Pararraios de óxido de zinc

Pararraios de óxido de zincé un/unhapararraioscun bo rendemento de protección.

O/APararraios de óxido de zincé o protector de sobretensión máis avanzado do mundo. Isto débese á incorporación de óxido de cincpararraioscomo disco de resistencia de núcleo. Isto permite unha mellora nas características de voltamperio do disco de resistencia e un aumento na capacidade de corrente de paso en situacións de sobretensión, o que supón unha mellora drástica en comparación co carburo de silicio convencional.pararraiosEn condicións de tensión de funcionamento normal, a corrente que atravesa o pararraio é de só un microampere. Cando opararraiosexperimenta unha situación de sobretensión, as excelentes características non lineais aumentarán a corrente a través do pararraio varios miles de veces. Opararraiosestá en estado condutor e liberará a enerxía de sobretensión á terra, protexendo así os equipos de transmisión de enerxía contra os efectos da sobretensión.

Pararraios de óxido de zincé un novo tipo de pararraios desenvolvido na década de 1970, que está composto principalmente por varistor de óxido de zinc. Cada varistor ten a súa propia tensión de conmutación (chamada tensión de varistor) desde o momento en que se fabrica. Baixo a tensión de funcionamento normal (é dicir, inferior á tensión do varistor), o valor do varistor é moi grande, o que equivale ao estado de illamento. Pero baixo a tensión de impacto (superior á tensión do varistor), o varistor rómpese a un valor baixo, o que equivale ao estado de curtocircuíto. Non obstante, despois de que o varistor sexa alcanzado, pode restaurar o estado de illamento; cando se retira a tensión por riba do varistor, volve ao estado de alta resistencia. Polo tanto, se o pararraios de óxido de zinc se instala na liña eléctrica, cando cae un raio, a alta tensión da onda do raio fai que o varistor se averie e a corrente do raio flúe a través do varistor cara á terra. A tensión na liña eléctrica pódese controlar dentro dun rango seguro, para protexer a seguridade dos equipos eléctricos.

Sete características dun pararraios de óxido de zinc:

capacidade de fluxo

Isto reflíctese principalmente na capacidade do pararraios para absorber todo tipo de sobretensións de raios, sobretensións transitorias de frecuencia industrial e sobretensións de funcionamento.

Propiedades protectoras

O pararraios de óxido de zinc úsase para protexer todo tipo de equipos eléctricos no sistema de alimentación contra danos por sobretensión dos produtos eléctricos e ten un bo rendemento de protección. Debido ás excelentes características de voltametría non lineal da lámina da válvula de óxido de zinc, só uns centos de microamperios de corrente pasan por debaixo da tensión de funcionamento normal, o que facilita o deseño dunha estrutura sen fendas, de xeito que teña as características de bo rendemento de protección, peso lixeiro e tamaño pequeno. Cando a sobretensión invade, a corrente que flúe a través da placa da válvula aumenta rapidamente e limita a amplitude da sobretensión e libera a enerxía da sobretensión. Despois diso, a placa da válvula de óxido de zinc restaura o estado de alta resistencia para que o sistema de alimentación funcione normalmente.

O rendemento de selado

Compoñentes de pararraios con bo rendemento de envellecemento, boa estanquidade ao aire de revestimento composto de alta calidade, utilizando control da compresión do anel de selado e selante revestido e outras medidas, revestimento cerámico como material de selado, para garantir un selado fiable, de xeito que o rendemento do pararraios sexa estable.

propiedades mecánicas de

Considéranse principalmente os tres factores seguintes: a forza sísmica a soportar;

Presión máxima do vento sobre o pararraios;

A parte superior do pararraios soporta a tensión máxima admisible do cable.

Propiedade de descontaminación

O pararrayos de óxido de zinc sen fenda ten unha alta resistencia á contaminación.

A distancia de fuga específica estipulada pola norma nacional é: Zona de contaminación media de clase II: distancia de fuga específica de 20 mm/kV;

Zona de contaminación intensa de clase III: distancia de fuga específica 25 mm/kV;

Zona de contaminación extrema de clase IV: distancia de fuga específica 31 mm/kV.

Alta fiabilidade operativa

A fiabilidade do funcionamento a longo prazo depende da calidade dos produtos e da selección razoable dos mesmos. A calidade do produto inflúe principalmente nos seguintes tres aspectos: a racionalidade da estrutura xeral do pararraios; as características voltamétricas e a resistencia ao envellecemento da válvula de óxido de zinc; e o rendemento de selado do pararraios.

Tolerancia á frecuencia industrial

Debido a que o sistema de alimentación, como a conexión a terra monofásica, o efecto de capacitancia de liña longa e o rexeitamento de carga e outras razóns, provocará un aumento da tensión de frecuencia industrial ou producirá unha sobretensión transitoria de alta amplitude, o pararraios ten un certo tempo para soportar un certo aumento de tensión de frecuencia industrial.

Función

Cada tipo de pararraios ten as súas propias vantaxes e características, e cómpre usalos en diferentes contornas para conseguir un bo efecto de illamento. Baixo a tensión nominal, o pararraios é equivalente a un illante e non terá ningunha acción. En caso de crise ou alta tensión, o pararraios funcionará e conducirá a corrente á terra para protexer eficazmente o equipo de enerxía.

Clasificación

Segundo o nivel de tensión

Os pararraios de óxido de zinc clasifícanse segundo o valor da tensión nominal e pódense dividir en tres categorías:

Categoría de alta tensión: refírese á serie de pararraios de óxido de zinc por riba de 66 KV, que se poden dividir aproximadamente en sete graos: 1000 kV, 750 kV, 500 kV, 330 kV, 220 kV, 110 kV e 66 kV.

Categoría de media tensión: refírese aos produtos da serie de pararraios de óxido de zinc no rango de 3 kV a 66 kV (excluíndo os produtos da serie de 66 kV), que se poden dividir aproximadamente en catro niveis de tensión: 3 kV, 6 kV, 10 kV e 35 kV.

Categoría de baixa tensión: refírese aos produtos da serie de pararraios de óxido de zinc por debaixo de 3 KV (excluíndo os produtos da serie de 3 kV), que se poden dividir aproximadamente en catro niveis de tensión: 1 kV, 0,5 kV, 0,38 kV e 0,22 kV.

Segundo a corrente de descarga nominal

Segundo a corrente de descarga nominal, os pararraios de óxido de cinc pódense dividir en cinco clases: 20, 10, 5, 2,5 e 1,5 kA.

Segundouso

Os pararraios de óxido de zinc pódense dividir en sete tipos segundo o seu uso: tipo de circuíto de sistema, tipo de central eléctrica de sistema, tipo de distribución de sistema, tipo de protección de banco de condensadores de compensación shunt, tipo de ferrocarril electrificado, tipo de motor e punto neutro do motor, tipo de punto neutro do transformador.

Segundo a estrutura

Os pararraios de óxido de zinc pódense dividir en dúas categorías segundo a súa estrutura.

Os pararraios de óxido de zinc pódense dividir en catro graos segundo o rendemento de resistencia á contaminación. A clase ⅰ é o tipo común, a clase ⅱ úsase en zonas de contaminación media (distancia de fuga específica de 20 mm/KV), a clase ⅲ úsase en zonas de contaminación intensa (distancia de fuga específica de 25 mm/KV) e a clase ⅳ úsase en zonas de contaminación extremadamente intensa (distancia de fuga específica de 31 mm/KV).

Revestimento composto: o pararraios de óxido de zinc con revestimento composto está feito de material composto de goma de silicona como revestimento, e a selección dunha folla de resistencia ao óxido de zinc de alto rendemento, o uso interno dunha estrutura especial, ensamblada mediante tecnoloxía avanzada, ten a dobre vantaxe do material de goma de silicona e a folla de resistencia ao óxido de zinc. Ademais de todas as vantaxes do pararraios de óxido de zinc de porcelana, a serie de produtos ten un bo rendemento de illamento, alta resistencia á contaminación, bo rendemento a proba de explosións e tamaño pequeno, peso lixeiro, sen mantemento, non é doado de danar, selado fiable, excelente resistencia ao envellecemento e outras vantaxes.

Segundo o rendemento da estrutura

Os pararraios de óxido de zinc pódense dividir en tres tipos segundo a estrutura e o rendemento: sen separación (W), con separación en serie (C) e con separación en paralelo (B).

1. No pasado, a selección e as desvantaxes dos pararraios que só consideraban a sobretensión de funcionamento e os niveis de sobretensión do raio

A norma nacional estipula que a tensión do terminal de alimentación do sistema debe ser lixeiramente superior a K veces a tensión nominal (ou tensión asignada) Un do sistema, é dicir, K = Um/Un (Um é a tensión máis alta do sistema). O illamento dos equipos eléctricos debe poder funcionar durante moito tempo por debaixo de Un. O K para sistemas de 220 kV e inferiores é de 1,15, e para sistemas de 330 kV e superiores, K = 1,1. Os principios mencionados anteriormente tamén se observan na fase inicial do deseño do pararraios.

2. Selección e necesidade dun pararraios para garantir o funcionamento baixo sobretensión de conexión a terra monofásica e a seguridade do sistema eléctrico

Desde a perspectiva dun funcionamento seguro, a selección da tensión nominal do pararraios tamén debe cumprir cos seguintes principios:

(1) A tensión nominal do pararraios de óxido de zinc debe ser superior á tensión transitoria de frecuencia industrial que poida aparecer na súa instalación. Nun sistema de conexión a terra neutro de 110 kV ou superior, pódese seleccionar segundo o método anterior.

(2) a 110 kV e por debaixo do sistema de terra indirecta neutro, o departamento de enerxía eléctrica regula baixo a condición de que a terra monofásica se permita funcionar 2 h, e ás veces incluso se produce unha sobretensión de terra de arco intermitente que funciona durante máis de 2 h para atopar fallos, este tipo de características de funcionamento do sistema do pararraios de óxido de zinc para o funcionamento seguro baixo unha tensión nominal de 10 s supón unha seria ameaza. E a estrutura do pararraio de óxido de zinc e o pararraio de SiC, o deseño é diferente (o último é unha extinción de arco de fenda, o primeiro non ten fenda ou só fenda de separación), polo que na práctica o colapso térmico do pararraio de óxido de zinc e mesmo accidentes de explosión graves. Ante esta situación, moitas oficinas de subministración de enerxía e institutos de deseño de enerxía eléctrica propoñen moitos tipos de valores de tensión nominal (como 14,4 kV, 14,7 kV, etc.) segundo as condicións da rede eléctrica local. Na proba de carga de acción de varios documentos de debate sobre estándares nacionais, a tolerancia de tensión nominal de 10 s aumenta a 1,2 ~ 1,3 veces, de xeito que a adaptabilidade do pararraio de óxido de zinc ao punto neutro Mellorouse o sistema de conexión a terra non directa.

Debido a que a tensión nominal do pararraios de óxido de zinc é demasiado baixa, este funcionará baixo sobretensións de conexión a terra monofásicas ou mesmo moitas sobretensións transitorias. O Departamento de Supervisión de Seguridade e Coordinación da Produción do Ministerio de Electricidade propuxo a revisión do pararraio xa no 17º boletín de seguridade do 30 de outubro de 1993.

No período de transición entre o anuncio e a revisión da nova norma, propóñense as seguintes regras de deseño para a selección da tensión nominal e a tensión de funcionamento continuo do pararraios de óxido de zinc no sistema neutro sen conexión a terra: a tensión nominal é de 1,2 a 1,3 veces o deseño de tensión de extinción de arco do pararraio de SiC de referencia, e a tensión de funcionamento continuo é a tensión de liña máis alta do funcionamento do sistema.

Debido a que non existe un estándar unificado para os datos básicos anteriores, haberá discrepancias entre o fabricante do pararraios e o usuario no deseño e fabricación.

3, implementar a edición 2000 do novo estándar, selección segura e razoable da realidade do pararraios

Na nova norma chinesa do ano 2000 (GB11032-2000), recoñécese o principio de selección da tensión nominal por riba de 1,2-1,3 veces, pero a selección da tensión de funcionamento continuo ten unha nova disposición: a partir do reflexo da vida útil do pararraio de 1,5 Un//U1mA como valor de referencia para seleccionar (deseñar) a tensión de funcionamento continuo do pararraio. Co nivel de deseño e fabricación do pararraio doméstico, o valor xeral é do 80 %, polo que a tensión de funcionamento continuo selecciónase como 0,8 veces a tensión nominal. Isto é compatible coa pequena rexión de corrente da curva de voltamperometría.

Polo tanto, na práctica, o nivel de sobretensión da operación de conexión a terra monofásica de 1 hora debe terse en conta ao realizar o cálculo da simulación segundo as condicións específicas ou ao seleccionar o pararraios segundo a experiencia e a práctica. Non obstante, hai moitos valores de tensión nominal lixeiramente diferentes dos valores anteriores nos acordos técnicos dos usuarios e mesmo nos debuxos dos institutos de deseño de enerxía, que creo que son innecesarios (como 16,5 kV e 16,7 kV en 10 kV, etc.). A razón é que no proceso de deseño real do pararraios, o valor da tensión nominal na curva volt-amperio está na pequena área de corrente, que é inferior ao valor U1mAAC, a busca dunha diferenza sutil non se pode realizar no deseño real do pararraios; Ademais, a partir da seguinte discusión, de acordo cos requisitos da nova norma nacional para seleccionar un uso seguro baixo a sobretensión permitida (isto refírese ao sistema sen conexión a terra).

4. Selección científica de pararraios de óxido de zinc sen conexión a terra segundo a nova norma da edición 2000

(1) A tensión nominal debe seleccionarse e deseñarse segundo o valor efectivo máximo da tensión de frecuencia industrial admisible aplicada aos terminais do pararraios, de xeito que poida funcionar correctamente baixo a sobretensión transitoria determinada na proba de carga de acción especificada. A tensión de funcionamento continuo debe seleccionarse para permitir un RMS constante entre os terminais do pararraio. Neste momento, a tensión de descarga de frecuencia industrial debe ser o suficientemente alta como para evitar o funcionamento do illamento do equipo protexido baixo a sobretensión de funcionamento sen protección e prolongar a vida útil, e débese ter en conta o nivel real da taxa de carga e a tensión residual do pararraio de óxido de zinc fabricado na China.

(2) Cando a tensión de frecuencia industrial aumente de forma máis pronunciada ou a tensión de proba de illamento do equipo sexa maior, débese seleccionar a tensión nominal máis alta do pararraios de óxido de zinc. A selección da tensión de referencia de frecuencia industrial debe ser igual ou superior á tensión nominal. Para cumprir mellor estes dous requisitos da nova norma NACIONAL, tamén se pode comprobar que o seguinte cálculo cumpre os requisitos de sobretensión. Os requisitos da norma nacional garanten que a operación de conexión a terra monofásica dure 2 horas sen acción. No caso máis grave, cando se producen ao mesmo tempo a conexión a terra monofásica e o rexeitamento da carga, a sobretensión máxima posible calculada pola teoría é de 1,99 veces, e a tensión de funcionamento continuo admisible UC (valor efectivo) do pararraios de óxido de zinc selecciónase do seguinte xeito:

A tensión nominal (Ur≈1,25 UC) seleccionouse segundo a taxa de carga estándar nacional de 0,8, que cumpre todos os requisitos. Se se utiliza a conexión a terra do arco e a sobretensión resonante con alta probabilidade de escape, a tensión nominal deberá cumprir: premer de novo?=0,8 Seleccionar a tensión de funcionamento continuo, que tamén cumpre os requisitos.

En resumo, a principal dificultade da selección dun descargador é determinar o alcance da sobretensión temporal. É necesario garantir un funcionamento seguro e preciso baixo altas sobretensións de funcionamento e sobretensións atmosféricas, e garantir que a placa da válvula non funcione baixo sobretensións temporais.

Na actualidade, a selección do tipo e o deseño do pararraios deben garantir que o pararraio de óxido de zinc de maior sobretensión do sistema non funcione cando a conexión a terra monofásica é de 2 horas, se non, o pararraio de óxido de zinc sufrirá un colapso térmico ou incluso un accidente de explosión.

Polo tanto, é axeitado seleccionar o sistema sen conexión a terra segundo os novos requisitos.

Pero no dispositivo de condensador de conexión a terra da bobina de supresión de arco, a sobretensión de conexión a terra será moito menor, entón pódese escoller baixa segundo o cálculo da simulación práctica da tensión nominal e a tensión de funcionamento continuo para facer que o pararraios de óxido de zinc actúe baixo a sobretensión de funcionamento máis baixa, dispositivo de protección do condensador, pero se non che convén, tamén podes escoller segundo ningún sistema de conexión a terra,

Porque se considerou que o illamento do polo do condensador á terra cumpre os requisitos de conexión a terra monofásica de 2 h.

Funcionando a unha tensión inferior á nominal, o pararraios non funciona e non causará danos por sobretensión no dispositivo condensador.

En definitiva, isto débese a que as placas de válvulas da serie de óxido de zinc sen folga están conectadas directamente en serie, polo que as resistencias dos pararraios de óxido de zinc non poden soportar máis de 1,99 veces a sobretensión. A tensión de referencia de arco de SiC causada pola elección da tensión nominal do pararraios de óxido de zinc non cumpre os requisitos e está destinada a aumentar para garantir a seguridade do pararraio, como a ausencia de datos de simulación reais.

O valor recomendado incorporado no espírito da norma nacional é máis axeitado porque cumpre os requisitos límite.