Sinkkioksidin pysäytin

Sinkkioksidin pysäytinonukkosenjohdatinhyvällä suojausteholla.

TheSinkkioksidin estoon maailman edistynein ylijännitesuoja. Tämä johtuu sinkkioksidin sisällyttämisestäpysäytinydinvastuslevynäTämä mahdollistaa vastuslevyn voltti-ampeeriominaisuuksien parantamisen ja läpivirtauskyvyn lisäämisen ylijännitetilanteissa, mikä on huomattava parannus verrattuna perinteiseen piikarbidilevyyn.pidättimetNormaalilla käyttöjännitteellä ylijännitesuojan läpi kulkeva virta on vain yksi mikroampeeriaste. Kunpysäytinylijännitetilanteessa erinomaiset epälineaariset ominaisuudet lisäävät ylivirran ylivirtaa useita tuhansia kertoja.pysäytinon johtavassa tilassa ja vapauttaa ylijänniteenergian maahan suojaten siten voimansiirtolaitteita ylijännitteen vaikutuksilta.

Sinkkioksidin estäjäon 1970-luvulla kehitetty uudentyyppinen ylijännitesuoja, joka koostuu pääasiassa sinkkioksidivaristorista. Jokaisella varistorilla on tietty kytkentäjännite (jota kutsutaan varistorijännitteeksi) valmistushetkestä lähtien. Normaalilla käyttöjännitteellä (eli pienemmällä kuin varistorijännite) varistorin arvo on erittäin suuri, mikä vastaa eristystilaa. Mutta iskujännitteen (suuremman kuin varistorijännite) vaikutuksesta varistori rikkoutuu pienellä arvolla, mikä vastaa oikosulkutilaa. Kuitenkin, kun varistoriin osuu, se voi palauttaa eristystilan; kun varistorin yläpuolella oleva jännite poistuu, se palaa korkean resistanssin tilaan. Siksi, jos sinkkioksidiylijännitesuoja asennetaan sähköjohtoon, salaman iskeessä salaman korkea jännite aiheuttaa varistorin läpilyönnin ja salamavirta virtaa varistorin läpi maahan. Sähköjohdon jännitettä voidaan säätää turvalliselle alueelle sähkölaitteiden turvallisuuden suojelemiseksi.

Sinkkioksidin estäjän seitsemän ominaisuutta:

Virtauskapasiteetti

Tämä näkyy pääasiassa siinä, että ukkossuojalla on kyky absorboida kaikenlaisia ​​ukkosylijännitteitä, tehotaajuuden transienttiylijännitteitä ja käyttöylijännitteitä.

Suojaavat ominaisuudet

Sinkkioksidisuojaa käytetään suojaamaan kaikenlaisia ​​sähkölaitteita sähköjärjestelmissä ylijännitevaurioilta, ja sillä on hyvä suojauskyky. Sinkkioksidiventtiililevyn erinomaisen epälineaarisen voltammetrian ominaisuuksien ansiosta normaalilla käyttöjännitteellä kulkee vain muutama sata mikroampeeria virtaa, joten se on helppo suunnitella ilman rakoja, jolloin sillä on hyvä suojauskyky, kevyt paino ja pieni koko. Ylijännitteen iskiessä venttiililevyn läpi kulkeva virta kasvaa nopeasti, mikä rajoittaa ylijännitteen amplitudia ja vapauttaa ylijännitteen energian. Tämän jälkeen sinkkioksidiventtiililevy palauttaa korkean resistanssin tilan, jotta sähköjärjestelmä toimii normaalisti.

Tiivistyskyky

Ukkosenjohtimen komponentit, joilla on hyvä ikääntymiskestävyys, hyvä ilmatiiviys korkealaatuisesta komposiittipinnoitteesta, tiivistysrenkaan puristuksen hallinta ja pinnoitettu tiiviste ja muut toimenpiteet, keraaminen pinnoite tiivistysmateriaalina luotettavan tiivistyksen varmistamiseksi, jotta ukkosenjohtimen suorituskyky on vakaa.

Mekaaniset ominaisuudet

Seuraavat kolme tekijää otetaan pääasiassa huomioon: maanjäristysvoima;

Suurin tuulenpaine pysäyttimeen;

Ylijännitesuojan yläosa kantaa langan suurimman sallitun jännityksen.

Puhdistusominaisuus

Rakottoman sinkkioksidin estolla on korkea saasteidenkestävyys.

Kansallisessa standardissa määrätty ominaisryömintämatka on: Luokan II keskisaastunut alue: ominaisryömintämatka 20 mm/kV;

Luokan III voimakkaasti saastunut alue: ominaisryömintämatka 25 mm/kV;

Luokan IV erittäin voimakkaasti saastunut alue: ominaisryömintämatka 31 mm/kV.

Korkea käyttövarmuus

Pitkäaikaisen toiminnan luotettavuus riippuu tuotteiden laadusta ja kohtuullisesta tuotevalinnasta. Tuotteen laatuun vaikuttavat pääasiassa seuraavat kolme näkökohtaa: ukkossuojan kokonaisrakenteen järkevyys; sinkkioksidiventtiilin voltammetriset ominaisuudet ja ikääntymiskestävyys; ukkossuojan tiivistyskyky.

Tehotaajuustoleranssi

Sähköjärjestelmän, kuten yksivaiheisen maadoituksen, pitkän linjan kapasitanssivaikutuksen ja kuormituksen hylkäämisen sekä muiden syiden vuoksi tehotaajuusjännitteen nousu tai suuren amplitudin transienttiylijännite, ukkossuojalla on tietty aika kestää tietty tehotaajuusjännitteen nousu.

Toiminto

Jokaisella ylijännitesuojalla on omat etunsa ja ominaisuutensa, ja niitä on käytettävä erilaisissa ympäristöissä hyvän eristysvaikutuksen saavuttamiseksi. Nimellisjännitteen alapuolella ylijännitesuoja vastaa eristettä, eikä sillä ole mitään vaikutusta. Kriisitilanteessa tai korkeajännitteen sattuessa ylijännitesuoja toimii ja johtaa virran maahan suojaten tehokkaasti sähkölaitteita.

Luokitus

Jännitetason mukaan

Sinkkioksidijohtimet luokitellaan nimellisjännitearvon mukaan ja ne voidaan jakaa kolmeen luokkaan:

Korkeajänniteluokka: Se viittaa yli 66 kV:n sinkkioksidijohtimien sarjaan, joka voidaan karkeasti jakaa seitsemään luokkaan: 1000 kV, 750 kV, 500 kV, 330 kV, 220 kV, 110 kV ja 66 kV.

Keskijänniteluokka: Se viittaa sinkkioksidijohtimien sarjan tuotteisiin 3 kV - 66 kV:n alueella (lukuun ottamatta 66 kV:n sarjan tuotteita), jotka voidaan karkeasti jakaa neljään jännitetasoon: 3 kV, 6 kV, 10 kV ja 35 kV.

Matalajänniteluokka: Se viittaa alle 3 kV:n sinkkioksidijohtimien sarjatuotteisiin (lukuun ottamatta 3 kV:n sarjan tuotteita), jotka voidaan karkeasti jakaa neljään jännitetasoon: 1 kV, 0,5 kV, 0,38 kV ja 0,22 kV.

Nimellisen purkausvirran mukaan

Nimellispurkausvirran mukaan sinkkioksidijohtimet voidaan jakaa viiteen luokkaan: 20, 10, 5, 2,5 ja 1,5 kA.

Mukaankäyttää

Sinkkioksidisuojat voidaan jakaa seitsemään tyyppiin käyttötarkoituksensa mukaan: järjestelmäpiirityyppi, järjestelmävoimalaitostyyppi, järjestelmän jakelutyyppi, shunttikompensointikondensaattoripariston suojaustyyppi, sähköistetty rautatietyyppi, moottori- ja moottorin nollapistetyyppi sekä muuntajan nollapistetyyppi.

Rakenteen mukaan

Sinkkioksidipäästöjen estoaineet voidaan jakaa kahteen luokkaan niiden rakenteen mukaan.

Sinkkioksidisuojat voidaan jakaa neljään luokkaan saastumiskestävyyden mukaan. Luokka 1 on yleinen tyyppi, luokka 1 on keskisaastunut alue (ominaispintamatka 20 mm/KV), luokka 1 on erittäin saastunut alue (ominaispintamatka 25 mm/KV) ja luokka 1 on erittäin saastunut alue (ominaispintamatka 31 mm/KV).

Komposiittipinnoite: Komposiittipinnoitetussa sinkkioksidisuojassa käytetään silikonikumikomposiittimateriaalia pinnoitteena, ja korkean suorituskyvyn omaavan sinkkioksidivastuslevyn valinta, erikoisrakenteen sisäinen käyttö ja edistyneen teknologian kokoaminen tarjoavat sekä silikonikumimateriaalin että sinkkioksidivastuslevyn kaksinkertaiset edut. Posliinisinkkioksidisuojan kaikkien etujen lisäksi tuotesarjalla on hyvä eristyskyky, korkea saastumiskestävyys, hyvä räjähdyssuojaus ja se on pienikokoinen, kevyt, ei vaadi huoltoa, ei helposti vaurioitu, siinä on luotettava tiivistys, erinomainen ikääntymisen kestävyys ja muita etuja.

Rakenteen suorituskyvyn mukaan

Sinkkioksidipäästöjen esto voidaan jakaa kolmeen tyyppiin rakenteen ja suorituskyvyn mukaan: ei välystä (W), sarjavälyksellä (C) ja rinnakkaisvälyksellä (B).

1. Aikaisemmin ukkossuojien valinta ja haitat, joissa otettiin huomioon vain käyttöjännitteen ja ukkosylijännitetasot

Kansallinen standardi määrää, että järjestelmän syöttöliittimen jännitteen tulee olla hieman korkeampi kuin K kertaa järjestelmän nimellisjännite Un, eli K = Um/Un (Um on järjestelmän korkein jännite). Sähkölaitteiden eristyksen tulee kestää pitkäaikainen toiminta Un-jännitteellä. K on 220 kV:n ja sitä pienempien järjestelmien osalta 1,15 ja 330 kV:n ja sitä suurempien järjestelmien osalta K = 1,1. Edellä mainittuja periaatteita noudatetaan myös ylijännitesuojan suunnittelun alkuvaiheessa.

2. Ylijännitesuojan valinta ja tarpeellisuus yhden vaiheen maadoitusylijännitteen alaisen toiminnan ja sähköjärjestelmän turvallisuuden varmistamiseksi

Turvallisen käytön näkökulmasta suojuksen nimellisjännitteen valinnassa tulee noudattaa myös seuraavia periaatteita:

(1) Sinkkioksidijohtimen nimellisjännitteen tulee olla korkeampi kuin sen asennuksen yhteydessä mahdollisesti esiintyvä verkkotaajuuden transienttijännite. 110 kV:n ja sitä suuremmissa maadoitusjärjestelmissä se voidaan valita edellä mainitun menetelmän mukaisesti.

(2) 110 kV:n ja sitä pienemmissä nollajännitteissä sähkölaitos määrää, että yksivaiheisen maadoituksen annetaan toimia 2 tuntia, ja joskus jopa yli 2 tuntia keskeytetyn valokaarimaadoituksen aiheuttaman ylijännitteen vian löytämiseksi. Tällaisen järjestelmän toimintaominaisuudet sinkkioksidi-ukkossuojainten turvalliselle käytölle nimellisjännitteellä 10 s ovat vakava uhka. Sinkkioksidi- ja piikarbidi-ukkossuojainten rakenteet ovat erilaisia ​​(jälkimmäisessä on rakokaarisammutus, edellisessä ei ole rakoa tai vain erotusrako), joten käytännössä sinkkioksidi-ukkossuojaimet voivat romahtaa ja jopa aiheuttaa vakavia räjähdyksiä. Tämän tilanteen edessä monet sähkönsyöttövirastot ja sähkösuunnittelulaitokset ovat esittäneet useita eri nimellisjännitearvoja (kuten 14,4 kV, 14,7 kV jne.) paikallisten sähköverkko-olosuhteiden mukaan. Useiden kansallisten standardien toimintakuormituskokeissa nimellisjännitetoleranssia on lisätty 10 sekunnin arvoon 1,2–1,3-kertaisesti, mikä parantaa sinkkioksidi-ukkossuojainten sopeutumiskykyä nollapisteeseen. epäsuoraa maadoitusjärjestelmää on parannettu.

Koska sinkkioksidisuojan nimellisjännite on liian alhainen, suoja toimii yksivaiheisen maadoitusylijännitteen tai jopa monien ohimenevien ylijännitteiden alaisena. Sähköministeriön turvallisuusvalvonnan ja tuotannon koordinoinnin osasto ehdotti suojan tarkistamista jo 17. turvallisuustiedotteessa, joka on päivätty 30. lokakuuta 1993.

Uuden standardin julkistamisen ja tarkistuksen välisenä siirtymäkautena ehdotetaan seuraavia suunnittelusääntöjä sinkkioksidijohtimen nimellisjännitteen ja jatkuvan käyttöjännitteen valinnalle maadoittamattomassa järjestelmässä: nimellisjännite on 1,2–1,3 kertaa piikarbidijohtimen valokaaren sammutusjännitteen vertailuarvo ja jatkuva käyttöjännite on järjestelmän toiminnan korkein verkkojännite.

Koska edellä mainituille perustiedoille ei ole yhtenäistä standardia, ukkossuojan valmistajan ja käyttäjän välillä on ristiriitoja suunnittelussa ja valmistuksessa.

3, toteuta uuden standardin vuoden 2000 painos, turvallinen ja kohtuullinen ukkosenjohtimen valinta todellisuudessa

Kiinan vuonna 2000 uudessa standardissa (GB11032-2000) nimellisjännitteen valintaperiaate on yli 1,2–1,3-kertainen, mutta jatkuvan käyttöjännitteen valinnassa on uusi säännös: ylijännitesuojan käyttöiän 1,5 Un// U1mA vertailuarvona käytetään ylijännitesuojan jatkuvan käyttöjännitteen valintaa (suunnittelua). Kotimaisten ylijännitesuojainten suunnittelu- ja valmistustasolla yleinen arvo on 80 %, joten jatkuvaksi käyttöjännitteeksi valitaan 0,8 kertaa nimellisjännite. Tätä tukee voltammetriakäyrän pieni virta-alue.

Siksi käytännössä 1 tunnin yksivaiheisen maadoitustoiminnan ylijännitetaso tulisi ottaa huomioon simulointilaskelmia suoritettaessa tiettyjen olosuhteiden mukaisesti tai valittaessa sulunpidintä kokemuksen ja käytännön perusteella. Käyttäjien teknisissä sopimuksissa ja jopa tehosuunnittelulaitosten piirustuksissa on kuitenkin monia nimellisjännitearvoja, jotka poikkeavat hieman yllä olevista arvoista, ja mielestäni ne ovat tarpeettomia (kuten 16,5 kV ja 16,7 kV 10 kV:ssa jne.). Syynä on se, että ukkossuojan todellisessa suunnitteluprosessissa voltti-ampeerikäyrän nimellisjännitearvo on pienen virran alueella, joka on pienempi kuin U1mAAC-arvo, joten hienovaraisen eron tavoittelua ei voida toteuttaa ukkossuojan todellisessa suunnittelussa. Lisäksi seuraavasta keskustelusta käy ilmi, että uuden kansallisen standardin vaatimusten mukaisesti on valittava turvallinen käyttö sallitun ylijännitteen alla (tämä viittaa maadoittamattomaan järjestelmään).

4. Maadoittamattoman sinkkioksidijohtimen tieteellinen valinta vuoden 2000 painoksen uuden standardin mukaisesti

(1) Nimellisjännite on valittava ja suunniteltava suojuksen liittimiin syötetyn sallitun tehotaajuusjännitteen suurimman tehollisen arvon mukaisesti, jotta se voi toimia oikein määritellyssä kuormituskokeessa määritetyn transienttiylijännitteen alaisena. Jatkuva käyttöjännite on valittava siten, että suojuksen liittimien välillä pysyy vakiona RMS. Tällöin tehotaajuuspurkausjännitteen on oltava riittävän korkea, jotta suojatun laitteen eristys ei toimi käyttöylijännitteen alaisena ilman suojaa ja pidentää käyttöikää. Kiinassa valmistetun sinkkioksidisuojuksen todellinen latausnopeus ja jäännösjännite on otettava huomioon.

(2) Jos tehon taajuusjännite nousee vakavasti tai laitteen eristystestijännite on korkeampi, on valittava sinkkioksidisuojan korkeampi nimellisjännite. Tehotaajuusreferenssijännitteen valinnan on oltava yhtä suuri tai suurempi kuin nimellisjännite. Nämä kaksi kohtaa uusissa kansallisissa standardivaatimuksissa täyttyvät paremmin, ja seuraava laskelma voidaan myös löytää ylijännitevaatimusten täyttämiseksi. Kansallisissa standardivaatimuksissa varmistetaan, että yksivaiheinen maadoitus toimii 2 tuntia ilman toimintaa. Vakavimmassa tapauksessa, kun yksivaiheinen maadoitus ja kuorman hylkäys tapahtuvat samanaikaisesti, teoreettisesti laskettu suurin mahdollinen ylijännite on 1,99 kertaa, ja sinkkioksidisuojan sallittu jatkuva käyttöjännite UC (tehollinen arvo) valitaan seuraavasti:

Nimellisjännite (Ur≈1,25 UC) valittiin kansallisen standardin 0,8 latausnopeuden mukaisesti, ja kaikki vaatimukset täyttivät vaatimukset. Jos käytetään valokaarimaadoitusta ja resonanssiylijännitettä, jolla on suuri purkautumistodennäköisyys, nimellisjännitteen on täytettävä seuraavat vaatimukset: paina uudelleen? = 0,8 Valitse jatkuva käyttöjännite, joka myös täyttää vaatimukset.

Yhteenvetona voidaan todeta, että ylijännitteen suojuksen valinnan suurin vaikeus on tilapäisen ylijännitteen laajuuden määrittäminen. On varmistettava turvallinen ja tarkka toiminta korkeilla käyttöjännitteillä ja ilmakehän ylijännitteillä sekä varmistettava, että venttiililevy ei toimi tilapäisen ylijännitteen alaisena.

Tällä hetkellä sinkkioksidin ylijännitesuojan tyyppivalinnan ja suunnittelun on varmistettava, että järjestelmän korkein ylijännitesuoja ei toimi 2 tunnin yksivaiheisessa maadoituksessa, muuten sinkkioksidin ylijännitesuoja näyttää lämpöromahdukselta tai jopa räjähdysonnettomuudelta.

Siksi on tarkoituksenmukaista valita maadoittamaton järjestelmä uusien vaatimusten mukaisesti.

Mutta valokaarisuojauskäämin maadoitetussa kondensaattorilaitteessa maadoitusylijännite on paljon pienempi, joten voit valita matalan jännitteen käytännön simulointilaskelman mukaisesti nimellisjännitteen ja jatkuvan käyttöjännitteen perusteella, jotta sinkkioksidi-ukkossuoja toimii alhaisemmalla käyttöylijännitteellä. Kondensaattorisuojalaite on kuitenkin kätevä. Voit myös valita matalan jännitteen ilman maadoitusjärjestelmää.

Koska kondensaattorin navan ja maan välisen eristyksen on katsottu täyttävän yksivaiheisen 2 tunnin maadoitusvaatimukset.

Jos ylijännitesuoja toimii nimellisjännitteen alapuolella, se ei toimi eikä aiheuta ylijännitevaurioita kondensaattorilaitteelle.

Kaiken kaikkiaan tämä johtuu siitä, että sinkkioksidisarjan venttiililevyissä ei ole välystä suoraan sarjaan kytkettynä. Sinkkioksidi-ukkossuojan vastukset eivät kestä edes 1,99-kertaista ylijännitettä, jonka aiheuttaa piikarbidin valokaarijännitteen vertailuvalinta. Sinkkioksidi-ukkossuojan nimellisjännite ei täytä vaatimuksia. Turvallisuuden varmistamiseksi ukkosenjohtimen nimellisjännite nousee väistämättä. Todellisia simulointitietoja ei ole.

Kansallisen standardin hengen mukainen suositusarvo on sopivampi, koska se täyttää raja-arvovaatimukset.