu aizsargājamās iekārtas izolācijas darbību zem darbības pārsprieguma bez aizsardzības un pagarinātu kalpošanas laiku, kā arī jāņem vērā Ķīnā ražotā cinka oksīda novadītāja faktiskais uzlādes ātruma līmenis un atlikušais spriegums.

(2) Ja jaudas frekvences spriegums ievērojami palielinās vai iekārtas izolācijas testa spriegums ir augstāks, jāizvēlas cinka oksīda novadītāja augstāks nominālais spriegums. Jaudas frekvences atskaites sprieguma izvēlei jābūt vienādai ar vai lielākai par nominālo spriegumu. Šie divi punkti jaunajās VALSTS standarta prasībās ir labāk izpildīti, un var atrast arī šādu aprēķinu, lai izpildītu pārsprieguma prasības. Valsts standarta prasības, lai nodrošinātu, ka vienfāzes zemējums darbojas 2 stundas bez darbības. Vissmagākajā gadījumā, kad vienfāzes zemējums un slodzes noraidīšana notiek vienlaikus, teorētiski aprēķinātais maksimālais iespējamais pārspriegums ir 1,99 reizes, un pieļaujamais nepārtrauktais cinka oksīda novadītāja darba spriegums UC (efektīvā vērtība) tiek izvēlēts šādi:

Nominālais spriegums (Ur≈1,25 UC) tika izvēlēts saskaņā ar valsts standarta uzlādes ātrumu 0,8, kas atbilda visām prasībām. Ja tiek izmantota loka zemējuma un rezonanses pārsprieguma aizsardzība ar augstu izejas varbūtību, nominālajam spriegumam jāatbilst: nospiediet vēlreiz? = 0,8. Izvēlieties nepārtrauktu darba spriegumu, kas arī atbilst prasībām.

Rezumējot, galvenā novadītāja izvēles grūtība ir īslaicīgas pārsprieguma apjoma noteikšana. Ir jānodrošina droša un precīza darbība augsta darba pārsprieguma un atmosfēras pārsprieguma apstākļos, kā arī jānodrošina, lai vārsta plāksne nedarbotos īslaicīgas pārsprieguma apstākļos.

Pašlaik novadītāja tipa izvēlei un konstrukcijai ir jānodrošina, lai sistēmas augstākais pārsprieguma cinka oksīda novadītājs nedarbotos, ja 2 stundu vienfāzes zemējums būtu ieslēgts, pretējā gadījumā cinka oksīda novadītājs parādīsies termiskā sabrukuma vai pat sprādziena negadījumā.

Tāpēc ir lietderīgi izvēlēties neiezemēto sistēmu atbilstoši jaunajām prasībām.

Bet loka slāpēšanas spoles iezemētajā kondensatora ierīcē zemējuma pārspriegums būs daudz zemāks, tāpēc var izvēlēties zemu saskaņā ar nominālā sprieguma un nepārtrauktā darba sprieguma praktisko simulācijas aprēķinu, lai cinka oksīda zibensnovedējs darbotos pie zemāka darba pārsprieguma, kondensatora aizsardzības ierīces, bet, ja tas nav ērti, var izvēlēties arī bez iezemēšanas sistēmas.

Tā kā kondensatora pola izolācija pret zemi ir uzskatīta par atbilstošu vienfāzes zemējuma 2 stundu prasībām.

Darbojoties ar spriegumu, kas ir mazāks par nominālo spriegumu, novadītājs nedarbojas un neradīs kondensatora ierīces pārsprieguma bojājumus.

Kopumā tas ir tāpēc, ka cinka oksīda sērijas vārstu plāksnēm nav klīrensa tieši virknē, cinka oksīda zibensnovedēja rezistoros nevar izturēt pat vairāk nekā 1,99 reizes lielāku pārspriegumu, ko izraisa SiC loka spriegums, ja izvēlētais cinka oksīda zibensnovedēja nominālais spriegums neatbilst prasībām, kas noteikti pieaugs, lai nodrošinātu novadītāja drošību, piemēram, nav faktisku simulācijas datu,

Ieteicamā vērtība, kas ietverta valsts standarta garā, ir piemērotāka, jo tā atbilst robežvērtībām.