Zinkoxidafleder

Zinkoxidaflederer enlynafledermed god beskyttelsesevne.

DeZinkoxid-aflederer den mest avancerede overspændingsbeskytter i verden. Dette skyldes inkorporeringen af ​​azinkoxidafbrydersom kernemodstanden disko. Dette muliggør en forbedring af modstandsskivens volt-ampere-karakteristika og en stigning i gennemstrømningskapaciteten i overspændingssituationer, hvilket er en drastisk forbedring sammenlignet med konventionelt siliciumcarbid.arrestørerUnder normal driftsspænding er strømmen gennem aflederen kun én mikroamperegrad. Nårafbryderoplever en middelspændingssituation, vil de fremragende ikke-lineære egenskaber øge strømmen gennem aflederen flere tusinde gange.afbryderer i ledende tilstand og vil afgive overspændingsenergien til jord og derved beskytte kraftoverføringsudstyr mod virkningerne af overspænding.

Zinkoxidaflederer en ny type afleder udviklet i 1970'erne, som hovedsageligt består af zinkoxidvaristorer. Hver varistor har sin egen bestemte koblingsspænding (kaldet varistorspænding) fra det tidspunkt, den er fremstillet. Under normal driftsspænding (dvs. mindre end varistorspændingen) er varistorværdien meget stor, hvilket svarer til isolationstilstanden. Men under stødspænding (større end varistorspændingen) bryder varistoren ned ved en lav værdi, hvilket svarer til kortslutningstilstanden. Men efter at varistoren er blevet ramt, kan den genoprette isolationstilstanden; når spændingen over varistoren trækkes tilbage, vender den tilbage til den høje modstandstilstand. Derfor, hvis zinkoxidaflederen er installeret på strømforsyningsledningen, vil lynets høje spænding forårsage, at varistoren bryder ned, når lynet slår ned, og lynstrømmen flyder gennem varistoren ned i jorden. Spændingen på strømforsyningsledningen kan styres inden for et sikkert område for at beskytte sikkerheden af ​​elektrisk udstyr.

Syv karakteristika for zinkoxidafleder:

Flowkapacitet

Dette afspejles primært i, at lynaflederen kan absorbere alle former for lynoverspænding, transiente overspændinger fra netfrekvensen og driftsoverspændinger.

Beskyttende egenskaber

Zinkoxidafledere bruges til at beskytte alle former for elektrisk udstyr i elsystemet mod overspændingsskader på elektriske produkter og har god beskyttelsesevne. På grund af de fremragende ikke-lineære voltammetriegenskaber ved zinkoxidventilpladen, passerer kun et par hundrede mikroampere strøm under den normale driftsspænding, hvilket gør det nemt at designe en struktur uden mellemrum, så den har egenskaber som god beskyttelsesevne, let vægt og lille størrelse. Når overspænding opstår, øges strømmen, der løber gennem ventilpladen, hurtigt, hvilket begrænser overspændingens amplitude og frigiver overspændingsenergien. Derefter genopretter zinkoxidventilpladen tilstanden med høj modstand for at få elsystemet til at fungere normalt.

Forseglingsevnen

Lynaflederkomponenter med god ældningsevne, god lufttæthed af højkvalitets kompositbelægning, ved hjælp af kontrol af tætningsringens kompression og belagt tætningsmiddel og andre foranstaltninger, keramisk belægning som tætningsmateriale, for at sikre pålidelig tætning, så lynaflederens ydeevne er stabil.

Mekaniske egenskaber ved

Følgende tre faktorer tages primært i betragtning: den seismiske kraft, der skal bæres;

Maksimalt vindtryk på aflederen;

Toppen af ​​aflederen bærer den maksimalt tilladte ledningsspænding.

Dekontamineringsegenskab

Den gabfri zinkoxidafleder har høj forureningsbestandighed.

Den specifikke krybeafstand, der er fastsat i den nationale standard, er: Klasse II middelforurenet område: specifik krybeafstand 20 mm/kV;

Klasse III område med høj forurening: specifik krybeafstand 25 mm/kV;

Klasse IV ekstremt stærkt forurenet område: specifik krybeafstand 31 mm/kV.

Høj driftssikkerhed

Pålideligheden af ​​langsigtet drift afhænger af produkternes kvalitet og et rimeligt valg af produkter. Produktkvaliteten påvirkes primært af følgende tre aspekter: rationen af ​​lynaflederens overordnede struktur; zinkoxidventilens voltammetriske egenskaber og ældningsmodstand; lynaflederens tætningsevne.

Tolerance over effektfrekvens

På grund af elsystemets forskellige årsager, såsom enfaset jordforbindelse, lang ledningskapacitanseffekt og belastningsafvisning, vil det forårsage en stigning i netfrekvensspændingen eller producere transient overspænding med høj amplitude. Lynafledere har en vis tid til at modstå en bestemt stigning i netfrekvensspændingen.

Fungere

Hver type afleder har sine egne fordele og egenskaber, og de skal bruges i forskellige miljøer for at opnå en god isoleringseffekt. Under nominel spænding svarer aflederen til en isolator og vil ikke have nogen funktion. I tilfælde af en krise eller høj spænding vil lynaflederen fungere og lede strømmen til jorden for effektivt at beskytte strømforsyningen.

Klassifikation

I henhold til spændingsniveau

Zinkoxidafledere klassificeres efter den nominelle spændingsværdi og kan opdeles i tre kategorier:

Højspændingskategori: Den refererer til serien af ​​zinkoxidafledere over 66 kV, som groft kan opdeles i syv kvaliteter: 1000 kV, 750 kV, 500 kV, 330 kV, 220 kV, 110 kV og 66 kV.

Mellemspændingskategori: Den refererer til zinkoxidaflederserien i området 3 kV til 66 kV (eksklusive 66 kV-serien), som groft kan opdeles i fire spændingsniveauer: 3 kV, 6 kV, 10 kV og 35 kV.

Lavspændingskategori: Den refererer til zinkoxidafledere under 3 kV (eksklusive 3 kV-serieprodukter), som groft kan opdeles i fire spændingsniveauer: 1 kV, 0,5 kV, 0,38 kV og 0,22 kV.

I henhold til den nominelle afladningsstrøm

I henhold til den nominelle afledningsstrøm kan zinkoxidafledere opdeles i fem klasser: 20, 10, 5, 2,5, 1,5 kA.

Ifølgebruge

Zinkoxidafledere kan opdeles i syv typer efter deres anvendelse: systemkredsløbstype, systemkraftværkstype, systemfordelingstype, shuntkompensationskondensatorbankbeskyttelsestype, elektrificeret jernbanetype, motor- og motornulpunktstype, transformatornulpunktstype.

Ifølge strukturen

Zinkoxidafledere kan opdeles i to kategorier efter deres struktur.

Zinkoxidafledere kan opdeles i fire grader i henhold til deres forureningsmodstandsevne. Klasse ⅰ er den almindelige type, klasse ⅱ bruges i områder med middel forurening (specifik krybeafstand 20 mm/kV), klasse ⅲ bruges i områder med høj forurening (specifik krybeafstand 25 mm/kV), og klasse ⅳ bruges i områder med ekstremt høj forurening (specifik krybeafstand 31 mm/kV).

Kompositbelægning: Zinkoxidaflederen med kompositbelægning er lavet af komposit silikonegummimateriale som belægning, og valget af højtydende zinkoxidbestandighedsark, intern brug af speciel struktur, samlet ved hjælp af avanceret teknologi, har de dobbelte fordele ved silikonegummimateriale og zinkoxidbestandighedsark. Ud over alle fordelene ved zinkoxidaflederen af ​​porcelæn har produktserien god isoleringsevne, høj forureningsbestandighed, god eksplosionssikker ydeevne og lille størrelse, let vægt, ingen vedligeholdelse, ikke let at beskadige, pålidelig forsegling, fremragende ældningsbestandighed og andre fordele.

I henhold til strukturens ydeevne

Zinkoxidafledere kan opdeles i tre typer efter struktur og ydeevne: ingen spillerum (W), med seriespillerum (C), med parallelspillerum (B).

1. Tidligere var valget af og ulemperne ved lynafledere, der kun tog hensyn til driftsoverspænding og lynoverspændingsniveauer

Den nationale standard foreskriver, at spændingen på systemets strømforsyningsterminal skal være en smule højere end K gange systemets nominelle spænding (eller mærkespænding) Un, dvs. K = Um/Un (Um er systemets højeste spænding). Isoleringen af ​​elektrisk udstyr skal kunne fungere i lang tid under Un. K for systemer på 220 kV og derunder er 1,15, og for systemer på 330 kV og derover er K = 1,1. Ovennævnte principper overholdes også i den indledende fase af aflederdesignet.

2. Valg og nødvendighed af lynafleder for at sikre drift under enfaset jordoverspænding og sikkerhed i strømforsyningssystemet

Af hensyn til sikker drift bør valget af aflederens nominelle spænding også overholde følgende principper:

(1) Zinkoxidaflederens nominelle spænding skal være højere end den transiente spænding ved netfrekvensen, der kan forekomme ved dens installation. I et neutralt jordsystem på 110 kV og derover kan den vælges i henhold til ovenstående metode.

(2) I et neutralt indirekte jordsystem på 110 kV og under spændingen, tillader elforsyningsafdelingen, at enfaset jordforbindelse kører i 2 timer, og nogle gange endda i en intermitterende lysbue-jordforbindelse, der kører i mere end 2 timer, for at finde fejl. Denne type systemdriftskarakteristika for zinkoxid-lynafledere med sikker drift under nominel spænding på 10 s udgør en alvorlig trussel. Og zinkoxidaflederens og SiC-afledernes struktur og design er forskellige (sidstnævnte har et mellemrum i lysbuen, førstnævnte har intet mellemrum eller kun et separat mellemrum), hvilket i praksis kan føre til termisk kollaps af zinkoxidaflederen og endda alvorlige eksplosionsulykker. Stillet over for denne situation fremsætter mange strømforsyningsbureauer og eldesigninstitutter mange typer nominelle spændingsværdier (såsom 14,4 kV, 14,7 kV osv.) i henhold til de lokale elnetforhold. I aktionsbelastningstesten i flere nationale standarddiskussionspapirer øges nominelspændingstolerancen på 10 s til 1,2 ~ 1,3 gange, hvilket øger zinkoxidaflederens tilpasningsevne til neutralpunktet. Det ikke-direkte jordingssystem er forbedret.

Da zinkoxidaflederens nominelle spænding er for lav, vil aflederen fungere under enfaset jordoverspænding eller endda mange transiente overspændinger. Elektricitetsministeriets afdeling for sikkerhedstilsyn og produktionskoordinering foreslog en revision af aflederen allerede i den 17. sikkerhedsbulletin dateret 30. oktober 1993.

I overgangsperioden mellem annonceringen og revisionen af ​​den nye standard foreslås følgende designregler for valg af nominel spænding og kontinuerlig driftsspænding for zinkoxidaflederen i det neutrale, ikke-jordede system: nominel spænding er 1,2-1,3 gange reference SiC-aflederens bue-slukningsspændingsdesign, og kontinuerlig driftsspænding er den højeste netspænding i systemets drift.

Da der ikke findes en samlet standard for ovenstående grundlæggende data, vil der være uoverensstemmelse mellem producenten af ​​lynaflederen og brugeren i design og fremstilling.

3, implementering af 2000-udgaven af ​​den nye standard, sikkert og rimeligt valg af lynafleder i virkeligheden

I Kinas nye standard fra 2000 (GB11032-2000) er princippet om valg af nominel spænding over 1,2-1,3 gange blevet anerkendt, men valget af kontinuerlig driftsspænding har en ny bestemmelse: ud fra afspejlingen af ​​aflederens levetid på 1,5 Un// U1mA som referenceværdi skal aflederens kontinuerlige driftsspænding vælges (designes). Med design- og produktionsniveauet for den indenlandske afleder er den generelle værdi 80 %, så den kontinuerlige driftsspænding er valgt som 0,8 gange nominel spænding. Dette understøttes af det lille strømområde på voltammetrikurven.

Derfor bør overspændingsniveauet for 1 times enfaset jordforbindelse i praksis tages i betragtning, når der udføres simuleringsberegninger i henhold til specifikke forhold eller vælges en afleder i henhold til erfaring og praksis. Der er dog mange nominelle spændingsværdier, der adskiller sig en smule fra ovenstående værdier i brugernes tekniske aftaler og endda i tegninger fra effektdesigninstitutter, som jeg mener er unødvendige (såsom 16,5 kV og 16,7 kV i 10 kV osv.). Årsagen er, at i den faktiske designproces af lynaflederen er den nominelle spændingsværdi i volt-ampere-kurven i det lille strømområde, hvilket er mindre end U1mAAC-værdien, og stræben efter subtile forskelle kan ikke realiseres i det faktiske design af lynaflederen. Derudover, ud fra den følgende diskussion, i overensstemmelse med kravene i den nye nationale standard for at vælge sikker brug under den tilladte overspænding (dette refererer til det ujordede system).

4. Videnskabeligt valg af ujordet zinkoxidafleder i henhold til den nye standard fra 2000-udgaven

(1) Mærkespændingen skal vælges og designes i henhold til den maksimalt effektive værdi af den tilladte netfrekvensspænding, der påføres aflederens terminaler, således at den kan fungere korrekt under den transiente overspænding, der bestemmes i den specificerede aktionsbelastningstest. Den kontinuerlige driftsspænding skal vælges, så der er en konstant RMS mellem aflederens terminaler. På dette tidspunkt skal netfrekvensafladningsspændingen være høj nok til at undgå, at isoleringen af ​​det beskyttede udstyr bryder under driftsoverspænding uden beskyttelse og forlænge levetiden, og det faktiske niveau af opladningshastighed og restspænding for den zinkoxidafleder, der er fremstillet i Kina, skal tages i betragtning.

(2) Hvor netfrekvensspændingen stiger mere alvorligt, eller udstyrets isolationstestspænding er højere, bør der vælges en højere nominel spænding for zinkoxidaflederen. Valget af netfrekvensreferencespænding skal være lig med eller større end nominel spændingen. Disse to punkter i de nye NATIONALE standardkrav er bedre opfyldt, og følgende beregning kan også findes for at opfylde kravene til overspænding. Nationale standardkrav sikrer, at enfaset jordforbindelse kan fungere i 2 timer uden handling. I det mest alvorlige tilfælde, når enfaset jordforbindelse og belastningsafvisning forekommer samtidig, er den maksimalt mulige overspænding beregnet teoretisk 1,99 gange, og den tilladte kontinuerlige driftsspænding UC (effektivværdi) for zinkoxidaflederen vælges som følger:

Mærkespændingen (Ur≈1,25 UC) blev valgt i henhold til den nationale standardopladningshastighed på 0,8, som alle opfyldte kravene. Hvis der anvendes lysbuejordforbindelse og resonant overspænding med høj undslipssandsynlighed, skal mærkespændingen opfylde: tryk igen?=0,8. Vælg kontinuerlig driftsspænding, som også opfylder kravene.

Kort sagt er den største vanskelighed ved valg af afleder at bestemme omfanget af den midlertidige overspænding. Det er nødvendigt at sikre sikker og præcis drift under høj driftsoverspænding og atmosfærisk overspænding, og at sikre, at ventilpladen ikke fungerer under midlertidig overspænding.

På nuværende tidspunkt skal typevalg og design af aflederen sikre, at systemets zinkoxidafleder med højeste overspænding ikke fungerer, når den er enfaset jordet i 2 timer, da zinkoxidaflederen ellers vil opleve termisk kollaps eller endda eksplosionsulykker.

Derfor er det passende at vælge det ujordede system i henhold til de nye krav.

Men i en kondensatorenhed med jordforbindelse til lysbueafskærmning vil jordoverspændingen være meget lavere. Så kan man vælge en lav overspænding i henhold til den praktiske simuleringsberegning af nominel spænding og kontinuerlig driftsspænding for at få zinkoxid-lynaflederen til at virke under den lavere driftsoverspænding. Kondensatorbeskyttelsesenheden kan dog vælges uden jordforbindelse, hvis det ikke er praktisk.

Fordi isoleringen mellem kondensatorpol og jord er blevet vurderet til at opfylde kravene til enfaset jording på 2 timer.

Hvis aflederen arbejder ved en spænding under den nominelle spænding, fungerer den ikke, og den vil ikke forårsage overspændingsskader på kondensatorenheden.

Alt i alt skyldes dette, at ventilpladerne i zinkoxidserien uden direkte seriekobling kan modstå mere end 1,99 gange overspændingen i zinkoxid-lynafledermodstandene. Dette skyldes, at SiC-lysbuespændingens referencespænding ikke kan opfylde kravene. Valget af zinkoxid-lynaflederens nominelle spænding vil uundgåeligt stige for at sikre aflederens sikkerhed, f.eks. uden faktiske simuleringsdata.

Den anbefalede værdi, der er indeholdt i den nationale standards ånd, er mere passende, fordi den opfylder grænseværdierne.