Принципи пројектовања одводника пренапона за високо{0}}напонске далеководе

1. Основни принцип рада: не-линеарни напон-тренутне карактеристике

Нормално радно стање (висок отпор): Под напоном фреквенције струје, отпор ЗнО отпорника достиже \\(10^{10}-10^{11}Ω·цм\\). Струја цурења је на нивоу микроампера (мање од 100 μА), делујући скоро као отворено коло без ометања рада система.

Пренапонско радно стање (низак отпор): Када муња или преклопни пренапон премашујерадни напон (референтни напон), отпор нагло опада за преко десет хиљада пута. Проводни пут са малим-отпором се формира у року од наносекунди да би се ослободила струја грома (до десетина до стотина килоампера) и стезалазаостали напониспод нивоа отпорности изолације опреме.

Стање опоравка (повратак високог отпора): Када пренапон нестане, отпорници се аутоматски враћају у стање високог{0}}отпора и прекидају фреквенцију напајања која прати струју. Структура без празнина у основи елиминише пратећа актуелна питања.

2. Свеукупни структурални дизајн МОА типа линије{1}}

2.1 Основна компонента: наслагане колоне ЗнО отпорника

Састав материјала: Цинк оксид чини преко 90% сировина, помешан са бизмутом, антимоном, кобалтом и другим оксидима метала. Смеша се синтерује на температури изнад 1000 степени да би се формирала поликристална керамика, чији гранични слојеви зрна испоручују не-линеарне електричне особине.

Образац за монтажу: Више отпорника је повезано у серију како би се испунили захтеви напона различитих степена снаге (нпр. стотине отпорника се користе за системе од 220 кВ). Више{4}}паралелна веза побољшава отпорност на велику струју и капацитет апсорпције енергије.

Електроде: Металне електроде направљене од алуминијума или бакра су постављене на оба краја како би се обезбедио мали контактни отпор и равномерна дистрибуција струје.

2.2 Систем изолације и заптивања

Композитно кућиште: Направљен од силиконске гуме или етилен пропилен диен мономера (ЕПДМ), одликује се одличном отпорношћу на загађење, отпорношћу на старење и механичком чврстоћом. Обезбеђује спољну изолацију и целокупно заптивање.

Унутрашња изолација: Цилиндри за намотаје од фибергласа или епоксидне изолационе шипке подржавају стубове отпорника, одржавају коаксијалност и подносе механичко напрезање.

Заптивна структура: Метални завршни поклопци на оба краја у комбинацији са гуменим заптивним прстеновима постижу потпуно заптивање како би се спречио улазак влаге и смањење перформанси отпорника.

2.3 Помоћне компоненте

Монтажне арматуре: Дизајнирано за уградњу суспензије на преносне стубове (огибљеног или затегнутог типа), обезбеђујући механичку стабилност под утицајем вибрација ветра и струје кратког{0}} споја.

Уређаји за надзор: Опремљен са серијски-повезаним мониторима струје цурења и радним бројачима за праћење услова старења и бележење времена активирања.

Прстенови за оцењивање: Инсталиран на крају високог{0}}напона ради оптимизације дистрибуције електричног поља, сузбијања коронског пражњења и смањења делимичног пражњења.

3. Кључни параметри дизајна и критеријуми избора

3.1 Дизајн електричних параметара

Називни напон (\\(У_р\\)): Не сме бити нижи од максималног радног напона система, како би се избегло ненамерно активирање и контролна струја цурења у нормалном раду.

Референтни напон (\\(У_{реф}\\)): Напон мерен при струји од 1 мА. Обично \\(У_р ≈ 0,75-0,8У_{реф}\\), који одређује праг напона за активирање.

Преостали напон (\\(У_{рес}\\)): Преостали напон под импулсом грома (8/20 μс) не сме да пређе \\(2.2У_р\\), а напон под уклопним импулсом не сме да прелази \\(1.8У_р\\), да би се гарантовала довољна маргина заштите.

Могућност отпорности на енергију: Дизајнирано у складу са максималном струјом муње далековода (нпр. 100 кА) и енергијом генерисаном пренапоном преклапања, да би се спречио термички квар.

3.2 Термички дизајн

Топлотни капацитет отпорника: Густина енергије једног отпорника није мања од 200 Ј/цм³. Паралелни распоред са више-колона ефикасно распршује топлоту.

Пут одвођења топлоте: Топлота се преноси са отпорника на електроде и завршне поклопце, а затим се распршује у амбијентални ваздух путем природне конвекције. Композитно кућиште је дизајнирано са ниском топлотном отпорношћу како би се избегло локално прегревање и убрзано старење.

3.3 Координациони дизајн изолације

Координација са линијским изолаторима: Преостали напон одводника мора бити нижи од напона преклапања линијских изолатора, тако да одводник ради првенствено ради заштите изолатора.

Корекција за надморску висину и загађење: За подручја изнад 1000 метара надморске висине повећава се спољна изолациона удаљеност. За јако загађена подручја усвајају се кућишта са већим пузним стазом.

4. Предности у поређењу са традиционалним одводникима пренапона

Структура без празнина: Елиминише серијске варничне празнине, одликује се брзином одзива на наносекундном-нивоу, нема пратеће струје и нема ризика од квара или старења отвора, чиме се постиже већа поузданост.

Врхунска не-линеарност: Много већи не-нелинеарни коефицијент ЗнО отпорника обезбеђује нижу струју цурења и прецизнију контролу заосталог напона за боље перформансе заштите.

Композитно кућиште: Замењује традиционална порцеланска кућишта, са предностима отпорности на загађење, отпорности на ломљење и мале тежине, погодна за уградњу суспензије на далеководе.

5. Резиме основних концепата дизајна