Augstsprieguma{0}}pārvades līniju pārsprieguma novadītāju projektēšanas principi

1. Pamatdarbības princips: ne-lineārais spriegums-strāvas raksturlielumi

Normāls darbības stāvoklis (augsta pretestība): Zem strāvas frekvences sprieguma ZnO rezistoru pretestība sasniedz \\(10^{10}-10^{11}Ω·cm\\). Noplūdes strāva ir mikroampēru līmenī (mazāk nekā 100 μA), kas darbojas gandrīz kā atvērta ķēde, netraucējot sistēmas darbību.

Pārsprieguma darbības stāvoklis (zema pretestība): Ja zibens vai pārslēgšanas pārspriegums pārsniedzdarba spriegums (atsauces spriegums), pretestība strauji samazinās vairāk nekā desmit tūkstošus reižu. Nanosekundēs tiek izveidots zemas -pretestības vadītspējas ceļš, lai izlādētu zibens strāvu (līdz desmitiem līdz simtiem kiloampēru) un nospiestuatlikušais spriegumszem izolācijas iztur aprīkojuma līmeni.

Atgūšanas stāvoklis (atgūt augstu pretestību): Tiklīdz pārspriegums pazūd, rezistori automātiski atgriežas augstā-pretestības stāvoklī un pārtrauc strāvas frekvenci, kas seko strāvai. Struktūra bez spraugām principiāli novērš aktuālās problēmas.

2. MoA līnijas -tipa vispārējais strukturālais dizains

2.1. Pamatkomponents: saliktas ZnO rezistoru kolonnas

Materiāla sastāvs: Cinka oksīds veido vairāk nekā 90% izejvielu, kas sajaukti ar bismutu, antimonu, kobaltu un citiem metālu oksīdiem. Maisījumu saķepina temperatūrā virs 1000 grādiem, veidojot polikristālisku keramiku, kuras graudu robežslāņi nodrošina nelineāras elektriskās īpašības.

Montāžas forma: Vairāki rezistori ir savienoti virknē, lai atbilstu dažādu jaudas pakāpju sprieguma prasībām (piemēram, 220 kV sistēmām tiek izmantoti simtiem rezistoru). Vairāku-kolonnu paralēlais savienojums uzlabo izturību pret lielu strāvu un enerģijas absorbcijas spēju.

Elektrodi: Metāla elektrodi, kas izgatavoti no alumīnija vai vara, ir uzstādīti abos galos, lai nodrošinātu zemu kontakta pretestību un vienmērīgu strāvas sadalījumu.

2.2 Izolācijas un blīvēšanas sistēma

Kompozītmateriālu korpuss: Izgatavots no silikona gumijas vai etilēnpropilēna diēna monomēra (EPDM), kam ir lieliska piesārņojuma izturība, izturība pret novecošanos un mehāniskā izturība. Tas nodrošina ārējo izolāciju un vispārējo blīvējumu.

Iekšējā izolācija: Stikla šķiedras tinumu cilindri vai epoksīda izolācijas stieņi atbalsta rezistoru kolonnas, saglabā koaksialitāti un iztur mehānisko spriegumu.

Blīvējuma struktūra: Metāla gala vāciņi abos galos kopā ar gumijas blīvgredzeniem nodrošina pilnīgu blīvējumu, lai novērstu mitruma iekļūšanu un rezistoru veiktspējas pasliktināšanos.

2.3. Palīgkomponenti

Montāžas piederumi: paredzēts piekares uzstādīšanai uz transmisijas torņiem (piekares vai spriegojuma veids), nodrošinot mehānisku stabilitāti vēja vibrācijas un īssavienojuma{0}}strāvas ietekmē.

Monitoringa ierīces: Aprīkots ar sērijveidā pievienotiem-noplūdes strāvas monitoriem un darbības skaitītājiem, lai uzraudzītu novecošanas apstākļus un reģistrētu darbības laikus.

Vērtēšanas gredzeni: uzstādīts augstsprieguma{0}}galā, lai optimizētu elektriskā lauka sadalījumu, nomāktu koronaizlādi un samazinātu daļēju izlādi.

3. Galvenie dizaina parametri un atlases kritēriji

3.1. Elektrisko parametru projektēšana

Nominālais spriegums (\\(U_r\\)): nedrīkst būt zemāks par sistēmas maksimālo darba spriegumu, lai izvairītos no netīšas iedarbināšanas un kontrolētu noplūdes strāvu normālā darbībā.

Atsauces spriegums (\\(U_{ref}\\)): spriegums, kas mērīts pie 1 mA strāvas. Parasti \\(U_r ≈ 0,75-0,8U_{ref}\\), kas nosaka aktivizācijas sliekšņa spriegumu.

Atlikušais spriegums (\\(U_{res}\\)): Atlikušais spriegums zem zibens impulsa (8/20 μs) nedrīkst pārsniegt \\(2,2U_r\\) un pārslēgšanas impulsa spriegums nedrīkst pārsniegt \\(1,8U_r\\), lai garantētu pietiekamu aizsardzības rezervi.

Enerģijas izturības spēja: Izstrādāts atbilstoši pārvades līniju maksimālajai zibens strāvai (piem., 100 kA) un enerģijai, ko rada pārslēgšanās pārspriegumi, lai novērstu termisku izplūdes atteici.

3.2. Siltuma projektēšana

Rezistoru siltumietilpība: Viena rezistora enerģijas blīvums nav mazāks par 200 J/cm³. Vairāku-kolonnu paralēlais izkārtojums efektīvi izkliedē siltumu.

Siltuma izkliedes ceļš: Siltums pāriet no rezistoriem uz elektrodiem un gala vāciņiem, pēc tam dabiskās konvekcijas ceļā izkliedējas apkārtējā gaisā. Kompozītmateriāla korpuss ir izstrādāts ar zemu termisko pretestību, lai izvairītos no lokālas pārkaršanas un paātrinātas novecošanas.

3.3. Izolācijas koordinācijas projektēšana

Saskaņošana ar līniju izolatoriem: Novadītāja atlikušajam spriegumam jābūt zemākam par līnijas izolatoru pārsprieguma spriegumu, lai ierobežotājs darbotos galvenokārt izolatoru aizsardzībai.

Korekcija attiecībā uz augstumu un piesārņojumu: Teritorijām virs 1000 metriem virs jūras līmeņa tiek palielināts ārējās izolācijas attālums. Stipri piesārņotām vietām tiek izmantoti korpusi ar lielāku šļūdes attālumu.

4. Priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajiem pārsprieguma novadītājiem

Bez atstarpes struktūra: novērš sērijas dzirksteļu spraugas, izmantojot nanosekundes{0}}līmeņa reakcijas ātrumu, bez sekošanas strāvas un bez spraugas sabojāšanās vai novecošanas riska, tādējādi panākot lielāku uzticamību.

Izcila ne{0}}linearitāte: ZnO rezistoru daudz augstāks ne{0}}lineārais koeficients nodrošina zemāku noplūdes strāvu un precīzāku atlikušā sprieguma kontroli labākai aizsardzības veiktspējai.

Kompozītmateriālu korpuss: Aizstāj tradicionālos porcelāna korpusus ar piesārņojuma noturības, lūzuma izturības un vieglā svara priekšrocībām, piemērots piekares uzstādīšanai uz pārvades līnijām.

5. Dizaina pamatjēdzienu kopsavilkums