Odvodnik cinkovega oksida

Odvodnik cinkovega oksidajeodvodnik strelez dobro zaščitno zmogljivostjo.

TheOdvodnik iz cinkovega oksidaje najnaprednejša zaščita pred prenapetostjo na svetu. To je posledica vključitve cinkovega oksidaodvodnikkot jedrni uporni disk. To omogoča izboljšanje volt-amperskih karakteristik upornega diska in povečanje zmogljivosti pretoka v prenapetostnih situacijah, kar je drastično izboljšanje v primerjavi s konvencionalnim silicijevim karbidom.odvodnikiPri normalni obratovalni napetosti je tok skozi odvodnik le ena mikroamperska stopnja. Ko jeodvodnikČe pride do previsoke napetosti, bodo odlične nelinearne karakteristike tok skozi odvodnik povečale za več tisočkrat.odvodnikje v prevodnem stanju in bo sprostil energijo prenapetosti v zemljo ter s tem zaščitil opremo za prenos električne energije pred učinki prenapetosti.

Odvodnik cinkovega oksidaje nova vrsta odvodnika, razvita v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, ki je v glavnem sestavljena iz cinkovega oksidnega varistorja. Vsak varistor ima od trenutka izdelave svojo določeno preklopno napetost (imenovano napetost varistorja). Pri normalni delovni napetosti (torej nižji od napetosti varistorja) je vrednost varistorja zelo velika, kar je enakovredno stanju izolacije. Pri udarni napetosti (večji od napetosti varistorja) pa se varistor pri nizki vrednosti prebije, kar je enakovredno stanju kratkega stika. Vendar pa lahko po udaru v varistor obnovi stanje izolacije; ko se napetost nad varistorjem zmanjša, se vrne v stanje visoke upornosti. Če je torej odvodnik cinkovega oksida nameščen na daljnovodu, visoka napetost strele ob udaru strele povzroči preboj varistorja in tok strele steče skozi varistor v zemljo. Napetost na daljnovodu je mogoče nadzorovati v varnem območju, da se zaščiti varnost električne opreme.

Sedem značilnosti odvodnika cinkovega oksida:

Pretočna zmogljivost

To se odraža predvsem v sposobnosti odvodnika strele, da absorbira vse vrste prenapetosti strele, prehodne prenapetosti omrežne frekvence in obratovalne prenapetosti.

Zaščitne lastnosti

Cinkov oksidni odvodnik se uporablja za zaščito vseh vrst električne opreme v elektroenergetskem sistemu pred poškodbami zaradi prenapetosti električnih izdelkov in ima dobro zaščitno delovanje. Zaradi odličnih nelinearnih voltametrijskih lastnosti ventilske pločevine iz cinkovega oksida pod normalno delovno napetostjo teče le nekaj sto mikroamperov toka, zato je enostavno zasnovati strukturo brez reže, tako da ima značilnosti dobre zaščitne zmogljivosti, majhne teže in majhne velikosti. Ko pride do prenapetosti, se tok, ki teče skozi ventilsko ploščo, hitro poveča, kar omeji amplitudo prenapetosti in sprosti energijo prenapetosti. Po tem ventilska plošča iz cinkovega oksida obnovi stanje visoke upornosti, da elektroenergetski sistem deluje normalno.

Tesnilna zmogljivost

Komponente strelovoda z dobro odpornostjo proti staranju, dobro zrakotesnostjo visokokakovostnega kompozitnega premaza, z uporabo nadzora stiskanja tesnilnega obroča in prevlečenega tesnilnega materiala ter drugih ukrepov, keramičnega premaza kot tesnilnega materiala, za zagotavljanje zanesljivega tesnjenja, tako da je delovanje strelovoda stabilno.

Mehanske lastnosti

Upoštevajo se predvsem naslednji trije dejavniki: potresna sila, ki jo je treba prenesti;

Največji pritisk vetra na odvodnik;

Zgornji del odvodnika nosi največjo dovoljeno napetost žice.

Dekontaminacijska nepremičnina

Odvodnik cinkovega oksida brez reže ima visoko odpornost proti onesnaženju.

Specifična lezilna razdalja, ki jo določa nacionalni standard, je: Srednje onesnaženo območje razreda II: specifična lezilna razdalja 20 mm/kV;

Območje močnega onesnaženja razreda III: specifična lezilna razdalja 25 mm/kV;

Območje z izjemno visokim onesnaženjem razreda IV: specifična lezilna razdalja 31 mm/kV.

Visoka obratovalna zanesljivost

Zanesljivost dolgoročnega delovanja je odvisna od kakovosti izdelkov in njihove razumne izbire. Na kakovost izdelkov vplivajo predvsem naslednji trije vidiki: racionalnost celotne strukture odvodnika strele; voltametrične značilnosti in odpornost proti staranju cinkovega oksidnega ventila; tesnilna sposobnost odvodnika strele.

Toleranca omrežne frekvence

Zaradi dejavnikov, kot so enofazna ozemljitev, učinek dolge kapacitivnosti vodov in zavrnitev obremenitve ter drugih dejavnikov, ki lahko povzročijo povečanje napetosti omrežne frekvence ali nastanek prehodne prenapetosti z visoko amplitudo, ima odvodnik strele določen čas, da prenese določen dvig napetosti omrežne frekvence.

Funkcija

Vsaka vrsta odvodnika prenapetosti ima svoje prednosti in značilnosti, zato jo je treba uporabljati v različnih okoljih, da se doseže dober izolacijski učinek. Pod nazivno napetostjo je odvodnik enakovreden izolatorju in ne deluje. V primeru krize ali visoke napetosti se bo odvodnik prenapetosti sprožil in odvedel tok v zemljo, da bi učinkovito zaščitil električno opremo.

Klasifikacija

Glede na napetostno raven

Cinkov oksidni odvodniki so razvrščeni glede na nazivno napetost in jih lahko razdelimo v tri kategorije:

Visokonapetostna kategorija: Nanaša se na serijo odvodnikov cinkovega oksida nad 66 kV, ki jih lahko v grobem razdelimo na sedem razredov: 1000 kV, 750 kV, 500 kV, 330 kV, 220 kV, 110 kV in 66 kV.

Kategorija srednje napetosti: Nanaša se na izdelke serije odvodnikov cinkovega oksida v območju od 3 kV do 66 kV (brez izdelkov serije 66 kV), ki jih lahko v grobem razdelimo na štiri napetostne nivoje: 3 kV, 6 kV, 10 kV in 35 kV.

Nizkonapetostna kategorija: Nanaša se na izdelke serije odvodnikov cinkovega oksida pod 3 kV (razen izdelkov serije 3 kV), ki jih lahko v grobem razdelimo na štiri napetostne nivoje: 1 kV, 0,5 kV, 0,38 kV in 0,22 kV.

Glede na nazivni praznilni tok

Glede na nazivni praznilni tok lahko odvodnike iz cinkovega oksida razdelimo v pet razredov: 20, 10, 5, 2,5, 1,5 kA.

Glede nauporaba

Cinkovooksidne odvodnike lahko glede na njihovo uporabo razdelimo na sedem tipov: tip sistemskega tokokroga, tip sistemske elektrarne, tip sistemske distribucije, tip zaščite kondenzatorske baterije s kompenzacijo preusmeritve, tip za elektrificirane železnice, tip za motor in nevtralno točko motorja, tip za nevtralno točko transformatorja.

Glede na strukturo

Cinkovooksidne odvodnike lahko glede na njihovo strukturo razdelimo v dve kategoriji.

Cinkov oksidni odvodniki se lahko glede na odpornost proti onesnaženju razdelijo v štiri razrede. Razred ⅰ je običajni tip, razred ⅱ se uporablja na območjih s srednjim onesnaženjem (specifična lezilna pot 20 mm/KV), razred ⅲ se uporablja na območjih z močnim onesnaženjem (specifična lezilna pot 25 mm/KV) in razred ⅳ se uporablja na območjih z izjemno močnim onesnaženjem (specifična lezilna pot 31 mm/KV).

Kompozitni premaz: kompozitni premaz cinkovega oksidnega odvodnika je izdelan iz kompozitnega silikonskega kavčukovega materiala kot premaz, izbira visokozmogljivega cinkovo-oksidnega odpornega lista, notranja uporaba posebne strukture, sestavljena z napredno tehnologijo, ima dvojne prednosti silikonskega kavčukovega materiala in cinkovo-oksidnega odpornega lista. Poleg vseh prednosti porcelanastega cinkovo-oksidnega odvodnika ima serija izdelkov dobro izolacijsko zmogljivost, visoko odpornost proti onesnaženju, dobro eksplozijsko zaščito in majhnost, majhno težo, brez vzdrževanja, ni enostaven za poškodbe, zanesljivo tesnjenje, odlično odpornost proti staranju in druge prednosti.

Glede na zmogljivost strukture

Cinkov oksidni odvodnik lahko glede na strukturo in delovanje razdelimo na tri tipe: brez zračnosti (W), z zaporedno zračnostjo (C) in z vzporedno zračnostjo (B).

1. V preteklosti so izbira in slabosti odvodnikov strele upoštevali le obratovalno prenapetost in nivoje prenapetosti strele

Nacionalni standard določa, da mora biti napetost na napajalnem priključku sistema nekoliko višja od K-kratnika nazivne napetosti (ali nazivne napetosti) Un sistema, to je K=Um/Un (Um je najvišja napetost sistema). Izolacija električne opreme mora biti sposobna delovati dolgo časa pod Un. K za sisteme z napetostjo 220 kV in manj je 1,15, za sisteme z napetostjo 330 kV in več pa K=1,1. Zgoraj omenjena načela se upoštevajo tudi v začetni fazi načrtovanja odvodnika.

2. Izbira in potreba po strelovodu za zagotovitev delovanja pod enofazno ozemljitveno prenapetostjo in varnost elektroenergetskega sistema

Z vidika varnega delovanja mora izbira nazivne napetosti odvodnika upoštevati tudi naslednja načela:

(1) Nazivna napetost odvodnika cinkovega oksida mora biti višja od prehodne napetosti omrežne frekvence, ki se lahko pojavi ob njegovi namestitvi. V nevtralnem ozemljitvenem sistemu 110 kV in več se lahko izbere v skladu z zgornjo metodo.

(2) V sistemu posredne ozemljitve 110 kV in nižje v nevtralnem sistemu elektroenergetski oddelek dovoljuje delovanje enofaznega ozemljitvenega sistema 2 uri, včasih pa celo več kot 2 uri delovanja prenapetosti ozemljitve v prekinjenem obloku, da se poišče napaka. Takšne lastnosti delovanja sistema cinkovega oksidnega odvodnika strele pri nazivni napetosti 10 s predstavljajo resno grožnjo. Cinkov oksidni odvodnik in SiC odvodnik se razlikujeta po zasnovi (slednji ima ločno gašenje z režo, prvi pa nima reže ali ima samo ločilno režo), kar v praksi povzroči toplotni zlom in celo resne eksplozije cinkovega odvodnika. Zaradi te situacije številni uradi za oskrbo z električno energijo in inštituti za načrtovanje električne energije predlagajo različne nazivne napetosti (npr. 14,4 kV, 14,7 kV itd.) glede na lokalne pogoje električnega omrežja. V preizkusu obremenitve delovanja več nacionalnih standardnih razprav se je toleranca nazivne napetosti 10 s povečala na 1,2 do 1,3-krat, tako da se cinkov oksidni odvodnik prilagodi nevtralni točki. Izboljšan je sistem nedirektne ozemljitve.

Ker je nazivna napetost odvodnika cinkovega oksida prenizka, bo odvodnik deloval pod enofazno ozemljitveno prenapetostjo ali celo pod številnimi prehodnimi prenapetostmi. Oddelek za varnostni nadzor in koordinacijo proizvodnje Ministrstva za elektriko je že v 17. varnostnem biltenu z dne 30. oktobra 1993 predlagal revizijo odvodnika.

V prehodnem obdobju med objavo in revizijo novega standarda so za izbiro nazivne napetosti in napetosti neprekinjenega delovanja odvodnika cinkovega oksida v nevtralnem neozemljenem sistemu predlagana naslednja pravila načrtovanja: nazivna napetost je 1,2–1,3-kratnik referenčne napetosti gašenja obloka odvodnika SiC, napetost neprekinjenega delovanja pa je najvišja omrežna napetost delovanja sistema.

Ker ni enotnega standarda za zgornje osnovne podatke, bo med proizvajalcem strelovoda in uporabnikom pri načrtovanju in izdelavi prišlo do neskladij.

3, izvedite izdajo novega standarda iz leta 2000, varno in razumno izbiro realnosti odvodnika strele

V novem kitajskem standardu iz leta 2000 (GB11032-2000) je bilo sprejeto načelo izbire nazivne napetosti nad 1,2-1,3-kratnikom, vendar je izbira napetosti neprekinjenega delovanja uvedla novo določbo: referenčna vrednost za izbiro (načrtovanje) napetosti neprekinjenega delovanja odvodnika je 1,5 Un//U1mA, ki se odraža v življenjski dobi odvodnika. Glede na raven zasnove in izdelave domačega odvodnika je splošna vrednost 80 %, zato je izbrana napetost neprekinjenega delovanja 0,8-kratnik nazivne napetosti. To podpira območje voltametrične krivulje z majhnim tokom.

Zato je treba v praksi pri simulacijskem izračunu glede na specifične pogoje ali pri izbiri odvodnika glede na izkušnje in prakso upoštevati raven prenapetosti pri 1 uri enofaznega ozemljitvenega delovanja. Vendar pa je v tehničnih sporazumih uporabnikov in celo v risbah inštitutov za energetsko načrtovanje veliko nazivnih napetosti, ki se nekoliko razlikujejo od zgornjih vrednosti, kar se mi zdi nepotrebno (na primer 16,5 kV in 16,7 kV pri 10 kV itd.). Razlog za to je, da je v dejanskem procesu načrtovanja odvodnika strele nazivna vrednost napetosti v krivulji volt-amper v območju majhnega toka, ki je manjši od vrednosti U1mAAC, zato pri dejanski zasnovi odvodnika strele ni mogoče doseči subtilne razlike. Poleg tega je iz naslednje razprave razvidno, da je treba v skladu z zahtevami novega nacionalnega standarda izbrati varno uporabo pod dovoljeno prenapetostjo (to se nanaša na neozemljen sistem).

4. Znanstvena izbira neozemljenega odvodnika cinkovega oksida v skladu z novim standardom izdaje iz leta 2000

(1) Nazivna napetost mora biti izbrana in zasnovana glede na največjo efektivno vrednost dovoljene napetosti omrežne frekvence, ki se uporablja na sponkah odvodnika, tako da lahko pravilno deluje pod prehodno prenapetostjo, določeno v predpisanem preizkusu obremenitve. Trajna delovna napetost mora biti izbrana tako, da omogoča konstantno efektivno vrednost (RMS) med sponkami odvodnika. V tem primeru mora biti napetost praznjenja omrežne frekvence dovolj visoka, da se prepreči delovanje izolacije zaščitene opreme pod delovno prenapetostjo brez zaščite in podaljša življenjska doba, pri čemer je treba upoštevati dejansko stopnjo polnjenja in preostalo napetost odvodnika cinkovega oksida, izdelanega na Kitajskem.

(2) Kadar se napetost omrežne frekvence močno dvigne ali je napetost izolacije opreme višja, je treba izbrati višjo nazivno napetost odvodnika cinkovega oksida. Izbira referenčne napetosti omrežne frekvence mora biti enaka ali večja od nazivne napetosti. Da bi ti dve točki v novih zahtevah nacionalnega standarda bili bolje izpolnjeni, je mogoče ugotoviti tudi naslednji izračun, ki izpolnjuje zahteve glede prenapetosti. Zahteve nacionalnega standarda zagotavljajo 2-urno delovanje enofazne ozemljitve brez delovanja. V najresnejšem primeru, ko se enofazna ozemljitev in zavrnitev obremenitve pojavita hkrati, je največja možna prenapetost, izračunana po teoriji, 1,99-kratnik, dovoljena neprekinjena delovna napetost UC (efektivna vrednost) odvodnika cinkovega oksida pa se izbere na naslednji način:

Nazivna napetost (Ur≈1,25 UC) je bila izbrana v skladu z nacionalnim standardom za polnjenje 0,8, kar je v celoti izpolnilo zahteve. Če se uporablja ozemljitev obloka in resonančna prenapetost z visoko verjetnostjo pobega, mora nazivna napetost izpolnjevati: ponovno pritisnite ?=0,8 Izberite neprekinjeno delovno napetost, ki prav tako izpolnjuje zahteve.

Če povzamemo, je glavna težava pri izbiri odvodnika določitev obsega začasne prenapetosti. Zagotoviti je treba varno in natančno delovanje pri visoki obratovalni in atmosferski prenapetosti ter zagotoviti, da ventilska plošča ne deluje pri začasni prenapetosti.

Trenutno mora izbira tipa in zasnova odvodnika zagotoviti, da najvišji prenapetostni odvodnik cinkovega oksida v sistemu ne deluje, ko je enofazna ozemljitev trajala 2 uri, sicer bo odvodnik cinkovega oksida povzročil toplotni zlom ali celo eksplozijo.

Zato je primerno izbrati neozemljen sistem v skladu z novimi zahtevami.

V kondenzatorju z ozemljitvijo in tuljavo za dušenje obloka pa bo prenapetost ozemljitve precej nižja, zato lahko izberete nizko napetost glede na praktični simulacijski izračun nazivne napetosti in neprekinjene delovne napetosti, da se odvodnik strele iz cinkovega oksida ob nižji delovni prenapetosti uporabi zaščitna naprava za kondenzator, če pa vam ni primerno, lahko izberete tudi brez ozemljitve.

Ker je bilo ugotovljeno, da izolacija med polom kondenzatorja in ozemljitvijo izpolnjuje zahteve za 2-urno ozemljitev enofaznega sistema.

Če odvodnik deluje pri napetosti, nižji od nazivne, ne deluje in ne bo povzročil prenapetostne škode na kondenzatorski napravi.

Skratka, to je zato, ker so ventilske plošče serije cinkovega oksida neposredno zaporedno povezane brez zračnosti, upori odvodnika strele iz cinkovega oksida pa ne morejo prenesti niti več kot 1,99-kratnika prenapetosti, ki jo povzroča referenčna napetost obloka SiC. Izbira nazivne napetosti odvodnika strele iz cinkovega oksida ne more izpolniti zahtev in se bo zagotovo povečala, da se zagotovi varnost odvodnika, na primer brez dejanskih simulacijskih podatkov.

Priporočena vrednost, ki je utelešena v duhu nacionalnega standarda, je ustreznejša, ker izpolnjuje mejne zahteve.