Различные преимущества для разрядника линейных перенапряжений
Применение и преимущества

1. введение
Применение линейных ограничителей перенапряжения (LSA) s хорошо известно благодаря его экономичному
повышению производительности в отрасли электроснабжения.    Хотя их сокращение отключений от грозовой активности
и плохое заземление делают их применение жизненно важным, часто возникает сопротивление их использованию    
банальность.     LSA, как правило, устанавливаются в качестве модифицированного приложения, где обычные меры по смягчению последствий не показали значительного улучшения.     Помимо повышения производительности lightning,
использование LSA может дать различные преимущества.    Некоторые пользователи применяют эту технологию по соображениям безопасности
, таким как предотвращение повреждения населения и травм, переключение контроля перенапряжений для оптимизации конструкций, уменьшение
зазоров, выравнивание и уплотнение линий, а также работа в режиме реального времени.     Даже несмотря на то, что реализация    
Линейные разрядники с внешним зазором (EGLA's) могут достигать выдающихся результатов за счет минимизации инвестиций, это
интеллектуальное устройство защиты демонстрирует умеренный рост, за исключением некоторых конкретных стран.     Пользователи, как правило,
недооценивают преимущества и преимущества решения EGLA, в то время как большинство из них сталкиваются с проблемами с незакрепленными линейными разрядниками (NGLA).    Применение EGLA не только значительно улучшает производительность и
работу энергосистемы, но также улучшает конструкцию и снижает стоимость строительства и    
обслуживание.     Преимущества и экономия затрат становятся еще более важными, если их должным образом учитывать и
интегрировать на этапе проектирования линий электропередачи.     В отличие от подстанций, проектировщики и
инженеры линий не рассматривают применение линейных разрядников как систематическое при оптимизации своих
систем линий электропередачи.     Ограничители перенапряжения являются одними из самых надежных компонентов в сети.     При правильном проектировании,
измерении и установке на линиях электропередачи они должны быть такими же надежными, как изолятор и    
оборудование для линий электропередачи.    В этом документе планируется представить знания, опыт, отзывы и последние
инновации Siemens для компактных и экономичных молниезащищенных линий электропередачи.
2. Основное использование в качестве модифицированного приложения для повышения производительности молнии
По всему миру большинство операторов коммунальных услуг и систем передачи данных (TSO) рассматривают LSA, когда
обычные методы не дают удовлетворительных результатов.    LSA часто рассматриваются как лечебное обслуживание,
но не активно на стадии проектирования линий электропередачи. В таблице 1 предпринята попытка описать различные    
методы смягчения последствий, которые обычно используются для улучшения
Способ молниезащиты

Проверка экономической целесообразности
Добавьте или удлините экранирующий
провод(ы)
-Линии, как правило
, не защищены по определенным причинам (проблемы с пересечением рек / клерками)
-Сильно зависит от конструкции / параметров линии
-Не эффективен при высоком сопротивлении основанию и плохом
удельном сопротивлении грунта
-Высокие материальные и трудовые затраты
-Требуется отключение питания
-Неэкономичное решение
Увеличение BIL (
замена или удлинение изолятора)
-Сильно зависит от конструкции башни и
зазоров в системе
-Приводит к перемещению / распространению волн на
линии для высоких сопротивлений опоры!
-Высокие материальные и трудовые затраты
-Может потребоваться отключение питания
-Неэкономичное решение
-Опыт, необходимый для
замены изоляторов в реальных условиях
Улучшенные сопротивления опоры башни

-Дополнительные медные противовесы и
удлинение грунта могут быть совершенно неэффективными при
высоком удельном сопротивлении грунта
-Эффективен только для экранированных линий
-Устраняет только обратные вспышки и не
влияет на отказы экранирования.
-Умеренные затраты на установку
-Улучшение и экономическая эффективность не являются    
гарантированный
Установите ограничители линейного перенапряжения-Универсальные и большие возможности
-Высочайшая защитная эффективность даже при высоком сопротивлении
опорам на любой местности
-Устраните все виды молниевых сбоев.
-Низкие материальные и трудовые затраты
-Несколько вариантов
установки в режиме реального времени.
-Экономичное решение.
-Возможность замены изоляторов и    
EGLA как комплексное решение!
Таблица 1: Сравнение методов смягчения последствий
3. Различные преимущества для применения линейного разрядника
Помимо повышения производительности lightning, использование LSA может дать различные преимущества.    
Некоторые пользователи применяют эту технологию для различных целей, таких как:
• переключение контроля перенапряжения для оптимизации конструкций и уменьшения зазоров,    
• выравнивание и уплотнение,    
• проблемы безопасности, такие как предотвращение ущерба населению и травматизма,
• и прямая линия, работающая для уменьшения минимального расстояния сближения
LSA, особенно EGLA, обладают неиспользованным потенциалом для снижения затрат на строительство линий и
эксплуатацию.
a. Контроль Коммутационных Перенапряжений
Снижение коэффициентов перенапряжения помогает снизить зазоры и, следовательно, оптимизировать конструкцию линий электропередачи.
Переключение перенапряжений обычно связано с высокоскоростным повторным включением на линиях передачи сверхвысокого напряжения.    
Стратегически расположенные LSA использовались вместо замыкающих резисторов и/или управляемых схем переключения
для управления переключением перенапряжений по линиям передачи сверхвысокого напряжения.     В отличие от приложений, связанных с молнией
, где разрядники могут быть установлены на последовательных конструкциях, разрядники для контроля коммутационных скачков необходимы только
в определенных местах вдоль линии.    В каждом месте обычно устанавливаются разрядники на всех этапах [9].    
Для LSA вдоль линии обычно может потребоваться на один класс энергопотребления ниже, чем требуется для разрядников, установленных
на концах линии на подстанциях.    Необходимо выполнить моделирование переходных процессов, чтобы определить
количество энергии, поглощаемой разрядниками.    LSA для этого приложения обычно используются для системных напряжений
245 кВ и выше.    Однако с увеличением использования компактных или усовершенствованных линейных конструкций это приложение
больше не предназначено только для уровней КВЧ [4] [5].
Несмотря на то, что EGLA являются наиболее подходящей конструкцией для применения в воздушных линиях, приложение NGLA
предназначено для управления переключением перенапряжений.     В соответствии со стандартом IEC 60099-8 внешний зазор EGLA
спроектирован и протестирован на устойчивость к переходным процессам переключения.        Кроме того, довольно сложно определить EGLA    
расстояние искрового промежутка, необходимое для выдерживания влажной частоты питания и гарантирующей работы в случае
влажного импульса переключения.     Допуски при регулировке зазора очень малы.     Кроме того, для управления переключением,    
требуется всего несколько разрядников в выбранном месте, поэтому, очевидно, проще всего использовать NGLA,
поскольку это может оказаться недостойным проверки координации изоляции только для нескольких устройств.
В качестве примера проекта на рисунке 1a показан уменьшенный коэффициент перенапряжения при переключении с 2,2 (красная кривая) до 1,8    
(синяя кривая).    Это помогло утилите получить приемлемые существующие разрешения. На рисунке 1b показана установка
NGLA в реальных условиях для того же проекта.
                                                Рис. 1а. Улучшение коэффициента коммутационных перенапряжений Рисунок 1b. Установка в режиме реального времени для управления коммутацией
b. Выравнивание и уплотнение линии
Компактные и улучшенные линии не являются новой темой для коммунальных служб и дизайнеров линий.    
За последние десятилетия были достигнуты значительные улучшения в технологии композитных изоляторов, но концепция еще не достигла своей
заключительной стадии, поскольку линейные разрядники не рассматривались для уменьшения зазоров и существенно
уменьшите расстояния между дугами. В связи с необходимостью для коммунальных служб строить дискретные и эстетичные линейные
конструкции и разработкой композитных линейных столбов и длинных стержневых изоляторов, компактные линейные конструкции
являются реалистичной альтернативой стандартным линейным конструкциям [9].     Несмотря на то, что LSA предлагает выдающиеся
возможности для оптимизации уплотнения линий, большинство разработчиков не рассматривали эту технологию из-
за отсутствия опыта и сотрудничества с производителями разрядников.
Модернизация линии предполагает увеличение рабочего напряжения и пропускной способности по току за счет сохранения
существующей структуры.     Как пучок проводников, так и струны поперечин/изоляторов должны быть переработаны.     В
целом, для такой модификации необходимо учитывать несколько вопросов, таких как зазоры между фазами или длина изолятора.    
LSA стали чрезвычайно полезными и экономически оправданными для преобразования существующих линий в более высокие напряжения
без изменения зазоров и строк изоляторов.     Безусловно, требуется, чтобы изоляторы струны и    
аппаратные компоненты должны быть изменены из-за напряжения RIV/короны в зависимости от существующих компонентов
и производительности.
Для выравнивания и уплотнения линии принцип тот же.     Линейные разрядники контролируют
напряжения перенапряжения на изоляции линии.    Обычные характеристики изоляторов, в основном уровень стойкости к ударам молнии
, могут быть снижены до уровня защиты EGLA.    Искровое напряжение импульса молнии
в зазоре EGLA должно быть ниже (или равно), чем выдерживающее напряжение импульса молнии в изоляционной колонне.    
Уровень защиты EGLA-это максимальное остаточное напряжение, когда перенапряжение молнии инициирует
вспышку на EGLA.    Когда проводятся испытания для проверки координации изоляции между    
Искровой промежуток EGLA и узел изолятора, вспышка может произойти только на EGLA.    Варисторы серии    
Блок (SVU) EGLA имеет возможность гасить дугу без необходимости отключения
линии.

До определенного уровня напряжения (330 кВ) импульсные скачки становятся критическим фактором для определения размеров
струны.     EGLA, как правило, не предназначены для защиты изоляции линии от
скачков напряжения.     В зависимости от параметров системы для снижения коэффициентов коммутационных перенапряжений может быть использовано несколько методов смягчения
, таких как усовершенствование разрядников класса станции, установка замыкающих резисторов на автоматический выключатель
или установка шунтирующих реакторов (в основном используемых для стабилизации напряжения при изменении нагрузки).
Но несколько NGLA вдоль линии, безусловно, являются наиболее удобным и эффективным решением для уменьшения
контроля коммутационных перенапряжений, минимизации расстояния между зазорами EGLA в системах сверхвысокого напряжения и, следовательно, максимального уплотнения
или увеличения мощности линии.
Рис. 2а.    Обычная линия с повышением 245 кВ -> 420 кВ Рисунок 2b.    Линия EGLA мощностью 50 кВ -> 123 кВ
c. Проблемы безопасности - Предотвращение травм населения и повреждений оборудования
Во Франции, начиная с 60-х годов, рост городских районов и расширение систем передачи высокого напряжения привели к    
проблемы близости между пригородными жилыми районами и воздушными линиями. Линейные разрядники с внешним
зазором использовались в таких чувствительных зонах или “горячих зонах”, как дома, фабрики, автостоянки и т. Д. [14]. Основная цель состоит в
повышении безопасности за счет значительного снижения риска возникновения опасных касательных или ступенчатых напряжений из
-за повышения потенциала заземления на частоте питания после пробоя изоляции.     Вопросы
координации потенциалов касания становятся особенно важными, когда ограничители перенапряжения используются для замены защитных проводов в качестве    
единственная форма молниезащиты на линиях MV и HV [9]. Такие замыкания на землю могут привести к нескольким киловольтам в
течение сотен миллисекунд.    Во время работы EGLA последующий ток, который должен быть погашен
SVU (Блок последовательных варисторов), ограничен несколькими амперами в диапазоне 2-3 А с длительностью 5-10
миллисекунд.    Как и в случае повышения производительности lightning, процесс надлежащей проверки начинается с
исследования качества заземления и конфигурации защитных проводов.    Обычными методами являются    
часто дорогостоящие и неэффективные. Французские инженеры в 90-х годах поняли преимущества применения EGLA
, такие как компактная конструкция и надежность.     Французские коммунальные службы приняли и испытали EGLA для обеспечения
безопасности и повышения производительности молнии в течение почти 20 лет с очень положительными результатами в
отношении долгосрочной надежности, сокращения простоев и, конечно, повышения безопасности.
Кроме того, существует потенциальное использование LSA для снижения риска повреждения газопровода от молнии    
забастовки, но также для предотвращения электромагнитной дисфункции в ИТ-зданиях, которая может быть вызвана
вспышками изоляторов.
Рис. 3а.    Чувствительная зона или “горячая зона” Рисунок 3b.    Чувствительная зона или “горячая зона”
d. Работа в режиме реального времени - Временно Уменьшите Минимальное Расстояние Сближения
Работа в режиме реального времени является неотъемлемой частью работ по техническому обслуживанию для многих коммунальных служб.     Однако по-прежнему существует проблема обеспечения
того, чтобы во время такой работы рабочее место не подвергалось воздействию недопустимо высоких перенапряжений.        
Некоторые коммунальные службы используют переносной защитный воздушный зазор (PPAG) для ограничения перенапряжений на рабочем
месте при проведении работ по техническому обслуживанию под напряжением, но с этим связано несколько недостатков.     В качестве альтернативы, EPRI в    
США расследуют использование LSA для этой цели.     LSA может обеспечить повышенную защиту
работников при условии, что будут найдены практические способы обеспечения целостности разрядника до и во время
выполнения задач по техническому обслуживанию.    Регулярные испытания изоляции на активной части не имеют значения, так как на    
по крайней мере, для правильной оценки состояния следует применять MCOV.     NGLA предпочтительнее, так как
цель во время работы на линии в режиме реального времени-защитить линейщиков от коммутационных перенапряжений.     
Требования к энергопотреблению, специфичные для каждой линии и рабочей площадки, должны быть точно определены для оптимизации веса
разрядника, что является важной особенностью при обращении и установке на линии.    NGLA подключается от
фазного проводника к башне.    Максимальное значение перенапряжений, которые могут существовать на рабочем месте, составляет    
определяется номинальным разрядником, его остаточным напряжением уровня защиты в зависимости от расстояния защиты.
    Разрядник имеет то преимущество, что его работа не связана с электрической дугой, как в
случае с PPAG, тем самым сводя к минимуму риск воздействия на работников электрической дуги.     Установка
разрядников на всех этапах на конструкциях, прилегающих к месту работ (конструкция рабочей площадки не оборудована LSA)    
площадки может быть достаточно для защиты работников, в зависимости от окружающих условий заземления.     Линейный разрядник    
следует использовать без устройства отключения в этом приложении для обеспечения лучшей защиты работников [9] [3]
[16].
Рисунок 4: Установка NGLA для работы в
режиме реального времени e. Снижение затрат и потерь в вашей системе
Каменистые почвы и в целом районы с очень высоким удельным сопротивлением грунта могут быть очень сложной проблемой для достижения
хорошей молниеотдачи в плохих условиях заземления.     EGLA's можно использовать для замены дорогостоящих и
неэффективных дополнительных противовесов и удлинителей заземления.    Моделирование может быть выполнено, чтобы гарантировать    
производительность EGLA ниже определенного измеренного сопротивления опоры с разумным запасом прочности.    EGLA'ы
могут быть интегрированы в струны изоляторов для простого монтажа и работы на месте.    Экономия средств, как правило,
недооценивается.
Исследование, проведенное компанией Arresterworks, продемонстрировало возможность значительного снижения капитальных
затрат на строительство и снижения потерь на линиях электропередачи за счет установки EGLA на каждой башне и каждой
фазе вместо использования воздушных заземляющих проводов (OHGW) [1].     Большинство утилит и EPC являются    
на данном этапе неохотно, потому что в спецификации проекта требуются экранирующие провода и OPGW, а удары
молнии могут физически повредить фазные проводники.     В любом случае, экономия затрат весьма
впечатляет, и у линейных дизайнеров есть решения для усиления конструкции проводников и установки оптических волокон в
разных местах.    
4. Сравнение 2 различных приложений: NGLA и EGLA
Разрядники без зазоров (NGLA)-это базовая адаптация разрядников подстанции, используемых для защиты    
ценное оборудование, такое как силовые трансформаторы.     Активная часть непосредственно соединена между фазным
проводником и заземленной конструкцией.     Остаточное напряжение колонки MOV ограничит перенапряжения
на изоляторах и предотвратит вспышку при превышении BIL.    Для NGLA требуется система крепления к
проводнику, разъединитель заземления (GLD) и в большинстве случаев сортировочное кольцо с кольцом короны. Рассмотрение
механических и монтажных вопросов является важным шагом при проектировании NGLA.    Они установлены и    
используется в более жестких условиях эксплуатации, чем другие ограничители перенапряжения на подстанциях.    Полная сборка
постоянно подвергается стрессу в течение всего срока службы.    Установка NGLA выполнена таким образом, что они могут перемещаться из-за ветра
и/или раскачивания линии и вибрации.     Пользователи и производители должны уделять особое внимание, чтобы избежать
преждевременных механических поломок [15]. Для гальванической изоляции разрядника линейного перенапряжения от линейного напряжения в
маловероятном случае неисправности или тепловой перегрузки последовательно устанавливается разъединитель.    Это автоматически и    
немедленно отключает сетевой разрядник от сетевого напряжения.    Это позволяет
повторно питать и эксплуатировать поврежденную воздушную линию до тех пор, пока не будет запланирована удобная замена [4]. Соответствующие
стандарты: IEC 60099-4 / IEEE C62.11.     Руководство по применению IEC 60099-5 / IEEE C62.22, IEEE 1243 (
повышение производительности lightning).
Рисунок 5 : NGLA - Прямое подключение к линии электропередачи
Линейные разрядники с внешним зазором (EGLA) имеют внешний искровой промежуток, расположенный последовательно, который гальванически    
изолирует активную часть (варисторный блок серии SVU) линейного разрядника от линейного напряжения в
нормальных условиях.    В случае молнии искровой промежуток воспламеняется, и перенапряжение безопасно разряжается
через возникающую дугу.    Активный компонент (SVU) ограничивает последующий ток, чтобы гарантировать, что дуга
погаснет в течение первого полупериода рабочего напряжения частоты мощности.     После этого
разрядник линейного перенапряжения немедленно возвращается в режим ожидания. Не требуется работа выключателя [2]. Активный    
компонент может иметь один или два SVU (с каждой стороны) в зависимости от уровня напряжения системы и требований
пользователя.    Соответствующие стандарты: IEC 60099-8
Рисунок 6 : EGLA (1 SVU) - Изолирован от линии электропередачи через последовательный разрыв
5. Более эффективная защита - Преимущества применения EGLA
a. Материал
Для проектирования EGLA требуется меньше материала.    Варисторы из оксида металла (MOV) имеют меньший диаметр, так как требования к
энергопотреблению ниже, чем у NGLA.

EGLA не должен обрабатывать TOVS и коммутационные
перенапряжения, которые не имеют отношения к характеристикам молнии.     Номинальное напряжение (Ur) EGLA имеет
другое определение, чем типичное номинальное напряжение для применения NGLA.     Ur EGLA представляет собой
максимальное напряжение между фазой и землей, которое должно быть безопасно отключено во время последующего испытания на прерывание тока.    
Требуется меньше MOVS по сравнению с конструкцией NGLA, где Ur представляет временное перенапряжение    
(ТОВ) с предварительной обязанностью.    На рисунке 7 показаны вольт - амперные характеристики NGLA и EGLA с номинальным напряжением 192 кВ.
Уровень защиты EGLA всегда имеет более низкие остаточные напряжения.
Для дооснащения приложения может потребоваться дополнительное оборудование (поддержка, противовесы), если существующие
строки не позволяют по-другому.    Для новых линий передачи “умная” интеграция EGLA делает
решение компактным и экономичным.    Аппаратное обеспечение может быть устранено.
EGLA специально разработаны для повышения производительности lightning.    NGLA легко справляются со станцией    
класс разрядников, который не оптимизирован.    Для NGLA требуется система крепления к проводнику, провод заземления    
Разъединитель (GLD) и сортировочное кольцо в большинстве случаев.
Рисунок 7: Кривые V-I EGLA по сравнению с номинальным напряжением NGLA 192кВ
b. Расходы
Как описано выше, меньшее количество материалов означает меньшие затраты.    Не только такие материалы, как MOV, FRP и силиконовая резина,
но также оборудование и аксессуары, могут быть уменьшены и даже подавлены.    Необходимо учитывать значительную экономию
средств в зависимости от окончательной конструкции монтажного оборудования. Чем выше напряжение, тем
важнее снижение затрат.
Сообщалось, что затраты на установку были ниже у различных коммунальных служб.     EGLA может быть предварительно собрана
вместе со струнами изолятора.    Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание также ниже благодаря надежности
и долгосрочной стабильности конструкции.
c. Электрические характеристики и долгосрочная стабильность
Уровень защиты (остаточное напряжение) EGLA всегда лучше, чем NGLA, так как требуется меньше напряжения.
Воздушный зазор EGLA изолирует SVU от системы при нормальной работе.     Следовательно, МОВы не являются    
непрерывно под напряжением, без тока утечки и электрического напряжения.    Ожидается лучшее старение и более
длительный срок службы.     Японские коммунальные службы уже более 25 лет устанавливают EGLA в своей сети,
которая все еще находится в хорошем состоянии.
EGLA-это интеллектуальное решение, специально разработанное для повышения производительности lightning.
d. Установка
Вес полного раствора EGLA должен быть легче, чем NGLA.    SVU может быть предварительно собран на
земле на колоннах изоляторов (или непосредственно на конструкции башни), чтобы облегчить установку на месте.    То    
установка, как правило, не требует использования вертолетов и кранов, как это делается при установке NGLA.    
Непосредственная близость к изолятору упрощает окончательную конфигурацию и гарантирует правильную установку.    
Существует больше вариантов установки в реальных условиях для существующих линий.
Предварительная сборка полного комплекта (EGLA + Изоляторы + Оборудование) может быть подготовлена поставщиком для
оптимизации времени монтажа и поднятия конструкции при одновременном снижении риска потери компонентов.
e. Техническое обслуживание / Эксплуатация
В принципе, техническое обслуживание не требуется.    Частота отказов EGLA чрезвычайно низка.    При правильном проектировании
и установке в системе она должна считаться такой же надежной, как и стандартные компоненты в колоннах изоляторов.
    Специального мониторинга не требуется, так как коммунальные службы регулярно проверяют воздушные линии
.    Неисправный SVU можно легко идентифицировать визуально во время проверки линии. Конструкция EGLA должна быть жесткой и
стабильной.    Никакие движущиеся части не допускаются.    Заземляющий провод и механическое напряжение (вибрация/скачок)     
NGLA снижает надежность по сравнению с EGLA [15]. Может быть продемонстрирована высокая устойчивость к вибрации и механическим
воздействиям в результате сейсмической активности. Отказы SVUs не влияют на непрерывную работу
линии из-за зазора, который изолирует ее от системы.    Нет необходимости в немедленной замене.    
EGLA не может выйти из строя из-за неисправности линии.     Зазор рассчитан таким образом, чтобы выдерживать частоту питания и коммутационные
перенапряжения.
6. Использование EGLA по всему миру
Приложение EGLA не является новой разработкой, хотя его можно было бы назвать новым приложением, так как    
выдающиеся функции не получили широкого распространения и не были доведены до сведения ведущих коммунальных служб и производителей.    
Большинство стран, указанных ниже в таблице 2, за некоторыми исключениями, принимают приложение EGLA только в своей
сети.    NGLA запрещена из-за надежности и долгосрочной производительности.    Приведенная ниже информация может быть
не совсем точной, но она отражает ситуацию на мировом рынке.
Опыт работы с системными напряжениями, установленными по всей стране
Япония от распределения до 500 кВ ~25 лет Миллионы единиц.    Стандартные компоненты.
Согласилась только ЭГЛА.
Китай от распределения до 500 кВ переменного тока
±500 кВ и ±800 кВ постоянного тока
~15 лет переменного тока
~5 лет постоянного тока
Миллионы единиц.    На рынке медленно доминирует только
EGLA.
Мексика от распределения до 400 кВ 20 лет ~450.000 единиц. Только ЭГЛА согласилась [17].
Южная Корея 154 кВ и 345 кВ 13 лет ~150 000 единиц.    Стандартный компонент.    Только    
ЭГЛА согласилась [13].
Франция 63/90 кВ и 225 кВ ~20 лет Первоначально использовалась для обеспечения безопасности.     Сегодня
используется для молниеносной работы в основном на
заморских островах. Только ЭГЛА согласилась [14].
Более 3000 единиц.
Вьетнам 110 кВ, 220 кВ и 500 кВ ~10 лет Более 3000 единиц.     На рынке медленно
доминирует только EGLA. Огромные
инвестиции.
Таиланд 115кВ и 230кВ ~10 лет на рынке доминирует EGLA.
Канада 230 кВ - Первый проект EGLA в 2019 году
Малайзия 132 кВ, 275 кВ и 500 кВ 25 лет ~1200 единиц [18]. На рынке доминируют    
ЭГЛА
Гонконг для 132 кВ и 400 кВ 10 лет Менее 1000 единиц
Тайвань 69кВ ~10 лет Менее 1000 единиц
Камбоджа 115кВ и 230кВ - Первый проект в 2019 году
Лаос 115кВ -
Таблица 2: Полный обзор стран EGLA    
Рисунок 8 : EGLA KEPCO – Тупиковая колонна изоляторов
7. Заключение
Отрасль электроснабжения является консервативным сектором.    Новые технологии и инновационные решения, как
правило, осваиваются постепенно.     В последние десятилетия большая часть мероприятий была связана
с сокращением перебоев с электричеством.    LSA не только улучшает производительность и работу энергосистем,
но также улучшает конструкцию и снижает затраты на строительство и техническое обслуживание.    Финансовые
выгоды легко демонстрируются.     Лучшая синергия между разработчиками линий и производителями разрядников    
это может быть важным способом расширения возможностей для широкого обмена знаниями и опытом.    С одной
стороны, производители должны сделать пользователей более уверенными в долгосрочной надежности, поскольку это одна из
главных проблем для коммунальных служб и их клиентов.    С другой стороны, было бы весьма желательно, чтобы
основные сетевые операторы и коммунальные службы лучше сообщали о выдающихся достижениях,
достигнутых в ходе среднесрочной оценки.     Для выравнивания и уплотнения, возможностей и    
преимущества значительны для отрасли.    К сожалению, приложения используются недостаточно, потому что
инженеры несут ответственность за пересмотр рейтингов, которые применялись в течение последнего столетия [2].    
В настоящее время в стандартах IEC 60099-4 или IEEE C62.11 для приложений NGLA не проводится четкого различия между    
Разрядники линейных перенапряжений и разрядники класса станции с точки зрения требований к энергопотреблению и механических
соображений.    Не существует стандарта IEEE, который бы отвечал требованиям EGLA.    Новейший стандарт IEC 60099-8 EGLA    
имеет две классификации энергии, ни одна из которых не является достаточной для четкого определения энергетических показателей.    Эти
проблемы должны быть решены с выпуском нового стандарта IEC 60099-11, который будет охватывать как приложения EGLA, так и
приложения NGLA.
Каждая революция проходит через три этапа.     Во-первых, это высмеивается как систематическая установка EGLA's для
оптимизации конструкций, качества и затрат.    Во-вторых, будут некоторые возражения со стороны основных игроков в этом
секторе.    В-третьих, это будет принято как самоочевидное.    Приложение LSA, безусловно, станет стандартом    
компонент для линий распределения и передачи в ближайшем будущем.

Коммутация И Молниезащита С Использованием Линейных Разрядников С Внешним Зазором
Разрядники

Цель создания защищенной от молнии линии электропередачи была достигнута с начала 1990-х годов, когда появились первые разрядники линий электропередачи с полимерным корпусом. Действительно, основываясь на стандартах IEEE 1410 и IEEE 1243, установка разрядников на каждой фазе каждой башни экранированной линии обеспечит отсутствие вспышек изолятора, вызванных молнией, – по сути, линия, которая "защищена от молнии". Однако по ряду причин большинство инженеров, занимающихся проектированием воздушных линий, до сих пор не приняли эту гарантированную стратегию повышения производительности молнии. Возможно, наиболее часто приводимые причины этого заключаются в том, что сами разрядники рассматриваются как потенциальный фактор снижения надежности, а также могут потребовать значительного технического обслуживания.

Доминирующая конструкция разрядника линии электропередачи, используемая в течение последних 20 лет, – тип без зазора (NGLA)-продемонстрировала, что такие опасения, как правило, необоснованны. NGLA продемонстрировала свою высокую надежность, а отказов сравнительно немного. Тем не менее, кажется очевидным, что для устранения всех возможных проблем со стороны проектировщиков линий необходим другой подход к достижению цели защиты линии от молнии.

В этой прошлой статье эксперта по разрядникам и обозревателя INMR Джонатана Вудворта обсуждались основы линейного разрядника с внешним зазором (EGLA), чтобы повысить знания и уверенность в их применении для защиты линий.

снимок с экрана-2016-12-02-в-13-45-51
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Концепция EGLA восходит к самым ранним этапам защиты от перенапряжений на линиях электропередачи, хотя в последующие годы она стала внутренним разрывом, который выполнял ту же функцию. Причина такой долгой истории заключается в том, что воздушные зазоры обладают отличной способностью выдерживать напряжение и предсказуемый пробой при очень определенном уровне напряжения. Поэтому не случайно, что конструкции разрядников на протяжении многих лет продолжают использовать его и что в настоящее время в эксплуатации находятся миллионы разрядников, которые используют воздушный зазор для удержания сетевого напряжения до появления скачка напряжения. При наличии скачка напряжения они искрят и защищают оборудование на линии.

Когда сильно нелинейные варисторы из оксида металла (MOV) соединяются последовательно с вековым воздушным зазором, комбинация приобретает уникальные характеристики, недоступные в более ранних конструкциях разрядников с зазором. Именно эти уникальные и воспроизводимые характеристики делают разрядник MOV с внешним зазором идеальным средством защиты линий распределения и передачи. Схема EGLA на рис. 1, например, уже много лет применяется в Японии, Европе и Мексике в качестве устройства, сертифицированного IEC.

Защита от перенапряжения с разрядником типа EGLA на линиях в Японии.
Защита от перенапряжения с разрядником типа EGLA на линиях в Японии.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Рис. 1: Типичная конфигурация EGLA, установленная на линии электропередачи (в данном случае 115 кВ).
Рис. 1: Типичная конфигурация EGLA, установленная на линии электропередачи (в данном случае 115 кВ).
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Тип IEC EGLA отличается тем, что он предназначен только для защиты линий от молнии. Это достигается простым увеличением расстояния между зазорами до уровня, который не будет искриться при наличии скачков переключения. Для систем напряжением выше 230 кВ тип IEC EGLA не требует больших варисторов для обработки энергии, связанной с импульсными скачками напряжения. Он характеризуется большим сечением зазора и меньшим допуском по размеру зазора, чем EGLAS, которые обсуждаются ниже. Этот тип EGLA также является разрядником, признанным сообществом IEC, и имеет свой собственный специальный стандарт испытаний.

Реклама

Важно подчеркнуть, что EGLA, о котором идет речь в этой статье, является линейным разрядником, предназначенным для устранения перебоев в работе изоляторов, а не для защиты чувствительного оборудования с масляной изоляцией, такого как трансформаторы. Поскольку он используется только для устранения вспышки изолятора, искровое излучение фронта волны этого типа разрядника не имеет значения и не является проблемой применения. Инжир. 2 контрастирует с характеристиками фронта волны EGLAs и NGLAs. Это также демонстрирует, что, хотя EGLAS хорошо работают для устранения пробоя изолятора, нельзя ожидать, что они защитят чувствительную изоляцию трансформатора.

Рис. 2: Защитные характеристики NGLAs по сравнению с EGLAs.
Рис. 2: Защитные характеристики NGLAs по сравнению с EGLAs.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Коммутация и Молниезащита воздушных линий С использованием Разрядников с внешним зазором 
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Режим работы EGLAs
Хорошо скоординированный зазор и варистор EGLA работают совместно для включения и выключения разрядника. Несмотря на высокую искровую характеристику зазора, его более чем достаточно для защиты самовосстанавливающейся изоляции линейных изоляторов-будь то в распределительной системе или даже в системе передачи 500 кВ. Когда грозовой разряд от прямого удара проходит по линии и достигает стандартного изолятора, он перекрывает изолятор и вызывает сбой в системе электроснабжения. Такую неисправность можно предотвратить, используя EGLA для защиты изолятора. В таком случае молния будет направлена через разрядник, который немедленно включается, потому что напряжение выше искрового зазора и точки включения его варисторов. Сразу же после передачи заряда молнии варисторы прекращают весь ток, и нет никакой частоты питания, следующей за током или неисправностью. Прочные характеристики стойкости линейных изоляторов в сочетании с возможностью самовосстановления EGLA делают его идеальным кандидатом для этого типа защиты.

Функция Разрыва и Критерии Проектирования
Зазор всех линейных разрядников с внешним зазором является критическим компонентом при определении напряжения включения. В связи с этим важно, чтобы этот зазор был достаточно большим, чтобы выдерживать типичные перепады напряжения во время временных событий перенапряжения, но при этом достаточно маленьким, чтобы он всегда искрился до того, как защищенный изолятор вспыхнет. На рис. 3 представлен график, на котором показаны различные соображения, определяющие параметры зазора для устройства, которое перегорает как при переключении, так и при ударах молнии. Минимально допустимая настройка зазора EGLA определяется тремя факторами:

1. системное напряжение;
2. ожидаемые уровни временного перенапряжения (TOV); и
3. фактор безопасности.

Максимально допустимый зазор устанавливается как финансовым директором (U50) защищаемой системы, так и соответствующими факторами безопасности.

Реклама

Обоснование и уравнения Минимального Расстояния Между Зазорами

 Коэффициенты ТОВ для различных нейтральных конфигураций
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Для EGLAs типа коммутации и молнии зазор должен быть расположен таким образом, чтобы никакие колебания напряжения на частоте переменного тока не могли привести к его перегоранию. Для достижения этой цели зазор устанавливается таким образом, чтобы выдерживать максимальный ожидаемый уровень временного перенапряжения плюс запас прочности 20%. Максимальное временное перенапряжение любой системы может быть точно определено с помощью моделирования переходных процессов. Это также может быть оценено на основе знания конфигурации заземления исходного трансформатора. Эта процедура в основном аналогична выбору рейтинга MCOV стандартных разрядников типа MOV. Коэффициенты ТОВ, рекомендуемые для этой процедуры, представлены в таблице 1 ниже:

Поскольку до пробоя зазора через разрядник не протекает ток, разрядник не влияет на напряжение пробоя зазора. Минимальное напряжение частоты переменного тока, при котором зазор EGLA будет мигать, составляет:

Снимок экрана 2016-06-03 в 1.29.33 вечера

где:

CFOpf 50% - ное напряжение вспышки частоты мощности (КВРМ)
Максимальное напряжение Esys от линии к линии (kVrms)
Коэффициент tovфактора, согласно таблице 1
Коэффициент безопасности SF1 (обычно 1,2)

Затем минимальное расстояние между зазорами может быть установлено из минимального критического напряжения вспышки (U50), как определено в уравнении 1. 

Снимок экрана 2016-06-03 в 1.31.05 вечера

где:

 Smin-расстояние между зазорами (в дюймах)

Примечание: Это относится к зазорам <79 дюймов или около 200 см (для большего расстояния используется коэффициент зазора).

Реклама

Обоснование и уравнения Максимального Расстояния Между Зазорами

Максимальное расстояние между зазорами установлено таким образом, чтобы минимизировать риск того, что изолятор вспыхнет во время грозового разряда. Для достижения этого необходимо знать финансовый директор защищаемого изолятора и финансовый директор зазора, установленного на безопасном уровне ниже CFOins. Взаимосвязь CFOgap и изолятора CFOgap показана на рис. 3.

Рис. 3: Схематическое представление обоснования расстояния между зазорами.
Рис. 3: Схематическое представление обоснования расстояния между зазорами.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Пределы защиты

Запас прочности является важной частью определения максимального расстояния между зазорами, а минимальный запас прочности определяется как:

MinMOP = CFO90 (U90) зазора ≤ CFO10 (U10) изолятора

где:

Зазор CFO90-это уровень напряжения, который представляет 90% - ную вероятность пробоя зазора.

Изолятор CFO10-это уровень напряжения, который представляет 10% - ную вероятность вспышки изолятора.

Рекомендуемое значение для Gap CFO90 на 7,5% выше финансового директора gap. Рекомендуемое значение для изолятора CFO10 на 7,5% ниже финансового директора изолятора.

Учитывая соотношение максимального финансового директора с зазором, как указано выше, как только финансовый директор изолятора известен, финансовый директор с зазором может быть рассчитан как 85% финансового директора изолятора для обеспечения минимального запаса защиты. Общепризнанным фактом является то, что импульсное пробивное напряжение воздуха составляет 560 кВ/фут или 15 кВ/дюйм при STP.

Уравнение 3 затем описывает соотношение расстояния между зазорами (в дюймах) и финансового директора gap

Снимок экрана 2016-06-03 в 1.34.00 вечера

где:

Smax-максимальное расстояние между зазорами в дюймах

CFOins Финансовый директор изолятора в пике кВ

Vbreakdown Поз. импульсное пробивное напряжение воздуха (принимается как 15 кВ/дюйм при STP)

Коэффициент зазора K (1 для зазоров между стержнем и плоскостью)

Реклама

Другие Соображения По Расстоянию Между Зазорами

К счастью, если на разрядник/изолятор поступит более быстрый скачок напряжения, оба устройства будут мигать при более высоких напряжениях/ Как таковые, как только интервал будет установлен для стандартной волны, он будет работать и для более быстрых волн. Если установка выполняется на большей высоте, расстояние между зазорами должно увеличиваться в зависимости от давления воздуха. Более того, если электроды или разрядник могут перемещаться относительно друг друга, в уравнение необходимо включить второй коэффициент безопасности для учета такого движения.

На зазор также могут влиять условия окружающей среды, но это относится и к изолятору параллельно с EGLA. Если зазор установлен на вспышку перед защищенным изолятором, он останется таким при большинстве погодных условий. Однако, если параллельный изолятор настолько сильно подвержен загрязнению, что он мигает на частоте питания, разрядник не может защитить от этого.

Наконец, как и во всех разрядниках линий электропередачи, управление выводами является важным фактором. В случае EGLA электроды, как правило, короче выводов, и поэтому управление электродами является менее сложной задачей, чем в случае выводов NGLA.

Влияние неправильного расстояния между зазорами
Неправильное расстояние между зазорами может привести к целому ряду проблем. Они будут варьироваться в зависимости от того, установлен ли интервал ниже минимального уровня или выше максимального уровня. Если расстояние между зазорами установлено ниже минимального, возрастает риск вспышки во время временного события перенапряжения и может привести к повреждению или даже выходу из строя разрядника.

Если зазор установлен с расстоянием, превышающим максимально рекомендуемый уровень, изолятор может вспыхнуть до того, как зазор искрится. Хотя это не приведет к отказу разрядника, вспышка может привести к кратковременному или даже долгосрочному отключению. К счастью, расстояние между зазорами EGLA довольно гибкое. Для получения дополнительной информации см. Различные системные напряжения и рекомендуемые настройки зазора, приведенные в таблице 2.

Данные о зазоре для системных напряжений от 13,2 кВ до 230 кВ (при условии, что коэффициент зазора равен 1)
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Соображения о Перегрузке Разрядника
В ситуациях перегрузки разрядника оптимальной конфигурацией было бы использование разъединителя или индикатора отказа, как показано на рис. 4.

Рисунок 4: EGLA монтируется для полного восстановления финансового директора при перегрузке.
Рисунок 4: EGLA монтируется для полного восстановления финансового директора при перегрузке.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Назначение и конструкция электродов
Хотя электроды могут показаться простым компонентом в разрядниках этого типа, они выполняют важные функции, такие как:

Электроды выполняют множество ключевых функций.
Электроды выполняют множество ключевых функций.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
1. Создание надежного места на разряднике или фазном проводнике для любой дуги из-за перенапряжения, чтобы она приземлилась без повреждений;
2. Возможность регулировки расстояния между зазорами, когда это необходимо;
3. Обеспечение поверхности, равноудаленной от противоположного электрода, при условии периодического перемещения изолятора или разрядника;
4. Создание формы, которая имеет последовательную и предсказуемую вспышку;
5. Генерация полного финансового директора в систему при сбое, если электрод и EGLA также оснащены разъединителем (как на рис. 4).

Обратите внимание, что для каждого EGLA требуется по крайней мере два электрода и что второй электрод может быть частью существующей системы, но не обязательно отдельным компонентом разрядника. Электроды также должны соответствовать дополнительным требованиям для обеспечения функций, указанных выше, в том числе:

1. Механическая прочность;
2. Нестареющая отделка;
3. Форма, благоприятная для изменения напряжения системы и потенциала разрядника или фазного проводника;
4. Проводимость, достаточная для скачков напряжения, но не для тока высокой частоты;
5. Приемлемый режим отказа;
6. Достаточная устойчивость к ветровым нагрузкам.

Последовательный варисторный блок (SVU)
Рис. 5: Наложение переменного напряжения на кривую VI SVU, иллюстрирующее их взаимосвязь.
Рис. 5: Наложение переменного напряжения на кривую VI SVU, иллюстрирующее их взаимосвязь.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Варисторный компонент EGLA, также известный как последовательный варисторный блок (SVU), состоит из нелинейных дисков MOV и выполняет единственную базовую функцию, а именно ограничивает ток перенапряжения. По сути, это прекращает событие скачка напряжения, когда скачок напряжения падает. SVU для всех практических целей является NGLA.

Номинальное напряжение SVU
Наиболее важным соображением при выборе номинального напряжения SVU является максимальное напряжение от линии до земли, которое будет испытывать система. Как показано на рис. 5, уровень включения SVU устанавливается чуть выше пикового напряжения сети на землю системы. Как правило, 1 мА Vref SVU должен быть равен или превышать пиковое напряжение от линии к земле. Напряжение разряда EGLA представляет собой сумму напряжений на зазорах, варисторах и выводах. В большинстве случаев это напряжение ниже, чем в случае стандартного разрядника, поэтому он может легко удерживать напряжение значительно ниже CFO защищаемого изолятора.

Энергетические соображения SVU
EGLA установлена на линии в Шэньчжэне, Китай.
EGLA установлена на линии в Шэньчжэне, Китай.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Экранированные Системы Ниже 230 кВ

Для экранированных систем напряжением ниже 230 кВ, которые не оснащены большими батареями конденсаторов, требования к энергопотреблению при грозовом перенапряжении обычно превышают требования к коммутационным перенапряжениям. Поэтому для этого приложения обычно используются разрядники распределительного класса.

Экранированные Системы Выше 230 кВ

В случае системы такого типа необходимо учитывать возможность управления энергией импульсных перенапряжений. Для более длинных линий возможность коммутационного перенапряжения может превышать требования к передаче заряда молнии. Для принятия необходимых определений можно использовать базовое системное исследование или уравнения эмпирического правила из стандарта IEEE C62.11. Возможно даже, что для таких приложений могут потребоваться диски класса станции.

Неэкранированные Системы

Для распределительных систем, которые обычно неэкранированы, стандартного распределительного разрядника будет достаточно для SVU EGLA. Для систем с более высоким напряжением, где возможно совместное использование тока между разрядниками, возможно, потребуется использовать диски с более высокой передачей заряда.

n ЭГЛА многочисленны. Из-за разрыва потери равны нулю, и нет никаких шансов на долгосрочную неисправность исключительно из-за разрядника. Аферы
EGLAS на линии электропередачи в Корее.
НАЖМИТЕ, ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ
Корпус SVU и расстояние утечки
Поскольку SVU не имеет напряжения на своей поверхности, для него не требуется способность выдерживать длительную частоту мощности, характерную для обычного разрядника. Обычно разрядники имеют некоторое напряжение вдоль поверхности в течение всего срока службы. Это напряжение требует, чтобы разрядник имел большее расстояние от поверхности, чем обычно требуется для внутренних компонентов. Единственный раз, когда SVU испытывает напряжение, это во время события зажима от перенапряжения. В других случаях разность напряжений между двумя концами SVU практически равна нулю.

Поскольку в течение всего срока службы SVU нет напряжения по всей длине, расстояние утечки в большинстве случаев может быть равно расстоянию удара. Для загрязненных сред расстояние утечки может потребоваться несколько больше. Снижение материальных потребностей на самом деле является областью возможностей для того, чтобы сделать такие разрядники более устойчивыми с экологической точки зрения.

Помимо обеспечения расстояния утечки, корпус также является основным экологическим уплотнением SVU. Попадание влаги при наличии напряжения является серьезной проблемой для корпуса любого SVU. Несмотря на то, что напряжение переменного тока минимально, по-прежнему важно, чтобы SVU оставался хорошо герметичным.

Защита От Вторжения Дикой Природы
Для разрядников, подаваемых выше 46 кВ, SVU становится достаточно длинным, чтобы не возникало серьезных опасений по поводу животных, соединяющих землю с фазными электродами. Тем не менее, дикая природа все еще может преодолеть этот разрыв. В таких случаях возникающий ток утечки, скорее всего, убьет существо, но не вызовет отключения. Маловероятно, что разрядник выйдет из строя в таких случаях, так как ток ограничен варисторами.

Рекомендации по номинальному напряжению разрядника EGLA
Номинальное напряжение разрядников перенапряжения иногда может сбивать с толку, потому что в стандартах и паспортах данных для разрядников без подключения обычно обсуждаются две оценки: MCOV и оценка рабочего цикла. Однако единственный рейтинг, который действительно имеет значение для пользователей, - это MCOV, или Uc в области IEC.

В случае EGLAs номинальное напряжение, которое действительно имеет значение, также является MCOV. Это максимальное напряжение, которое разрядник может выдерживать в течение всего срока службы и при этом выдерживать любые события TOV по мере их возникновения. Этот уровень заявлен производителем и был проверен в рамках испытания на работоспособность. 8,4 кВ MCOV EGLA является эквивалентом разрядника без зазора 8,4 кВ MCOV. Аналогично, номинальная мощность 70 кВ MCOV для EGLA точно такая же, как и номинальная мощность 70 кВ MCOV для разрядника без зазора.

Выгоды
Преимущества EGLA многочисленны. Из-за разрыва потери равны нулю, и нет никаких шансов на долгосрочную неисправность исключительно из-за разрядника. Строительство также является более устойчивым из-за меньших требований к материалам. Более того, срок службы таких разрядников практически бесконечен из-за минимального напряжения переменного тока, создаваемого на SVU. Более тонкое преимущество заключается в том, что на корпусе можно использовать меньше резины, поскольку расстояние утечки является необязательным. Кроме того, при отсутствии напряжения, подаваемого на варистор после импульса, блоки MOV не нуждаются в сложной формулировке и обработке, как в некоторых других приложениях разрядников.

В будущем линии электропередачи во всем мире будут лучше защищены от кратковременных отключений с помощью разрядников. Основываясь на своих преимуществах, EGLA, вероятно, будет предпочтительным разрядником для этого типа приложений.

Устройство Защиты От Перенапряжения:
Устройства защиты от перенапряжений-это устройства, которые используются для защиты системы от скачков напряжения. Это общий термин, который используется для обозначения любого защитного устройства, используемого для защиты от перенапряжения. SPD предназначен для ограничения переходного перенапряжения и отвода волн тока на землю, чтобы ограничить амплитуду этого перенапряжения значением, которое не является опасным для электроустановок и распределительных устройств.

Термин устройство защиты от перенапряжений (SPD) используется для описания электрических устройств, обычно устанавливаемых в распределительных щитах, системах управления технологическими процессами, системах связи и других промышленных системах большой мощности, для защиты от электрических скачков напряжения и скачков напряжения, в том числе вызванных молнией. 

 схема работы устройства защиты от перенапряжения
Автор Нимааштиани - Собственная работа, CC BY-SA 4.0, Ссылка
​Устройства защиты от перенапряжения классифицируются как:

Ограничители перенапряжения
Устройства Защиты От Перенапряжения
Принцип:
 Согласно Национальному электрическому кодексу (NEC), разрядник от перенапряжения определяется как: "Защитное устройство для ограничения перенапряжений путем разрядки или обхода тока перенапряжения, а также предотвращает протекание тока, сохраняя при этом возможность повторения этих функций".

Ограничители перенапряжения ПРОТИВ Средств Защиты от Перенапряжения:
​Устройства защиты от перенапряжений и ограничители перенапряжений используются для одной и той же работы, т. е. для защиты оборудования от перенапряжений. Однако многие люди путаются в своих заявках. Эта проблема особенно часто возникает на промышленных объектах, водоочистных сооружениях и в некоторых других важных областях.

Ограничители перенапряжения:
 Ограничители перенапряжения обычно устанавливаются на подстанциях для защиты оборудования путем устранения воздействия молнии и переключения перенапряжений.

 разрядник перенапряжения
 

Устройства Защиты От Перенапряжения: 
Основная задача системы защиты от перенапряжений заключается в защите электронных устройств от "скачков напряжения". Устройство защиты от перенапряжения пытается ограничить напряжение, подаваемое на электрическое устройство, либо блокируя, либо замыкая ток, чтобы снизить напряжение до безопасного порога.

 устройство защиты от перенапряжения
Автор СККАХАН - Собственная работа, CC BY-SA 3.0, Ссылка
Как работает сетевой фильтр?
Защита от перенапряжения позволяет электрическому току протекать от розетки к ряду электрических и электронных устройств, подключенных к силовой полосе. Если напряжение на розетке скачет или скачками поднимается выше допустимого уровня, сетевой фильтр отводит дополнительное электричество в заземляющий провод. 

В большинстве устройств защиты от перенапряжений для отвода дополнительного напряжения используется варистор из оксида металла (MOV).

Типы устройств защиты от перенапряжения:
В соответствии со стандартами устройства защиты от перенапряжений подразделяются на три различных типа:

Высоковольтный SPD
Среднее напряжение SPD
Низкое напряжение SPD
SPD низкого напряжения не ограничивают напряжение, как SPD высокого и среднего напряжения. Ограничители перенапряжения низкого напряжения дополнительно подразделяются на три класса:

Тип 1: Этот тип SPD используется в промышленных зданиях для защиты уровней изоляции от внешних скачков напряжения, вызванных молнией. Они могут быть установлены между вторичной стороной сетевого трансформатора и линейной стороной устройства защиты от перегрузки по току основного сервисного оборудования, а также на стороне нагрузки основного сервисного оборудования. Он защищает систему от прямых ударов молнии.

Тип 2: Второй тип SPD низкого напряжения обычно устанавливается на стороне нагрузки устройства защиты от перегрузки по току основного сервисного оборудования. Эти устройства перенапряжения также могут быть установлены в точке входа в сервис, но их следует устанавливать на стороне нагрузки основного устройства защиты от перегрузки по току. Эти типы SPD предотвращают распространение перенапряжения на установки и защищают систему от повреждений.

 устройство защиты от перенапряжения типа 2 spd
Автор Wtshymanski - Собственная работа, CC BY-SA 3.0, Ссылка
Тип 3: Эти типы SPD обычно устанавливаются после основного выключателя и используются в качестве дополнения к типу 2.

Электрические скачки: как они происходят?
Наиболее частой причиной перенапряжения является молния. Во время грозы он может ударить где-нибудь рядом с источником питания и повлиять на проходящее через него напряжение. Когда удар молнии попадает в электрическую систему, он повреждает устройства, подключенные к системе, что приводит к потере эффективности.

Электрические устройства работают в определенном диапазоне напряжений. Когда эти устройства получают напряжение, превышающее указанное напряжение, необходимое для их работы, они повреждаются. Однако электрические системы, защищенные разрядником перенапряжения, не повреждаются, поскольку разрядник гарантирует безопасность электрической системы в обход чрезмерного напряжения на землю.

Разрядник перенапряжения не поглощает все высокое напряжение, проходящее через него, но отводит его на землю, чтобы свести к минимуму влияние напряжения. Он работает с варистором из оксида металла (MOV). MOV-это в основном полупроводник, чрезвычайно чувствительный к напряжению. MOV функционирует как изолятор при нормальном напряжении. При высоком напряжении он работает как проводник, а также как выключатель, который остается открытым при нормальном переменном напряжении и замыкается при прохождении высокого напряжения. 

Как работает разрядник перенапряжения?
Разрядник перенапряжения подключен параллельно с оборудованием, которое необходимо защитить. Эти ограничители перенапряжения ограничивают перенапряжения, возникающие в оборудовании. Энергия, связанная с перенапряжением, передается разрядником на землю, в конечном счете защищая оборудование.

Сильно нелинейная характеристика разрядника позволяет ему ограничивать напряжение на его клемме почти постоянным значением в широком диапазоне токов разрядника. Напряжение на защищаемом оборудовании почти такое же, как и напряжение на разряднике.

Разрядник перенапряжения обычно содержит клемму заземления, а также клемму высокого напряжения. При возникновении электрического перенапряжения ограничитель перенапряжения посылает ток высокого напряжения непосредственно на изоляцию или на землю, чтобы предотвратить повреждение системы.

Чтобы устранить неисправность изоляции, разрядник должен быть установлен надлежащим образом, чтобы изоляция оборудования не подвергалась воздействию перенапряжений. Важно правильно выбрать параметры разрядника, чтобы избежать проблем в системе.

 
Автор Абдулкидвай2009 - Autocad, CC BY-SA 3.0, Ссылка
Важность ограничителей перенапряжения:
Разрядник перенапряжения защищает оборудование от скачков или переходных напряжений в системах электроснабжения, возникающих в результате молнии или коммутационного перенапряжения. Он не только подает дополнительное напряжение на провод заземления, но и позволяет нормальному напряжению продолжать свой путь.

Что такое Молниеотводы | Принцип работы Молниеотводов | Типы молниеотводов 
В сегодняшней статье мы поговорим о том, что такое молниеотводы, каковы их типы, каковы их преимущества и недостатки.

содержание    
Что такое Молниеотводы?
Принцип работы молниеотводов:
Типы молниеотводов:
#1. Ограничитель дорожного зазора:
#2. Разрядник Сферического зазора:
#3. Разрядник звукового сигнала:
#4. Разрядник с несколькими зазорами:
#5. Электролитический разрядник:
#6. Молниеотвод Выталкивающего Типа:
#7. Автоматический предохранитель клапана:
#8. Молниеотводы Клапанного Типа:
Преимущества молниеотвода:
Недостатки молниеотвода:
Что такое Молниеотводы?
Определение: Молниеотводы-это устройство, используемое для защиты от ударов молнии. Они известны как молниеотводы. Поражение электрическим током-это не что иное, как временное увеличение напряжения, дуги, искры и скачка тока, вызванного электричеством.

 

Молниеотвод

 

 
 

С помощью этого инструмента ток перенапряжения опускается в землю, чтобы обеспечить безопасность устройства. Система также может защитить системы электроснабжения и воздушные линии от заземления или прямого поражения электрическим током с помощью сережек.

Устройство спроектировано таким образом, что башни или опоры электропередачи и здания могут использоваться для безопасного снижения избыточного напряжения и токов разряда в землю.

Принцип работы молниеотводов:
Молниеотводы Принцип заключается в том, что как только скачок напряжения проходит по проводнику и достигает места, где он должен быть установлен. Таким образом, это на мгновение нарушит изоляцию проводника, так что скачок напряжения может быть сброшен на землю.


 
Как только напряжение в системе станет меньше, изоляция между землей и проводником будет восстановлена. Ток, текущий к земле, отключается.

Также Читайте: Что такое Масляный Выключатель | Конструкция Масляного Выключателя | Принцип Работы Масляного Выключателя | Типы Масляных Выключателей

Типы молниеотводов:
Молниеотводы используются для защиты электрооборудования от молнии. Он расположен очень близко к устройству. Когда ударяет молния, она понижает свое высокое напряжение до земли. Выбор основывается на различных факторах, таких как напряжение, ток, надежность и т.д., Некоторые из которых перечислены ниже.

Sr. № Типы молниеотводов
#1 Ограничитель дорожного Зазора
#2 Разрядник Сферического зазора
#3 Разрядник звукового сигнала
#4 Разрядник с несколькими зазорами
#5 Импульсный Защитный Зазор
#6 Электролитический разрядник
#7 Разрядник Молнии Выталкивающего Типа
#8 Молниеотвод Клапанного Типа
#9 Тиритовый молниеотвод
#10 Автоматический предохранитель клапана
#11 Разрядник оксидной пленки
#12 Молниеотводы из Оксида Металла
Также Читайте : Разница Между Линией Передачи И Линией Распределения

#1. Ограничитель дорожного зазора:
Конструкция этого разрядника проста и понятна. Этот тип разрядника имеет воздушный зазор между концами 2 стержней. Настройка воздушного зазора этого разрядника установлена таким образом, чтобы он ломался до того, как ему будет нанесен какой-либо ущерб.

Когда на линии высокое напряжение. Так, чтобы на расстоянии была искра и ток избытка спускался на землю. Таким образом, оборудование защищено от повреждений.


 
Ограничитель Дорожного Зазора
Проблема с этим разрядником заключается в том, что после того, как искра зажжена, она может продолжаться некоторое время даже при низком напряжении. При этом используется реактор с ограниченным током последовательно со стержнем для защиты. Барьер ограничивает ток до определенной степени, достаточной для поддержания дуги.

Другая проблема с дорожными интервалами заключается в том, что температура дуги ответственна за повреждение стержня из-за высокой температуры, которая может привести к расплавлению стержня.

Также Читайте : Методы Охлаждения Трансформатора

#2. Разрядник Сферического зазора:
В устройствах этого типа разрядников воздушные расстояния задаются в двух разных областях. Одна сфера соединена с линией, а другая сфера прикреплена к земле.

Расстояние между этими двумя областями держится очень коротким. Удушающая катушка проходит между фазными обмотками трансформатора и подключается к сферической линии.


 
Разрядник Сферического зазора
Разрядники и воздушный зазор установлены таким образом, чтобы разряд не происходил в нормальных рабочих условиях, так как дуга будет проходить вблизи, когда горячий воздух вблизи дуги стремится вверх и по длине, пока он автоматически не прервется.

#3. Разрядник звукового сигнала:
 

Разрядник звукового сигнала
 

Эти разрядники сделаны из металлических кусков в форме рога. Который отделен средой с очень низким содержанием воздуха. И каждая линия устроена таким образом, что она остается замкнутой между землей.

Таким образом, расстояние между двумя электродами таково, что в нормальных условиях оно не заземляется между линией и землей, но если напряжение увеличится, это нарушит расстояние и, следовательно, путь заземления. Найдут.

#4. Разрядник с несколькими зазорами:
Многозазорный разрядник
Разрядники этого типа выполнены в виде небольших металлических цилиндров, расположенных последовательно. Которые отделены друг от друга с помощью воздуха и изолированы друг от друга.


 
Чей первый цилиндр подключен к линии, а последний и его следующий цилиндр последовательно подключены к заземлению. Промежуточный цилиндр имеет шунтирующий барьер через некоторые промежутки времени. Расстояние между цилиндрами зависит от напряжения линии.

Также читайте : Типы MCB и их использование

#5. Электролитический разрядник:
Разрядники этого типа имеют только большую разрядную способность. Он работает таким образом, что тонкая полоска гидроксида алюминия наносится на электролит, полностью погруженный в алюминиевые пластины.

Пластина обладает высокой устойчивостью к низким затратам, но фиксированной стоимостью. Меньшее сопротивление напряжениям, чем. Прокол при напряжении более 400 Вольт и вызывает свободный ток на землю.

Когда напряжение остается на своем нормальном значении 440 вольт, разрядник снова обеспечивает высокое сопротивление на пути и останавливает утечку.

#6. Молниеотвод Выталкивающего Типа:
Разрядники этого типа имеют улучшенное расстояние от стержня, на котором он отключает частоту питания. В этом воздушном растре используется трубка из волокна, которая очень эффективна, разделяя искровой промежуток и прерывистый искровой промежуток внутри волоконной трубки.

Разрядник Молнии Выталкивающего Типа
Искра импульса внутри волокнистой трубки во время работы дестабилизирует часть волокнистого материала дуговой трубки в виде газа, который называется вентиляционным отверстием в нижней части трубки. Таким образом, для гашения дуги точно так же, как и для автоматических выключателей.

#7. Автоматический предохранитель клапана:
Этот тип разрядника состоит из нескольких плоских дисков из сетчатого материала, которые установлены поверх одного и разделены тонкими кольцами из слюды. Содержимое диска неоднородно, и также был добавлен контент администратора.

Таким образом, тлеющий разряд возникает в капиллярах материала, и напряжение падает примерно до 350 Вольт на единицу. Диск сконфигурирован таким образом, чтобы нормальное напряжение не вызывало разряда.

Также читайте : Что такое Заземление | Разница между Заземлением и заземлением

#8. Молниеотводы Клапанного Типа:
Этот тип разрядника применяется к более мощным электрическим системам. Эти устройства состоят из двух основных частей, последовательности разрядников, а также серии дисков нелинейных резисторов.

Эти устройства могут работать всякий раз, когда искра высокого напряжения ударяет в ластовицу, а нелинейные резисторы имеют напряжение заземления. Всякий раз, когда скачок избыточной мощности прекращается, искровые промежутки могут быть раздвинуты резисторами.

Преимущества молниеотвода:
Преимущества молниеотвода заключаются в следующем:

Ущерб, причиненный молнией, может быть сведен к минимуму.
Прост в использовании.
Обеспечивает защиту оборудования за пределами подстанции.
Повреждения воздушной линии можно избежать.
Операций на выходе можно избежать.
Электромагнитные помехи.
Недостатки молниеотвода:
Недостатки молниеотвода заключаются в следующем:

Предотвращает чрезмерное пространство в линии.
Затраты на установку выше.

Что такое Молниеотвод : Принцип работы и его типы
Молния по-разному генерирует скачки напряжения, и они напрямую попадают в ваш дом. Это может поразить проводку цепи в стенах дома. Молния может ударить в объект рядом с вашим домом, чтобы вызвать волну, такую как земля или дерево. Таким образом, он играет важную роль в защите электрических устройств и тяговой установки от скачков напряжения. Надлежащая защита этого устройства крайне необходима для проверки нормального электроснабжения подвижного состава для бесперебойной работы на электрифицированных участках. В этой статье рассматривается обзор молниеотвода, типы, работа, преимущества и недостатки.


Что такое Молниеотвод?
Определение: Цепь, которая защищена от ударов молнии с помощью защитного устройства, известна как молниеотвод. Здесь удары молнии-это не что иное, как скачки с высоким переходным напряжением, дугами изоляции, искрами и токами перенапряжения из-за молнии и т. Д. Эти устройства используются для защиты энергосистем путем направления скачков высокого напряжения в направлении земли. И эти системы питания и над заголовками также могут быть защищены с помощью заземляющего провода или заземления от прямых ударов молнии. Схема молниеотвода показана ниже.

Молниеотвод молниеотвод

Расположение этих устройств может быть выполнено на башнях, опорах электропередачи и зданиях, чтобы обеспечить безопасную полосу для напряжения и тока разряда. Здесь это может произойти во время ударов молнии в сторону земли, чтобы защитить систему от вызванных молнией проблем.

Принцип работы
Принцип работы разрядника молнии заключается в том, что как только скачок напряжения проходит по проводнику, он достигает места установки разрядника, где он установлен. Таким образом, это на мгновение разрушит изоляцию молниеотвода, так что скачок напряжения может быть сброшен на землю. Как только напряжение системы упадет ниже фиксированного значения, изоляция между землей и проводником будет восстановлена. Далее, течение тока к земле будет остановлено.

Типы молниеотводов
Как правило, молниеотводы подразделяются на различные типы. Конструкция молниеотводов отличается в зависимости от их типа, но принцип работы один и тот же. Он обеспечивает путь с низким сопротивлением скачкам напряжения в направлении земли. Эти типы являются

Разрядники звукового сигнала
Как следует из названия, этот разрядник имеет два металлических стержня в форме рога. Расположение этих металлических стержней может быть выполнено вокруг небольшого воздушного зазора. Расстояние между этими двумя стержнями может быть увеличено, потому что они увеличиваются от зазора. Металлические стержни расположены на керамических изоляторах.

Подключение рупора можно осуществить, подключив его к двум разнородным проводам. Одна сторона рупора может быть подключена к линии через катушку сопротивления и дросселя, в то время как другая сторона эффективно заземлена.


Звуковой сигнал-разрядник-разрядник звуковой
сигнал-разрядник
Сопротивление ограничивает поток тока до минимального значения. Дроссельная катушка используется для обеспечения меньшего реактивного сопротивления на обычной частоте мощности, а также обеспечивает высокое реактивное сопротивление на переходной частоте. Поэтому дроссельная катушка не позволяет переходным процессам проникать в защищаемое устройство. Зазор между рожками можно отрегулировать таким образом, чтобы обычного напряжения питания было недостаточно для возникновения дуги.

Многозазорные разрядники
Эти типы разрядников спроектированы с последовательностью металлических цилиндров, которые изолированы и разделены воздушными зазорами друг с другом. В последовательности цилиндров первичный цилиндр подключен к электрической линии, в то время как остальные цилиндры соединены с землей последовательным сопротивлением. Некоторые зазоры между следующими цилиндрами содержат шунтирующее сопротивление, которое улавливает скачок напряжения при избытке напряжения.

Клапанные разрядники
Эти типы разрядников применимы к электрическим системам большой мощности. Эти устройства включают в себя две основные части, такие как последовательность разрядников, а также ряд нелинейных резисторных дисков.


 

Работа этих устройств может выполняться всякий раз, когда экстремальное напряжение вызывает срабатывание разрядников, а нелинейные резисторы удерживают напряжение в пределах земли. Всякий раз, когда всплеск избыточной мощности прекращается, искровые промежутки могут быть раздельно нажаты сопротивлениями.

Разрядники Пеллетного Типа
Проектирование этих разрядников может быть выполнено с помощью стеклянных трубок, заполненных свинцовыми гранулами. Они отделаны изнутри перекисью свинца, покрытой оксидом свинца.

Оксид свинца в составе пероксида свинца не обладает высокой проводимостью. Как только оксид свинца нагревается, он превращается в перекись свинца и обеспечивает место для протекания тока. Всякий раз, когда поток тока передается, пероксид свинца будет заменен обратно на оксид свинца. Этот вид разрядника широко не используется.

Разница между Разрядником молнии и разрядником перенапряжения
Разница между этими двумя заключается в следующем.

Молниеотвод

Разрядник перенапряжения

Установка молниеотвода может быть выполнена за пределами щитовой панели.

Установка ограничителей перенапряжения может быть выполнена внутри панели управления.
Основная функция этого разрядника заключается в защите устройства от внешней поверхности.

 

Основная функция этого разрядника заключается в защите устройства изнутри

Этот разрядник в основном используется для ударов молнии, а также связанных скачков напряжения.

 

Этот разрядник защищает систему от коммутации, молнии, скачков напряжения, переходных процессов и электрических неисправностей.

Этот тип разрядника перенаправляет поток тока на землю по всему устройству разрядника на землю.

 

Этот вид разрядника прерывает скачки напряжения, передает избыточную энергию к заземляющему проводу.

 

Типы молниеотводов: стержневые, сферические, рупорные, многозонные, электролитные и оксидные.

Типы ограничителей перенапряжения: распределительные, низковольтные, станционные, постоянного тока, защита нейтрали, волоконная трубка, сигнал, сеть и т.д.

Этот разрядник нельзя использовать в качестве ограничителя перенапряжения Этот разрядник можно использовать в качестве ограничителя перенапряжения.
Расположение молниеотвода
Расположение этого разрядника может быть выполнено рядом с устройством, которое необходимо защитить. Как правило, они соединены между землей и фазой в системе переменного тока, полюсом и землей в системе постоянного тока. Для каждой фазы в системе переменного тока используется отдельный разрядник.

В высоковольтной системе отклонитель перенапряжения может использоваться для защиты трансформаторов, линий, автоматических выключателей, генераторов, шин, автоматических выключателей и т.д. Разрядник, подобный системе HVDC, в основном используется для защиты фильтра, реактора блока, шин,

Преимущества
Преимущества молниеотвода заключаются в следующем

Материальный ущерб может быть уменьшен в результате ударов освещения.
Наружное оборудование подстанции может быть защищено
Избегайте повреждений в линиях
Можно избежать скачков напряжения на выходе
Электромагнитные помехи
Простой в использовании
Недостатки
Недостатками молниеотвода являются

Он занимает больше места
Стоимость установки высока.
Часто задаваемые вопросы
1). К чему притягивается молния?

В обобщенном сценарии молния не будет притягиваться ничем. Освещение происходит на экстремально высоких диапазонах, на которые влияют минимальные предметы вместе с металлическими корпусами.

2). Как подключен молниеотвод?

Молниеотвод находится в параллельном соединении с устройством, обеспечивающим защиту в местах расположения подстанции, что означает, что между землей и линией подключен разрядник.

3). Молния постоянного или переменного тока?

Нет конкретного вывода о том, что освещение является переменным или постоянным током, оно называется последовательностью импульсных сигналов.

4). Почему выходят из строя молниеотводы?

Пробой разрядника может произойти в ситуациях повреждения диэлектрика или когда устройство не способно работать при повышенном напряжении.

5). Как Молниеотводы Защищают Энергосистемы?

Когда уровни напряжения в системе повышаются, разрядники соединяют путь с землей и рассеивают энергию.

Таким образом, это все об обзоре молниеотвода, его типах, работе, преимуществах и недостатках. Это один из видов электрических устройств, используемых для защиты устройства от высоких напряжений или скачков напряжения. Вот вам вопрос, какова функция молниеотвода?