Tsinkoksiidi piiraja

Tsinkoksiidi piirajaonvälgupiirikhea kaitsevõimega.

SeeTsinkoksiidi piirajaon maailma kõige kaasaegsem ülepingekaitse. See on tingitud tsinkoksiidi lisamisest.peatajaSee võimaldab parandada takisti ketta volt-ampri karakteristikuid ja suurendada läbivooluvõimet ülepingeolukordades, mis on tavapärase ränikarbiidiga võrreldes märkimisväärne edasiminek.peatajadNormaalse tööpinge korral on voolutugevus läbi piiriku ainult üks mikroamprite kraad. KuipeatajaKui esineb ülepinge olukord, suurendavad suurepärased mittelineaarsed omadused piirikut läbivat voolu mitu tuhat korda.peatajaon juhtivas olekus ja vabastab ülepingeenergia maasse, kaitstes seeläbi jõuülekandeseadmeid ülepinge mõjude eest.

Tsinkoksiidi peatajaon uut tüüpi piirik, mis töötati välja 1970. aastatel ja mis koosneb peamiselt tsinkoksiidvaristorist. Igal varistoril on valmistamise hetkest alates oma lülituspinge (nn varistoripinge). Normaalse tööpinge korral (st madalama kui varistoripinge) on varistori väärtus väga suur, mis on samaväärne isolatsiooniolekuga. Löögipinge korral (suurem kui varistoripinge) aga läbib varistor madala väärtusega, mis on samaväärne lühiseolekuga. Pärast varistori lööki saab see aga taastada isolatsioonioleku; kui varistorist kõrgem pinge eemaldatakse, naaseb see kõrge takistusega olekusse. Seega, kui tsinkoksiidpiirik on paigaldatud elektriliinile, põhjustab välgulöögi korral välgulaine kõrge pinge varistori läbilöögi ja välguvool voolab läbi varistori maasse. Elektriliini pinget saab reguleerida ohutus vahemikus, et kaitsta elektriseadmete ohutust.

Tsinkoksiidi piiraja seitse omadust:

Vooluvõimsus

See kajastub peamiselt selles, et välgupiirikul on võime absorbeerida igasuguseid välgu ülepingeid, võimsussageduse mööduvaid ülepingeid ja tööülepingeid.

Kaitseomadused

Tsinkoksiidist piirajat kasutatakse igasuguste elektriseadmete kaitsmiseks elektrisüsteemides elektritoodete ülepingekahjustuste eest ning sellel on head kaitseomadused. Tänu tsinkoksiidklapiplaadi suurepärastele mittelineaarsetele voltammeetrilistele omadustele läbib normaalse tööpinge all vaid paarsada mikroamprit voolu, mistõttu on lihtne konstrueerida piludeta konstruktsioon, millel on hea kaitseomadused, kerge kaal ja väike suurus. Ülepinge tekkimisel suureneb klapiplaadist läbi voolav vool kiiresti, piirates ülepinge amplituudi ja vabastades ülepingeenergia. Seejärel taastab tsinkoksiidklapiplaat kõrge takistuse, et elektrisüsteem saaks normaalselt töötada.

Tihendusvõime

Piksepiiriku komponendid, millel on head vananemisomadused, hea õhutihedus kvaliteetsest komposiitkattega, kasutades tihendusrõnga kokkusurumise kontrolli ja kaetud hermeetikut ning muid meetmeid, keraamiline kate tihendusmaterjalina, et tagada usaldusväärne tihendus, et piksepiiriku jõudlus oleks stabiilne.

Mehaanilised omadused

Peamiselt arvestatakse järgmisi kolme tegurit: seismiline jõud, mida kanda;

Maksimaalne tuulerõhk piirajale;

Piiriku ülaosa kannab traadi maksimaalset lubatud pinget.

Saastetõrje omadus

Tsinkoksiidi piirajal, millel pole pilusid, on kõrge reostuskindlus.

Riikliku standardi poolt sätestatud spetsiifiline roomekaugus on: II klassi keskmise saastusega ala: spetsiifiline roomekaugus 20 mm/kV;

III klassi tugevalt saastunud ala: eriline roometee 25 mm/kV;

IV klassi äärmiselt tugevalt saastunud ala: eriline roometee 31 mm/kV.

Kõrge töökindlus

Pikaajalise töö usaldusväärsus sõltub toodete kvaliteedist ja mõistlikust tootevalikust. Toote kvaliteeti mõjutavad peamiselt järgmised kolm aspekti: välgupiiriku üldise struktuuri ratsionaalsus; tsinkoksiidventiili voltammeetrilised omadused ja vananemiskindlus; välgupiiriku tihendusvõime.

Toitesageduse tolerants

Ühefaasilise maanduse, pikaliini mahtuvuse efekti ja koormuse tagasilükkamise jms elektrisüsteemi tõttu võivad tekkida võimsussageduse pinge tõus või suure amplituudiga mööduv ülepinge. Seetõttu on välgupiirikul teatud aeg, et taluda teatud võimsussageduse pinge tõusu.

Funktsioon

Igal välgupiiriku tüübil on oma eelised ja omadused ning hea isolatsiooniefekti saavutamiseks tuleb neid kasutada erinevates keskkondades. Nimipinge all on välgupiirik samaväärne isolaatoriga ja ei toimi. Kriisi või kõrgepinge korral töötab välgupiirik ja juhib voolu maasse, et tõhusalt kaitsta elektriseadmeid.

Klassifikatsioon

Pinge taseme järgi

Tsinkoksiidi piirikud klassifitseeritakse nimipinge väärtuse järgi ja neid saab jagada kolme kategooriasse:

Kõrgepinge kategooria: see viitab tsinkoksiidpiirikute seeriale üle 66 kV, mida saab laias laastus jagada seitsmeks klassiks: 1000 kV, 750 kV, 500 kV, 330 kV, 220 kV, 110 kV ja 66 kV.

Keskpinge kategooria: see viitab tsinkoksiidi piiriku seeria toodetele vahemikus 3kV kuni 66kV (välja arvatud 66kV seeria tooted), mida saab laias laastus jagada neljaks pingetasemeks: 3kV, 6kV, 10kV ja 35kV.

Madalpinge kategooria: see viitab tsinkoksiidi piiriku seeria toodetele alla 3KV (välja arvatud 3kV seeria tooted), mida saab laias laastus jagada neljaks pingetasemeks: 1kV, 0,5kV, 0,38kV ja 0,22kV.

Vastavalt nimivoolule tühjendusvoolule

Nimivoolu tühjendusvoolu järgi saab tsinkoksiidpiirikud jagada viide klassi: 20, 10, 5, 2,5, 1,5 kA.

Vastavaltkasutamine

Tsinkoksiidi piirikud saab vastavalt kasutusotstarbele jagada seitsmeks tüübiks: süsteemi vooluahela tüüp, süsteemi elektrijaama tüüp, süsteemi jaotustüüp, šundikompensatsiooni kondensaatorpatarei kaitsetüüp, elektrifitseeritud raudtee tüüp, mootori ja mootori neutraalpunkti tüüp, trafo neutraalpunkti tüüp.

Struktuuri järgi

Tsinkoksiidi piirajad võib oma struktuuri järgi jagada kahte kategooriasse.

Tsinkoksiidi piirikuid saab reostuskindluse järgi jagada nelja klassi. Klass 1 on levinud tüüp, klass 1 on mõeldud keskmise reostusega aladele (lekketee 20 mm/KV), klass 1 on mõeldud tugeva reostusega aladele (lekketee 25 mm/KV) ja klass 1 on mõeldud äärmiselt tugeva reostusega aladele (lekketee 31 mm/KV).

Komposiitkate: tsinkoksiidpiirik on valmistatud komposiitkattega silikoonkummist komposiitmaterjalist ning valitud kõrgjõudlusega tsinkoksiidtakistusleht, spetsiaalse konstruktsiooni sisemine kasutamine ja täiustatud tehnoloogia abil kokkupandud spetsiaalne konstruktsioon pakuvad silikoonkummist ja tsinkoksiidtakistuslehe kahekordseid eeliseid. Lisaks portselanist tsinkoksiidpiiriku kõigile eelistele on tootesarjal hea isolatsioonivõime, kõrge reostuskindlus, hea plahvatuskindlus ning väike suurus, kerge kaal, hooldusvaba, mitte kergesti kahjustatav, usaldusväärne tihendus, suurepärane vananemiskindlus ja muud eelised.

Vastavalt konstruktsiooni jõudlusele

Tsinkoksiidi piirikuid saab struktuuri ja jõudluse järgi jagada kolme tüüpi: kliirensita (W), jadakliirensiga (C) ja paralleelkliirensiga (B).

1. Varem arvestati piksepiirikute valiku ja puudustega ainult tööpinge ja välgu ülepinge taseme osas

Riiklik standard sätestab, et süsteemi toiteklemmi pinge peaks olema veidi kõrgem kui süsteemi nimipinge Un K-kordne väärtus, st K = Um/Un (Um on süsteemi kõrgeim pinge). Elektriseadmete isolatsioon peaks suutma pikka aega Un all töötada. K väärtus 220 kV ja alla selle süsteemide puhul on 1,15 ja 330 kV ja üle selle süsteemide puhul K = 1,1. Eespool nimetatud põhimõtteid järgitakse ka piiriku projekteerimise algstaadiumis.

2. Piksepiiriku valik ja vajalikkus ühefaasilise maandusülepinge korral töötamise ja elektrisüsteemi ohutuse tagamiseks

Ohutu töö seisukohast peaks piiriku nimipinge valik vastama ka järgmistele põhimõtetele:

(1) Tsinkoksiidi piiriku nimipinge peaks olema kõrgem kui selle paigaldamisel ilmneda võiv võrgusageduse siirdepinge. Neutraalses maandussüsteemis 110 kV ja kõrgemal saab selle valida ülaltoodud meetodi kohaselt.

(2) 110 kV ja alla neutraalse kaudse maandussüsteemi puhul lubab elektrienergia osakond ühefaasilise maanduse korral töötada 2 tundi ja mõnikord isegi vahelduva kaarvoolu maanduse korral, kui ülepinge võib rikke leidmiseks kesta kauem kui 2 tundi. Sellise süsteemi tööomadused kujutavad endast tõsist ohtu tsinkoksiidvälgupiiriku ohutule tööle nimipinge 10 s juures. Tsinkoksiidi ja SiC-välgupiiriku konstruktsioon ja konstruktsioon on erinevad (viimasel on kaarvooluvahe, esimesel puudub vahe või on ainult eraldusvahe), mistõttu praktikas esineb tsinkoksiidvälgupiiriku termiline kokkuvarisemine ja isegi tõsised plahvatusõnnetused. Selle olukorraga silmitsi seistes on paljud elektrivarustusbürood ja elektrienergia projekteerimisinstituudid esitanud mitut tüüpi nimipinge väärtusi (näiteks 14,4 kV, 14,7 kV jne) vastavalt kohaliku elektrivõrgu tingimustele. Mitme riikliku standardi aruteludokumentide tegevuskoormuse katses suurendati nimipinge tolerantsi 10 sekundit 1,2–1,3 korda, nii et tsinkoksiidvälgupiiriku kohanemisvõime neutraalpunktiga paranes. Mitteotsene maandussüsteem on täiustatud.

Kuna tsinkoksiidpiiriku nimipinge on liiga madal, töötab piirik ühefaasilise maandusülepinge või isegi paljude mööduvate ülepingete korral. Elektriministeeriumi ohutusjärelevalve ja tootmise koordineerimise osakond tegi piiriku läbivaatamise ettepaneku juba 17. ohutusbülletäänis, mis on dateeritud 30. oktoobril 1993.

Uue standardi väljakuulutamise ja läbivaatamise vahelisel üleminekuperioodil pakutakse neutraalse maandamata süsteemi tsinkoksiidpiiriku nimipinge ja pideva tööpinge valikuks välja järgmised projekteerimisreeglid: nimipinge on 1,2–1,3 korda suurem kui võrdlus-SiC-piiriku kaare kustutuspinge projekteerimine ja pideva tööpinge on süsteemi töö kõrgeim liinipinge.

Kuna ülaltoodud põhiandmete jaoks puudub ühtne standard, tekivad välgupiiriku tootja ja kasutaja vahel projekteerimisel ja tootmisel lahknevused.

3, rakendada uue standardi 2000. aasta väljaannet, mis tagab välgupiiriku ohutu ja mõistliku valiku.

Hiina 2000. aasta uues standardis (GB11032-2000) on tunnustatud nimipinge valimise põhimõtet üle 1,2–1,3 korra, kuid pideva tööpinge valikul on uus säte: piiriku pideva tööpinge valimiseks (projekteerimiseks) kasutatakse piiriku kasutusea 1,5 Un// U1mA võrdlusväärtust. Kodumajapidamises kasutatavate piirikute projekteerimis- ja tootmistasemel on üldine väärtus 80%, seega valitakse pidevaks tööpingeks 0,8 korda nimipingest. Seda toetab voltammeetriakõvera väike voolupiirkond.

Seetõttu tuleks praktikas simulatsiooniarvutuste tegemisel vastavalt konkreetsetele tingimustele või piiriku valimisel kogemuste ja praktika põhjal arvesse võtta 1-tunnise ühefaasilise maandusoperatsiooni ülepinge taset. Kasutajate tehnilistes kokkulepetes ja isegi energiaprojekteerimisinstituutide joonistel on aga palju nimipinge väärtusi, mis veidi erinevad ülaltoodud väärtustest ja mida ma pean ebavajalikuks (näiteks 16,5 kV ja 16,7 kV 10 kV juures jne). Põhjus on selles, et piksepiiriku tegeliku projekteerimisprotsessi käigus on volt-amprite kõvera nimipinge väärtus väikese voolutugevuse piirkonnas, mis on väiksem kui U1mAAC väärtus. Väiksema erinevuse taotlemist ei saa piksepiiriku tegelikus projekteerimises realiseerida. Lisaks tuleb järgmisest arutelust lähtuvalt valida uue riikliku standardi nõuetele ohutu kasutamine lubatud ülepinge korral (see viitab maandamata süsteemile).

4. Maandamata tsinkoksiidpiiriku teaduslik valik vastavalt 2000. aasta uuele standardile

(1) Nimipinge tuleb valida ja projekteerida vastavalt piiriku klemmidele rakendatava lubatud võimsussageduse pinge maksimaalsele efektiivväärtusele, et see saaks ettenähtud koormuskatses määratud mööduva ülepinge korral korrektselt töötada. Pidev tööpinge tuleb valida nii, et piiriku klemmide vahel oleks konstantne efektiivväärtus. Sel ajal peaks võimsussageduse tühjenduspinge olema piisavalt kõrge, et vältida kaitstud seadme isolatsiooni töötamist ülepinge all ilma kaitseta ja pikendada selle kasutusiga, ning arvesse tuleb võtta Hiinas toodetud tsinkoksiidpiiriku tegelikku laadimiskiirust ja jääkpinget.

(2) Kui toitesageduse pinge tõuseb märkimisväärselt või seadme isolatsioonikatse pinge on kõrgem, tuleks valida tsinkoksiidpiiriku kõrgem nimipinge. Toitesageduse võrdluspinge valik peaks olema võrdne või suurem nimipingest. Need kaks punkti uues riiklikus standardis on paremini täidetud ja ülepinge nõuete täitmiseks võib leida ka järgmise arvutuse. Riikliku standardi nõuded tagavad ühefaasilise maanduse toimimise 2 tundi ilma toiminguta. Kõige tõsisemal juhul, kui ühefaasiline maandus ja koormuse tagasilükkamine toimuvad samaaegselt, on teoreetiliselt arvutatud maksimaalne võimalik ülepinge 1,99-kordne ja tsinkoksiidpiiriku lubatud pidev tööpinge UC (efektiivväärtus) valitakse järgmiselt:

Nimipinge (Ur≈1,25 UC) valiti vastavalt riiklikule laadimiskiiruse standardile 0,8 ja kõik need vastasid nõuetele. Kui kasutatakse kaarmaandust ja suure põgenemistõenäosusega resonantset ülepinget, peab nimipinge vastama järgmisele: vajutage uuesti? = 0,8 Valige pidev tööpinge, mis vastab samuti nõuetele.

Kokkuvõttes on piiriku valiku peamine raskus ajutise ülepinge ulatuse kindlaksmääramine. On vaja tagada ohutu ja täpne töö kõrge tööpinge ja atmosfääri ülepinge korral ning veenduda, et klapiplaat ei töötaks ajutise ülepinge korral.

Praegu peab piirikute tüübivalik ja konstruktsioon tagama, et süsteemi kõrgeima ülepinge tsinkoksiidi piirikud ei töötaks 2-tunnise ühefaasilise maanduse korral, vastasel juhul ilmneb tsinkoksiidi piirikute termiline kokkuvarisemine või isegi plahvatusõnnetus.

Seetõttu on asjakohane valida maandamata süsteem vastavalt uutele nõuetele.

Kuid kaare summutusmähisega maandatud kondensaatorseadmes on maandusülepinge palju madalam, seega saab praktilise simulatsiooni arvutuse kohaselt valida madala nimipinge ja pideva tööpinge, et tsinkoksiidi välgupiirik madalama tööülepinge korral toimiks. Kondensaatori kaitseseade on aga ebapraktiline. Võid valida ka ilma maandussüsteemita.

Kuna kondensaatori pooluse ja maanduse vahelise isolatsiooni on peetud vastavaks ühefaasilise 2-tunnise maanduse nõuetele.

Nimipingest väiksema pinge korral piirik ei tööta ega põhjusta kondensaatorseadmele ülepingekahjustusi.

Kokkuvõttes on see nii seetõttu, et tsinkoksiidi seeriaventiiliplaadid ilma lõtkuta otse järjestikku ühendatud, tsinkoksiidi välgupiiriku takistites ei suuda taluda isegi rohkem kui 1,99-kordset ülepinget, mis on põhjustatud SiC kaarpinge võrdlusvalimisest tsinkoksiidi välgupiiriku nimipinge ei vasta nõuetele, mis on paratamatult tõusnud, et tagada piiriku ohutus, näiteks puuduvad tegelikud simulatsiooniandmed.

Riikliku standardi vaimus kehastunud soovituslik väärtus on sobivam, kuna see vastab piirnormidele.