Αλεξικέραυνα σε δίκτυα μεταφοράς.

Abstract

Τα αλεξικέραυνα χρησιμοποιούνται για την προστασία των γραμμών μεταφοράς και διανομής και των υποσταθμών από υπερτάσεις. Είναι συσκευές, που συνδέονται μεταξύ φάσης και γης (Σχήμα 1) και επιτρέπουν τη δίοδο του ηλεκτρισμού προς τη γη σε περι¬πτώσεις υπέρτασης, ενώ στην κανονική λειτουργία δεν άγουν σχεδόν καθόλου. Υπάρ¬χουν διάφοροι τύποι αλεξικέραυνων (με ή χωρίς διάκενα) οι οποίοι λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο: παρουσιάζουν μεγάλη αντίσταση της τάξης των ΜΩ σε κανονική λειτουργία, ενώ σε περίπτωση υπέρτασης η αντίσταση μειώνεται σε μερικά Ω. Παλαιότερα, αλεξικέ¬ραυνα με διάκενα σε σειρά με μη γραμμικές αντιστάσεις ήταν ευρέως διαδεδομένα, σή¬μερα όμως δίνουν τη θέση τους σε αλεξικέραυνα χωρίς διάκενα, τα οποία αποτελούνται από μη γραμμικές αντιστάσεις οξειδίου του ψευδαργύρου (ZnO). Τα αλεξικέραυνα με διάκενα αποτελούνται από σειρά διακένων σε σειρά μια μη γραμ¬μική αντίσταση, περικλειόμενα από κατάλληλο μονωτικό περίβλημα. Μετά τη διάσπαση των διακένων, το ακόλουθο ρεύμα περιορίζεται από τις μη γραμμικές αντιστάσεις, ώστε μόλις η τιμή του γίνει μηδενική να διακόπτεται. Σχεδόν 100 χρόνια πριν, τα κενά ηλεκτρόδιο (ράβδος, σφαίρα, ή σωλήνας) χρησιμοποιήθηκαν για τον περιορισμό των υπερτάσεων σχετικά με τον εξοπλισμό (Sakshaug, 1991). Μερικά από αυτά τα συστήματα, ιδιαίτερα κενά σωλήνα, μπορεί να είναι ακόμα σε λειτουργία σήμερα. Ωστόσο, το χαρακτηριστικό της τάσης sparkover χάσμα έναντι αύξησης φορά μπροστά δεν ταιριάζουν καλά με τα χαρακτηριστικά της αντοχής τους έναντι της πιο μπροστά μόνωση? Δηλαδή, είναι δύσκολο να συντονίσει. Το επόμενο εξελικτικό βήμα ήταν να προσθέσετε μια αντίσταση σε σειρά με το κενό, ώστε να περιοριστεί η δύναμη ακολουθεί μετά από μια τρέχουσα απαλλαγή αλεξικέραυνου λειτουργία. Η τρέχουσα περιορισμό ελπίζουμε θα επιτρέψει το αλεξικέραυνο για να καθαρίσει αυτή η δύναμη συνεχιστεί η τρέχουσα, αντί να βασίζεται σε ένα κοντινό διακόπτη ή ασφάλεια. Ταυτόχρονα, η τάση αντίστασης κατά τη διάρκεια μιας απαλλαγής πρέπει να είναι αρκετά χαμηλή ώστε να μην επιτρέπουν την ύπαρξη υπερβολικής τάσης να εμφανίζεται στο προστατευτικό σύστημα. Οι ανταγωνιστικές απαιτήσεις που οδήγησαν στη χρήση ακριβών και πολύπλοκων μη γραμμικών στοιχείων αντιστάσεων, ορισμένες αφορούν τόσο στερεά και υγρά υλικά με υψηλή επιβάρυνση συντήρησης. Αρχίζοντας γύρω στο 1930, καρβίδιο του πυριτίου (SiC), χρησιμοποιήθηκε για τα μη γραμμικά στοιχεία αντίστασεων, που οδηγεί σε πολύ καλύτερα προστατευτικά χαρακτηριστικά. Επειδή το SiC θα διεξάγει σημαντικές ρεύμα στην ονομαστική τάση, ήταν αναγκαίο να προβλεφθεί ένα κενό sparkover που αποτρέπει την αγωγιμότητα σε ονομαστική τάση. Μετά από μια απαλλαγή σταματών, τα κενά αυτά πρέπει να σφραγίσει και πάλι ενάντια στην εξουσία ακολουθούν ρεύμα, διαφορετικά, το αλεξικέραυνο θα αποτύχει θερμικά. Στα μέσα της δεκαετίας του 1950, ενεργό κενά αναπτύχθηκαν για το SiC αλεξικέραυνα. Αυτά τα ενεργά κενά περιέχουν βοηθητικά στοιχεία που θα :1. Προ-ιονίζουν το χάσμα sparkover να αποκτήσουν καλύτερη κύμα προστατευτικά επίπεδα και 2. Επιμήκυνση του τόξου παρακολούθηση δύναμη, και να προχωρήσουμε σημεία στερέωσης του, να επιτύχει καλύτερη απόδοση διακοπής. SiC Ανακόπτες είχαν εφαρμοστεί με επιτυχία σε συστήματα μετάδοσης έως 345 kV, αλλά ορισμένοι περιορισμοί εμφανίστηκαν όσον αφορά την προστασία από υπερτάσεις , η ενέργεια δυνατότητα απαλλαγής, και η πίεση δυνατότητας της ανακούφισης. Έχοντας και τα δύο κενά και SiC μπλοκ, το ύψος αλεξικέραυνου αυξηθεί σε σημείο που ήταν δύσκολο να εκτονώσει την πίεση που θα οικοδομηθεί κατά τη διάρκεια της βλάβης, η οποία περιορίζεται η πίεση βαθμολογίας ανακούφισης του αλεξικέραυνου. Η εξέλιξη της τεχνολογίας σταματών κύμα έχει χαρακτηριστεί τόσο από τη σταδιακή βελτίωση των διαφόρων εξαρτημάτων συγκράτησης, και το πιο σημαντικό από τέσσερις διαδοχικές, σημαντικά βήματα: το απλό χάσμα σπινθήρων, η βαλβίδα τύπου συγκράτησης, η εισαγωγή των ενεργών κενά και το μέταλλο χωρίς κενά συγκράτησης του αζώτου. Το τελευταίο σχετίζεται με ZnO βαρίστορ, και οι δύο πρώην Ανακόπτες έγιναν με αντιστάσεις SiC. η εισαγωγή κάθε σταματών είχε σημαντικό αντίκτυπο στα επίπεδα προστασίας και το κόστος της ενέργειας εξοπλισμού του συστήματος στο σύνολό του.

The arresters are used to protect the transmission and distribution lines and substations surge. These are devices that are connected between phase and earth (Figure 1) and allow the passage of electricity to the land in peri ¬ falls hypertension, while in normal operation do not conduct at all. There ¬ contain various types of lightning (with or without spaces) that function in the same way: show great resistance of the order of M? Normal operation and overvoltage resistance is reduced to a few Ω.Previously, arresters with gaps in series with nonlinear resistors were widespread, but now give way to arresters without gaps, which consist of nonlinear resistors zinc oxide (ZnO). The gapped arresters consisting of a series of gaps in a series of non-linear resistance, enclosed by a suitable insulating jacket. Figure 2 shows the operating mode of the lightning rod when it reaches a hypertension. After cleavage of the gaps, the following current is limited by the non-linear resistors so that only the value of zero to become diakopteta. Almost 100 years ago, the gaps electrode (rod, sphere or tube) is used to limit overvoltages on equipment (Sakshaug, 1991). Some of these systems, particularly empty tube may still be in operation today. However, the characteristic voltage sparkover gap had increased time in front does not fit well with the characteristics of their resistance against ahead insulation; Namely, it is difficult to coordinate. The next evolutionary step was to add a resistor in series with the vacuum in order to reduce the force follows an arrester discharge current operation. The current limit will hopefully allow the lightning to clear this power follow current, instead of relying on a nearby switch or safety. At the same time, the trend of resistance during a discharge must be low enough to not allow the existence of an excessive voltage to appear in the protective system. The competing demands that led to the use of expensive and complicated non-linear resistance elements, some involving both solid and liquid materials with high maintenance burden. Starting around 1930, silicon carbide (SiC), used for the nonlinear resistive elements, which results in much better protective characteristics. Because SiC will conduct significant current at the rated voltage, it was necessary to provide a vacuum sparkover that prevents conductivity at nominal voltage. After a discharge arrester, these gaps must be sealed again against power follow current, otherwise, the arrester will fail thermally. In the mid 1950s, active spaces were developed for SiC arresters. These active gaps contain auxiliary elements which: 1. Pre-ionize the gap sparkover to gain better surge protection levels and Two. Lengthening of the arc power monitoring, and move anchor points, to achieve better performance disruption. SiC arresters were successfully applied to transmission systems up to 345 kV, but some restrictions appeared regarding surge protection, energy exemption and the possibility of pressure relief. Having both gaps and SiC blocks, height arrester grown to the point that it was difficult to defuse the pressure will build over the injury, which limited the pressure relief score arrester. The state of the art surge arrester has designated both by the gradual improvement of the different grabbers, and more importantly four successive major steps: the simple spark gap, the valve retainer, the introduction of active gaps and gapless metal retainer nitrogen. The latter is associated with ZnO varistors, both former arresters made with resistors SiC. The importation of any arrester had a significant impact on the levels of protection and the cost of energy system equipment as a whole.