Zvodič oxidu zinočnatého

Zvodič oxidu zinočnatéhojebleskozvods dobrým ochranným výkonom.

Ten/Tá/ToZvodič z oxidu zinočnatéhoje najpokročilejšia prepäťová ochrana na svete. Je to vďaka pridaniu oxidu azotnéhozvodičako jadro rezistora diskTo umožňuje zlepšenie voltampérových charakteristík rezistora disk a zvýšenie prúdovej odolnosti v situáciách prepätia, čo je drastické zlepšenie v porovnaní s konvenčným karbidom kremíkazvodičePri normálnom prevádzkovom napätí je prúd cez zvodič iba jeden mikroampérový stupeň. Keďzvodičzažíva situáciu s prepätím, vynikajúce nelineárne charakteristiky zvýšia prúd pretekajúci zvodičom niekoľkotisíckrát.zvodičje vo vodivom stave a uvoľní energiu prepätia do zeme, čím chráni zariadenia na prenos energie pred účinkami prepätia.

Zvodič oxidu zinočnatéhoje nový typ zvodiča vyvinutý v 70. rokoch 20. storočia, ktorý sa skladá hlavne z varistora z oxidu zinočnatého. Každý varistor má od doby výroby svoje určité spínacie napätie (nazývané napätie varistora). Pri normálnom pracovnom napätí (t. j. menšom ako napätie varistora) je hodnota varistora veľmi vysoká, čo zodpovedá izolačnému stavu. Pri nárazovom napätí (vyššom ako napätie varistora) sa však varistor pri nízkej hodnote preruší, čo zodpovedá skratovému stavu. Po zásahu varistora sa však môže obnoviť izolačný stav; keď sa napätie nad varistorom odstráni, vráti sa do stavu s vysokým odporom. Preto, ak je zvodič z oxidu zinočnatého nainštalovaný na elektrickom vedení, pri údere blesku vysoké napätie bleskovej vlny spôsobí prerušenie varistora a bleskový prúd preteká cez varistor do zeme. Napätie na elektrickom vedení je možné regulovať v bezpečnom rozsahu, aby sa chránila bezpečnosť elektrických zariadení.

Sedem charakteristík zvodiča oxidu zinočnatého:

Prietoková kapacita

Toto sa odráža najmä v schopnosti bleskozvodu absorbovať všetky druhy prepätia blesku, prechodové prepätie sieťovej frekvencie a prevádzkové prepätie.

Ochranné vlastnosti

Zvodič prepätia z oxidu zinočnatého sa používa na ochranu všetkých druhov elektrických zariadení v energetickom systéme pred poškodením elektrických výrobkov prepätím a má dobrý ochranný výkon. Vďaka vynikajúcim nelineárnym voltametrickým charakteristikám ventilového plechu z oxidu zinočnatého prechádza pod normálnym prevádzkovým napätím iba niekoľko stoviek mikroampérov prúdu, takže je ľahké navrhnúť štruktúru bez medzier, aby mala vlastnosti dobrého ochranného výkonu, nízkej hmotnosti a malých rozmerov. Pri prepätí sa prúd pretekajúci ventilovým plechom rýchlo zvyšuje, čím sa obmedzuje amplitúda prepätia a uvoľňuje sa energia prepätia. Potom ventilový plech z oxidu zinočnatého obnoví stav vysokého odporu, aby energetický systém fungoval normálne.

Tesniaci výkon

Komponenty bleskozvodu s dobrou odolnosťou voči starnutiu, dobrou vzduchotesnosťou vďaka vysoko kvalitnému kompozitnému náteru, s použitím kontroly kompresie tesniaceho krúžku a potiahnutého tmelu a ďalších opatrení, keramický náter ako tesniaci materiál zabezpečuje spoľahlivé utesnenie, takže výkon bleskozvodu je stabilný.

Mechanické vlastnosti

Zohľadňujú sa najmä tieto tri faktory: seizmická sila, ktorú treba znášať;

Maximálny tlak vetra na zvodič;

Horná časť zvodiča nesie maximálne povolené napätie drôtu.

Dekontaminačný majetok

Zvodič prepätia z oxidu zinočnatého bez medzier má vysokú odolnosť voči znečisteniu.

Špecifická dráha povrchovej cesty stanovená národnou normou je: Stredne znečistená oblasť triedy II: špecifická dráha povrchovej cesty 20 mm/kV;

Oblasť silného znečistenia triedy III: špecifická povrchová dráha 25 mm/kV;

Trieda IV pre extrémne silne znečistenú oblasť: špecifická povrchová dráha 31 mm/kV.

Vysoká prevádzková spoľahlivosť

Spoľahlivosť dlhodobej prevádzky závisí od kvality výrobkov a ich primeraného výberu. Kvalitu výrobku ovplyvňujú najmä tieto tri aspekty: racionálnosť celkovej štruktúry zvodiča bleskových prepätí; voltametrické charakteristiky a odolnosť ventilu z oxidu zinočnatého voči starnutiu; tesniaci výkon zvodiča bleskových prepätí.

Tolerancia frekvencie napájania

V dôsledku vplyvov napájacieho systému, ako je jednofázové uzemnenie, vplyv dlhej kapacity vedenia a odmietnutie záťaže a iných dôvodov, môže dôjsť k zvýšeniu napätia sieťovej frekvencie alebo k prechodnému prepätiu s vysokou amplitúdou. Zvodič bleskových prepätí má určitý čas na to, aby odolal nárastu napätia sieťovej frekvencie.

Funkcia

Každý typ zvodiča prepätia má svoje vlastné výhody a vlastnosti a na dosiahnutie dobrého izolačného účinku je potrebné ho používať v rôznych prostrediach. Pri menovitom napätí je zvodič ekvivalentom izolátora a nebude mať žiadnu účinnosť. V prípade krízy alebo vysokého napätia sa zvodič prepätia aktivuje a zvedie prúd do zeme, aby účinne chránil energetické zariadenia.

Klasifikácia

Podľa úrovne napätia

Zvodiče prepätia z oxidu zinočnatého sa klasifikujú podľa menovitého napätia a možno ich rozdeliť do troch kategórií:

Kategória vysokého napätia: Vzťahuje sa na sériu zvodičov prepätia z oxidu zinočnatého nad 66 kV, ktoré možno zhruba rozdeliť do siedmich stupňov: 1000 kV, 750 kV, 500 kV, 330 kV, 220 kV, 110 kV a 66 kV.

Kategória stredného napätia: Vzťahuje sa na produkty série zvodičov prepätia z oxidu zinočnatého v rozsahu od 3 kV do 66 kV (okrem produktov série 66 kV), ktoré možno zhruba rozdeliť do štyroch napäťových úrovní: 3 kV, 6 kV, 10 kV a 35 kV.

Kategória nízkeho napätia: Vzťahuje sa na produkty série zvodičov prepätia z oxidu zinočnatého pod 3 kV (okrem produktov série 3 kV), ktoré možno zhruba rozdeliť do štyroch napäťových úrovní: 1 kV, 0,5 kV, 0,38 kV a 0,22 kV.

Podľa menovitého vybíjacieho prúdu

Podľa menovitého vybíjacieho prúdu možno zvodiče z oxidu zinočnatého rozdeliť do piatich tried: 20, 10, 5, 2,5, 1,5 kA.

Podľapoužitie

Zvodiče prepätia z oxidu zinočnatého možno rozdeliť do siedmich typov podľa ich použitia: typ systémového obvodu, typ systémovej elektrárne, typ systémového rozvodu, typ ochrany kondenzátorovej batérie s kompenzáciou paralelného prepätia, typ elektrifikovanej železnice, typ motora a neutrálneho bodu motora, typ neutrálneho bodu transformátora.

Podľa štruktúry

Zvodiče z oxidu zinočnatého možno rozdeliť do dvoch kategórií podľa ich štruktúry.

Zvodiče prepätia z oxidu zinočnatého možno rozdeliť do štyroch tried podľa odolnosti voči znečisteniu. Trieda III je bežný typ, trieda III sa používa v oblastiach so stredným znečistením (špecifická povrchová dráha 20 mm/KV), trieda III sa používa v oblastiach so silným znečistením (špecifická povrchová dráha 25 mm/KV) a trieda III sa používa v oblastiach s extrémne silným znečistením (špecifická povrchová dráha 31 mm/KV).

Kompozitný náter: kompozitný náter zvodiča prepätia oxidu zinočnatého je vyrobený z kompozitného silikónového kaučukového materiálu ako náteru a výber vysokovýkonného plechu z oxidu zinočnatého s vnútorným použitím špeciálnej konštrukcie, zostavený pomocou pokročilej technológie, má dvojité výhody silikónového kaučukového materiálu a plechu z oxidu zinočnatého. Okrem všetkých výhod porcelánového zvodiča prepätia oxidu zinočnatého má séria produktov dobrý izolačný výkon, vysokú odolnosť voči znečisteniu, dobrý výkon proti výbuchu a malú veľkosť, nízku hmotnosť, bez údržby, nie je ľahké ho poškodiť, má spoľahlivé tesnenie, vynikajúcu odolnosť voči starnutiu a ďalšie výhody.

Podľa výkonu konštrukcie

Zvodič prepätia z oxidu zinočnatého možno rozdeliť do troch typov podľa štruktúry a výkonu: bez vôle (W), so sériovou vôľou (C), s paralelnou vôľou (B).

1. V minulosti sa pri výbere a nevýhodách bleskozvodov zohľadňovalo iba prevádzkové prepätie a úrovne prepätia blesku

Národná norma stanovuje, že napätie na napájacích svorkách systému by malo byť mierne vyššie ako K-násobok menovitého napätia (alebo menovitého napätia) Un systému, t. j. K=Um/Un (Um je najvyššie napätie systému). Izolácia elektrických zariadení by mala byť schopná dlhodobo pracovať pod napätím Un. K pre systémy s napätím 220 kV a nižšie je 1,15 a pre systémy s napätím 330 kV a vyššie je K=1,1. Vyššie uvedené zásady sa dodržiavajú aj v počiatočnej fáze návrhu zvodiča.

2. Výber a potreba bleskozvodu na zabezpečenie prevádzky pri jednofázovom uzemňovacom prepätí a bezpečnosti energetickej sústavy

Z hľadiska bezpečnej prevádzky by mal výber menovitého napätia zvodiča spĺňať aj nasledujúce zásady:

(1) Menovité napätie zvodiča prepätia z oxidu zinočnatého by malo byť vyššie ako prechodové napätie sieťovej frekvencie, ktoré sa môže objaviť pri jeho inštalácii. V neutrálnej uzemňovacej sústave 110 kV a vyššej sa môže zvoliť podľa vyššie uvedenej metódy.

(2) V systéme s nepriamym uzemnením v neutrálnom bode s napätím 110 kV a nižším podľa pravidiel oddelenia elektrickej energie sa za podmienok jednofázového uzemnenia môže prevádzkovať 2 hodiny a niekedy aj pri prerušovanom oblúkovom prepätí v uzemnení, ktoré trvá dlhšie ako 2 hodiny, aby sa zistila chyba. Takýto systém predstavuje vážne nebezpečenstvo pre bezpečnú prevádzku zvodiča prepätia z oxidu zinočnatého pri menovitom napätí 10 s. Štruktúra a dizajn zvodiča z oxidu zinočnatého a zvodiča SiC sa líšia (druhý má medzeru s oblúkom, prvý nemá medzeru alebo má len deliacu medzeru), čo v praxi vedie k tepelnému kolapsu zvodiča z oxidu zinočnatého a dokonca k vážnym výbuchom. V dôsledku tejto situácie mnohé energetické spoločnosti a projektové ústavy pre elektrickú energiu navrhli rôzne typy menovitých napätí (napríklad 14,4 kV, 14,7 kV atď.) podľa podmienok miestnej elektrickej siete. V teste záťaže v niekoľkých národných štandardných diskusných dokumentoch sa tolerancia menovitého napätia 10 s zvýšila na 1,2 až 1,3-násobok, čím sa zvýšila prispôsobivosť zvodiča z oxidu zinočnatého k neutrálnemu bodu. Systém nepriameho uzemnenia je vylepšený.

Pretože menovité napätie zvodiča z oxidu zinočnatého je príliš nízke, zvodič bude pracovať pri jednofázovom prepätí uzemnenia alebo dokonca pri mnohých prechodových prepätiach. Oddelenie bezpečnostného dohľadu a koordinácie výroby Ministerstva elektrickej energie navrhlo revíziu zvodiča už v 17. bezpečnostnom bulletine z 30. októbra 1993.

V prechodnom období medzi oznámením a revíziou novej normy sa navrhujú nasledujúce konštrukčné pravidlá pre výber menovitého napätia a trvalého prevádzkového napätia zvodiča z oxidu zinočnatého v neutrálnej neuzemnenej sústave: menovité napätie je 1,2-1,3-násobok referenčného návrhu napätia zhášania oblúka zvodiča SiC a trvalé prevádzkové napätie je najvyššie sieťové napätie počas prevádzky sústavy.

Keďže neexistuje jednotný štandard pre vyššie uvedené základné údaje, medzi výrobcom bleskozvodov a používateľom budú pri návrhu a výrobe rozdiely.

3, implementujte vydanie z roku 2000 nového štandardu, bezpečný a rozumný výber reality bleskozvodov

V novej čínskej norme z roku 2000 (GB11032-2000) sa uznáva princíp výberu menovitého napätia nad 1,2-1,3-násobkom, ale výber trvalého prevádzkového napätia má nové ustanovenie: z referenčnej hodnoty životnosti zvodiča 1,5 Un//U1mA sa vyberá (projektuje) trvalé prevádzkové napätie zvodiča. Pri konštrukčnej a výrobnej úrovni domáceho zvodiča je všeobecná hodnota 80 %, takže trvalé prevádzkové napätie sa volí ako 0,8-násobok menovitého napätia. Toto je podporené malou oblasťou prúdu na krivke voltampérometra.

Preto by sa v praxi mala pri simulačnom výpočte podľa špecifických podmienok alebo pri výbere zvodiča podľa skúseností a praxe zohľadniť úroveň prepätia počas 1 hodiny jednofázovej uzemňovacej prevádzky. V technických dohodách používateľov a dokonca aj vo výkresoch energetických projektových ústavov sa však nachádza veľa hodnôt menovitého napätia, ktoré sa mierne líšia od vyššie uvedených hodnôt, čo považujem za zbytočné (napríklad 16,5 kV a 16,7 kV pri 10 kV atď.). Dôvodom je, že v skutočnom procese návrhu zvodiča bleskových prepätí je menovitá hodnota napätia vo voltampérovej krivke v oblasti malého prúdu, ktorá je menšia ako hodnota U1mAAC, takže sledovanie jemného rozdielu nie je možné v skutočnom návrhu zvodiča bleskových prepätí. Okrem toho z nasledujúcej diskusie vyplýva, že v súlade s požiadavkami novej národnej normy je potrebné zvoliť bezpečné použitie pri povolenom prepätí (to sa vzťahuje na neuzemnený systém).

4. Vedecký výber neuzemneného zvodiča prepätia z oxidu zinočnatého podľa novej normy z roku 2000

(1) Menovité napätie sa musí zvoliť a navrhnúť podľa maximálnej efektívnej hodnoty prípustného napätia sieťovej frekvencie privádzaného na svorky zvodiča, aby mohol správne fungovať pri prechodovom prepätí určenom v špecifikovanej záťažovej skúške. Trvalé prevádzkové napätie sa musí zvoliť tak, aby umožňovalo konštantnú efektívnu hodnotu medzi svorkami zvodiča. V tomto prípade by malo byť vybíjacie napätie sieťovej frekvencie dostatočne vysoké, aby sa zabránilo prerušeniu izolácie chráneného zariadenia pri prevádzkovom prepätí bez ochrany a predĺžila sa životnosť, a musí sa zohľadniť skutočná úroveň rýchlosti nabíjania a zvyškové napätie zvodiča oxidu zinočnatého vyrobeného v Číne.

(2) Ak napätie sieťovej frekvencie výrazne stúpne alebo je skúšobné napätie izolácie zariadenia vyššie, malo by sa zvoliť vyššie menovité napätie zvodiča oxidu zinočnatého. Výber referenčného napätia sieťovej frekvencie musí byť rovný alebo vyšší ako menovité napätie. Tieto dva body v nových požiadavkách národnej normy sú lepšie splnené, nasledujúci výpočet tiež spĺňa požiadavky na prepätie. Požiadavky národnej normy zabezpečujú, aby jednofázové uzemnenie fungovalo 2 hodiny bez zásahu. V najzávažnejšom prípade, keď dôjde k jednofázovému uzemneniu a súčasnému odpojeniu záťaže, je maximálne možné prepätie vypočítané teoreticky 1,99-násobok a povolené trvalé prevádzkové napätie UC (efektívna hodnota) zvodiča oxidu zinočnatého sa volí takto:

Menovité napätie (Ur≈1,25 UC) bolo zvolené podľa národnej štandardnej rýchlosti nabíjania 0,8, čo spĺňa všetky požiadavky. Ak sa použije oblúkové uzemnenie a rezonančné prepätie s vysokou pravdepodobnosťou úniku, menovité napätie musí spĺňať: stlačte znova? = 0,8. Vyberte trvalé prevádzkové napätie, ktoré tiež spĺňa požiadavky.

Stručne povedané, hlavným problémom pri výbere zvodiča je určenie rozsahu dočasného prepätia. Je potrebné zabezpečiť bezpečnú a presnú prevádzku pri vysokom prevádzkovom prepätí a atmosférickom prepätí a zabezpečiť, aby ventilová doska nefungovala pri dočasnom prepätí.

V súčasnosti musí výber typu a konštrukcia zvodiča zabezpečiť, aby zvodič z oxidu zinočnatého s najvyšším prepätím v systéme nefungoval pri 2-hodinovom jednofázovom uzemnení, inak dôjde k tepelnému kolapsu zvodiča alebo dokonca k výbuchu.

Preto je vhodné vybrať neuzemnený systém podľa nových požiadaviek.

Ale v zariadení s uzemneným kondenzátorom s tlmiacou cievkou bude uzemňovacie prepätie oveľa nižšie, potom si môžete zvoliť nízke napätie podľa praktického simulačného výpočtu menovitého napätia a trvalého prevádzkového napätia, aby sa bleskojistka z oxidu zinočnatého pôsobila pri nižšom prevádzkovom prepätí, ochranné zariadenie kondenzátora, ale ak vám to nevyhovuje, môžete si zvoliť aj bez uzemňovacieho systému.

Pretože izolácia medzi pólom kondenzátora a zemou bola považovaná za spĺňajúcu požiadavky na jednofázové uzemnenie 2 hodiny.

Pri prevádzke na napätí nižšom ako je menovité napätie sa zvodič neaktivuje a nespôsobí poškodenie kondenzátorového zariadenia prepätím.

Celkovo je to preto, že ventilové dosky série oxidu zinočnatého bez vôle priamo zapojené do série, v rezistoroch zvodičov bleskov z oxidu zinočnatého nemôžu uniesť viac ako 1,99-násobok prepätia, spôsobeného referenčným oblúkovým napätím SiC. Výber menovitého napätia zvodiča bleskov z oxidu zinočnatého nemôže spĺňať požiadavky, je nevyhnutné zvýšiť, aby sa zabezpečila bezpečnosť zvodiča, napríklad bez skutočných simulačných údajov.

Odporúčaná hodnota stelesnená v duchu národnej normy je vhodnejšia, pretože spĺňa limitné požiadavky.