Cinko oksido slopintuvas

Cinko oksido slopintuvasyražaibolaidžiosu geru apsaugos našumu.

TheCinko oksido slopintuvasyra pažangiausia pasaulyje viršįtampių apsauga. Taip yra dėl cinko oksido įterpimo.stabdikliskaip ir pagrindinio rezistoriaus disko. Tai leidžia pagerinti rezistoriaus disko voltų ir amperų charakteristikas ir padidinti srovės pralaidumą viršįtampių situacijose, o tai yra didelis patobulinimas, palyginti su įprastu silicio karbidu.stabdikliaiEsant normaliai darbinei įtampai, srovė per iškroviklį yra tik vienas mikroampero laipsnis. Kaistabdiklispatiria vidutinės įtampos situaciją, puikios netiesinės charakteristikos padidins srovę per iškroviklį kelis tūkstančius kartų.stabdiklisyra laidžioje būsenoje ir išleis viršįtampio energiją į žemę, taip apsaugodamas energijos perdavimo įrangą nuo viršįtampio poveikio.

Cinko oksido slopintuvasyra naujo tipo iškroviklis, sukurtas aštuntajame dešimtmetyje, daugiausia sudarytas iš cinko oksido varistoriaus. Kiekvienas varistorius nuo pagaminimo momento turi tam tikrą perjungimo įtampą (vadinamą varistoriaus įtampa). Esant įprastai darbinei įtampai (t. y. mažesnei nei varistoriaus įtampa), varistoriaus vertė yra labai didelė, o tai atitinka izoliacijos būseną. Tačiau esant smūgio įtampai (didesnei nei varistoriaus įtampa), varistorius sugenda iki mažos vertės, o tai atitinka trumpojo jungimo būseną. Tačiau po smūgio varistorius gali atkurti izoliacijos būseną; kai įtampa, viršijanti varistoriaus įtampą, sumažėja, jis grįžta į didelės varžos būseną. Todėl, jei cinko oksido iškroviklis įrengiamas elektros linijoje, žaibo smūgio metu aukšta žaibo bangos įtampa sukelia varistoriaus sugedimą, o žaibo srovė teka per varistorių į žemę. Elektros linijos įtampą galima reguliuoti saugiame diapazone, kad būtų apsaugota elektros įranga.

Septynios cinko oksido slopintuvo savybės:

Srauto pajėgumas

Tai daugiausia atsispindi žaibolaidžio gebėjime sugerti visų rūšių žaibo viršįtampius, galios dažnio trumpalaikius viršįtampius ir darbinius viršįtampius.

Apsauginės savybės

Cinko oksido iškroviklis naudojamas visų rūšių elektros įrangai elektros sistemoje apsaugoti nuo elektros gaminių viršįtampių pažeidimų, pasižymi geromis apsaugos savybėmis. Dėl puikių netiesinių cinko oksido vožtuvo plokštės voltamperometrinių charakteristikų, esant įprastai darbinei įtampai, praeina tik keli šimtai mikroamperų srovės, todėl lengva suprojektuoti be tarpų konstrukciją, kad ji pasižymėtų geromis apsaugos savybėmis, lengvumu ir mažu dydžiu. Kai atsiranda viršįtampis, per vožtuvo plokštę tekanti srovė sparčiai didėja, apribodama viršįtampio amplitudę ir išlaisvindama viršįtampio energiją. Po to cinko oksido vožtuvo plokštė atkuria didelės varžos būseną, kad elektros sistema veiktų normaliai.

Sandarinimo efektyvumas

Žaibolaidžio komponentai, atsparūs senėjimui, sandarūs, pagaminti iš aukštos kokybės kompozicinės dangos, kontroliuojant sandarinimo žiedo suspaudimą, naudojant sandarinimo medžiagą ir keraminę dangą, kad būtų užtikrintas patikimas sandarinimas ir stabilus žaibolaidžio veikimas.

Mechaninės savybės

Daugiausia atsižvelgiama į šiuos tris veiksnius: seisminę jėgą, kurią reikia atlaikyti;

Didžiausias vėjo slėgis ribotuvui;

Viršutinė ribotuvo dalis turi didžiausią leistiną vielos įtempimą.

Dezaktyvavimo nuosavybė

Nesudėtingas cinko oksido ribotuvas pasižymi dideliu atsparumu taršai.

Nacionaliniame standarte nustatytas specifinis šliaužimo atstumas yra: II klasės vidutiniškai užteršta zona: specifinis šliaužimo atstumas 20 mm/kV;

III klasės stiprios taršos zona: savitasis šliaužimo atstumas 25 mm/kV;

IV klasės itin stipriai užteršta zona: savitasis šliaužimo atstumas 31 mm/kV.

Didelis eksploatacinis patikimumas

Ilgalaikio veikimo patikimumas priklauso nuo gaminių kokybės ir pagrįsto gaminių pasirinkimo. Produkto kokybei daugiausia įtakos turi šie trys aspektai: žaibolaidžio bendros konstrukcijos racionalumas; cinko oksido vožtuvo voltamperinės charakteristikos ir atsparumas senėjimui; žaibolaidžio sandarumo savybės.

Galios dažnio tolerancija

Dėl maitinimo sistemos, tokios kaip vienfazis įžeminimas, ilgosios linijos talpos efektas ir apkrovos atmetimas bei kitų priežasčių, padidės galios dažnio įtampa arba susidarys didelės amplitudės trumpalaikis viršįtampis, todėl žaibolaidžiai turi tam tikrą laiką atlaikyti tam tikrą galios dažnio įtampos padidėjimą.

Funkcija

Kiekvienas žaibolaidžio tipas turi savo privalumų ir savybių, todėl norint pasiekti gerą izoliacijos efektą, jį reikia naudoti skirtingose aplinkose. Esant vardinei įtampai, žaibolaidžias prilygsta izoliatoriui ir neveikia. Krizės ar aukštos įtampos atveju žaibolaidžias suveikia ir nuveda srovę į žemę, kad veiksmingai apsaugotų elektros įrangą.

Klasifikacija

Pagal įtampos lygį

Cinko oksido iškrovikliai klasifikuojami pagal vardinę įtampos vertę ir gali būti suskirstyti į tris kategorijas:

Aukštos įtampos kategorija: tai cinko oksido iškroviklių, kurių įtampa didesnė nei 66 kV, serija, kurią galima apytiksliai suskirstyti į septynias klases: 1000 kV, 750 kV, 500 kV, 330 kV, 220 kV, 110 kV ir 66 kV.

Vidutinės įtampos kategorija: tai cinko oksido iškroviklių serijos gaminiai, kurių įtampa yra nuo 3 kV iki 66 kV (išskyrus 66 kV serijos gaminius), kuriuos galima apytiksliai suskirstyti į keturis įtampos lygius: 3 kV, 6 kV, 10 kV ir 35 kV.

Žemos įtampos kategorija: tai cinko oksido iškroviklių serijos gaminiai, kurių įtampa mažesnė nei 3 kV (išskyrus 3 kV serijos gaminius), kuriuos galima apytiksliai suskirstyti į keturis įtampos lygius: 1 kV, 0,5 kV, 0,38 kV ir 0,22 kV.

Pagal vardinę iškrovos srovę

Pagal nominalią išlydžio srovę cinko oksido iškrovikliai gali būti suskirstyti į penkias klases: 20, 10, 5, 2,5, 1,5 kA.

Pagalnaudoti

Cinko oksido iškroviklius pagal jų naudojimą galima suskirstyti į septynis tipus: sistemos grandinės tipą, sistemos elektrinės tipą, sistemos paskirstymo tipą, šunto kompensavimo kondensatorių baterijos apsaugos tipą, elektrifikuoto geležinkelio tipą, variklio ir variklio neutralaus taško tipą, transformatoriaus neutralaus taško tipą.

Pagal struktūrą

Cinko oksido slopintuvai gali būti suskirstyti į dvi kategorijas pagal jų struktūrą.

Cinko oksido iškrovikliai pagal atsparumo taršai charakteristikas gali būti suskirstyti į keturias klases. 1 klasė yra įprastas tipas, 1 klasė naudojama vidutinės taršos zonose (savitasis šliaužimo atstumas 20 mm/KV), 1 klasė naudojama didelės taršos zonose (savitasis šliaužimo atstumas 25 mm/KV), o 1 klasė naudojama itin didelės taršos zonose (savitasis šliaužimo atstumas 31 mm/KV).

Kompozitinė danga: cinko oksido ribotuvas pagamintas iš kompozitinės silikoninės gumos medžiagos, o pasirinkus aukštos kokybės cinko oksido atsparumo lakštą, naudojant specialią konstrukciją ir surinkus jį naudojant pažangias technologijas, gaunami dvigubi silikoninės gumos ir cinko oksido atsparumo lakšto privalumai. Be visų porcelianinių cinko oksido ribotuvų privalumų, gaminių serija pasižymi geromis izoliacinėmis savybėmis, dideliu atsparumu taršai, geromis sprogimo savybėmis, mažu dydžiu, lengvumu, nereikalauja priežiūros, nėra lengvai pažeidžiamas, patikimu sandarinimu, puikiu atsparumu senėjimui ir kitais privalumais.

Pagal konstrukcijos našumą

Cinko oksido iškroviklius galima suskirstyti į tris tipus pagal struktūrą ir veikimą: be tarpo (W), su nuosekliuoju tarpu (C), su lygiagrečiu tarpu (B).

1. Anksčiau žaibolaidžių ribotuvų pasirinkimas ir trūkumai, kai buvo atsižvelgta tik į darbinę viršįtampių ir žaibo viršįtampių lygius

Nacionalinis standartas numato, kad sistemos maitinimo gnybto įtampa turi būti šiek tiek didesnė nei K kartus didesnė už vardinę sistemos įtampą Un, t. y. K = Um / Un (Um yra didžiausia sistemos įtampa). Elektros įrangos izoliacija turi būti pajėgi ilgą laiką veikti esant Un įtampai. 220 kV ir mažesnės įtampos sistemoms K yra 1,15, o 330 kV ir didesnės įtampos sistemoms – K = 1,1. Minėtų principų laikomasi ir pradiniame iškroviklio projektavimo etape.

2. Žaibolaidžio iškroviklio parinkimas ir būtinybė, siekiant užtikrinti veikimą esant vienfaziam įžeminimo viršįtampiui ir elektros energijos sistemos saugą

Saugaus eksploatavimo požiūriu, iškroviklio vardinės įtampos pasirinkimas taip pat turėtų atitikti šiuos principus:

(1) Cinko oksido iškroviklio vardinė įtampa turėtų būti didesnė už maitinimo dažnio pereinamąją įtampą, kuri gali atsirasti jį įrengus. 110 kV ir didesnės įtampos neutralioje įžeminimo sistemoje jį galima pasirinkti pagal aukščiau pateiktą metodą.

(2) 110 kV ir žemesnės įtampos netiesioginio įžeminimo sistemoje, elektros energijos tiekimo skyrius leidžia vienfaziam įžeminimui veikti 2 valandas, o kartais net ir esant pertraukiamam įžeminimo lankui, viršįtampis gali veikti ilgiau nei 2 valandas, kad būtų rastas gedimas. Šios sistemos veikimo charakteristikos rodo, kad cinko oksido žaibolaidžio saugus veikimas esant vardinei 10 s įtampai kelia rimtą grėsmę. Cinko oksido ir SiC žaibolaidžių konstrukcijos ir konstrukcijos skiriasi (pastarasis yra tarpinis lanko užgesinimas, pirmasis neturi tarpo arba turi tik atskyrimo tarpą), todėl praktiškai cinko oksido žaibolaidžiai gali būti terminio žlugimo ar net rimtų sprogimų aukomis. Susidūrę su šia situacija, daugelis elektros energijos tiekimo biurų ir elektros energijos projektavimo institutų siūlo įvairias vardinės įtampos vertes (pvz., 14,4 kV, 14,7 kV ir kt.), atsižvelgdami į vietinio elektros tinklo sąlygas. Kelių nacionalinių standartų diskusijų dokumentų veikimo apkrovos bandyme vardinės įtampos tolerancija 10 s padidinama iki 1,2–1,3 karto, todėl cinko oksido žaibolaidžio prisitaikymas prie neutralės taško yra didesnis. Patobulinta netiesioginio įžeminimo sistema.

Kadangi cinko oksido iškroviklio vardinė įtampa yra per maža, iškroviklis veiks esant vienfaziam įžeminimo viršįtampiui arba net esant daugeliui trumpalaikių viršįtampių. Elektros ministerijos Saugos priežiūros ir gamybos koordinavimo departamentas pasiūlė peržiūrėti iškroviklį dar 17-ajame saugos biuletenyje, išleistame 1993 m. spalio 30 d.

Pereinamuoju laikotarpiu tarp naujojo standarto paskelbimo ir peržiūros siūlomos šios cinko oksido iškroviklio vardinės įtampos ir nuolatinės veikimo įtampos parinkimo neutralioje neįžemintoje sistemoje taisyklės: vardinė įtampa yra 1,2–1,3 karto didesnė už etaloninės SiC iškroviklio lanko gesinimo įtampos projektavimą, o nuolatinė veikimo įtampa yra didžiausia sistemos veikimo linijos įtampa.

Kadangi nėra vieningo standarto minėtiems pagrindiniams duomenims, žaibolaidžio gamintojas ir naudotojas projektuodami ir gamindami skirsis nuo jo.

3. Įgyvendinkite 2000 m. naujojo standarto leidimą, kad žaibolaidžio realybė būtų saugi ir pagrįsta.

2000 m. Kinijos naujame standarte (GB11032-2000) buvo pripažintas principas, kad vardinė įtampa turi būti parinkta virš 1,2–1,3 karto, tačiau nuolatinės veikimo įtampos parinkimas turi naują nuostatą: iškroviklio tarnavimo laikas yra 1,5 Un// U1mA, kaip atskaitos vertė, parenkama (projektuojant) iškroviklio nuolatinės veikimo įtampa. Atsižvelgiant į buitinių iškroviklių projektavimo ir gamybos lygį, bendra vertė yra 80 %, todėl nuolatinė veikimo įtampa parenkama kaip 0,8 karto didesnė už vardinę įtampą. Tai patvirtina maža voltamperometrijos kreivės srovės sritis.

Todėl praktiškai atliekant modeliavimo skaičiavimus pagal konkrečias sąlygas arba parenkant ribotuvą pagal patirtį ir praktiką, reikėtų atsižvelgti į 1 val. vienfazio įžeminimo veikimo viršįtampio lygį. Tačiau techniniuose vartotojų susitarimuose ir net elektros energijos projektavimo institutų brėžiniuose yra daug vardinių įtampos verčių, kurios šiek tiek skiriasi nuo aukščiau pateiktų verčių, ir manau, kad tai nereikalinga (pvz., 16,5 kV ir 16,7 kV 10 kV ir kt.). Priežastis ta, kad faktinio žaibolaidžio projektavimo procese vardinė įtampos vertė voltų-amperų kreivėje yra mažos srovės srityje, kuri yra mažesnė už U1mAAC vertę, todėl nedidelio skirtumo siekis negali būti įgyvendintas faktiniame žaibolaidžio projekte. Be to, remiantis toliau pateikta diskusija, laikantis naujo nacionalinio standarto reikalavimų pasirinkti saugų naudojimą esant leidžiamam viršįtampiui (tai taikoma neįžemintai sistemai).

4. Neįžeminto cinko oksido iškroviklio mokslinis parinkimas pagal naująjį 2000 m. leidimo standartą

(1) Nominali įtampa turi būti parenkama ir projektuojama pagal maksimalią leistiną galios dažnio įtampos, tiekiamos ribotuvo gnybtams, efektyviąją vertę, kad jis galėtų tinkamai veikti esant trumpalaikiam viršįtampiui, nustatytam nurodytame veikimo apkrovos bandyme. Nuolatinė darbinė įtampa turi būti parinkta taip, kad tarp ribotuvo gnybtų būtų pastovi RMS. Šiuo metu galios dažnio iškrovimo įtampa turi būti pakankamai didelė, kad būtų išvengta apsaugotos įrangos izoliacijos veikimo esant viršįtampiui be apsaugos ir pailgintas tarnavimo laikas, taip pat reikia atsižvelgti į Kinijoje pagaminto cinko oksido ribotuvo faktinį įkrovimo greitį ir likutinę įtampą.

(2) Kai maitinimo dažnio įtampa smarkiai pakyla arba įrangos izoliacijos bandymo įtampa yra didesnė, reikia pasirinkti didesnę cinko oksido ribotuvo vardinę įtampą. Galios dažnio etaloninė įtampa turi būti lygi arba didesnė už vardinę įtampą. Šie du naujojo NACIONALINIO standarto reikalavimai yra geriau įvykdyti, o viršįtampio reikalavimus galima rasti ir toliau nurodytuose skaičiavimuose. Nacionalinio standarto reikalavimai užtikrina, kad vienfazis įžeminimas veiktų 2 valandas be jokio veiksmo. Rimčiausiu atveju, kai vienfazis įžeminimas ir apkrovos atmetimas įvyksta tuo pačiu metu, teoriškai apskaičiuota maksimali galima viršįtampio vertė yra 1,99 karto, o leistina nuolatinė cinko oksido ribotuvo darbinė įtampa UC (efektyvioji vertė) parenkama taip:

Nominali įtampa (Ur≈1,25 UC) buvo parinkta pagal nacionalinį standartinį įkrovimo greitį 0,8, kuris atitiko reikalavimus. Jei naudojamas lanko įžeminimas ir didelės išėjimo tikimybės rezonansinis viršįtampis, nominali įtampa turi atitikti: paspauskite dar kartą? = 0,8 Pasirinkite nuolatinę darbinę įtampą, kuri taip pat atitinka reikalavimus.

Apibendrinant galima teigti, kad pagrindinis iškroviklio pasirinkimo sunkumas yra nustatyti laikino viršįtampio apimtį. Būtina užtikrinti saugų ir tikslų veikimą esant didelei darbinei viršįtampiui ir atmosferiniam viršįtampiui, taip pat užtikrinti, kad vožtuvo plokštė nesuveiktų esant laikinam viršįtampiui.

Šiuo metu ribotuvo tipo parinkimas ir konstrukcija turi užtikrinti, kad sistemos didžiausio viršįtampio cinko oksido ribotuvas neveiktų, kai 2 val. vienfazis įžeminimas, kitaip cinko oksido ribotuvas sukels terminį griūtį ar net sprogimą.

Todėl tikslinga pasirinkti neįžemintą sistemą pagal naujus reikalavimus.

Tačiau lanko slopinimo ritės įžemintame kondensatoriaus įrenginyje įžeminimo viršįtampis bus daug mažesnis, todėl, remiantis praktiniu vardinės įtampos ir nuolatinės darbinės įtampos modeliavimo skaičiavimu, galite pasirinkti žemą įtampą, kad cinko oksido žaibo slopintuvas veiktų esant žemesnei darbinei viršįtampiui, kondensatoriaus apsaugos įtaisą, tačiau jei jums tai nepatogu, taip pat galite pasirinkti pagal įžeminimo sistemą.

Kadangi kondensatoriaus poliaus ir įžeminimo izoliacija buvo laikoma atitinkančia vienfazio įžeminimo 2 val. reikalavimus.

Veikiant esant mažesnei nei vardinei įtampai, iškroviklis neveikia ir nesukels kondensatoriaus įtaiso pažeidimų dėl viršįtampio.

Apskritai taip yra todėl, kad cinko oksido serijos vožtuvų plokštės be tarpo tiesiogiai nuosekliai sujungtos, cinko oksido žaibolaidžio rezistoriuose negali atlaikyti net 1,99 karto didesnės viršįtampio, kurį sukelia SiC lanko įtampa. Cinko oksido žaibolaidžio vardinės įtampos etaloninis pasirinkimas neatitinka reikalavimų ir turi padidėti, kad būtų užtikrintas ribotuvo saugumas, pvz., nėra faktinių modeliavimo duomenų.

Rekomenduojama vertė, įkūnyta nacionalinio standarto dvasioje, yra tinkamesnė, nes ji atitinka ribinius reikalavimus.