Kõrgepinge{0}}ülekandeliinide liigpingepiirikute ehituspõhimõtted

1. Põhitööpõhimõte: mitte-lineaarne pinge-vooluomadused

Tavaline tööseisund (suur takistus): Toitesageduse pinge all jõuab ZnO takistite eritakistus \\(10^{10}-10^{11}Ω·cm\\). Lekkevool on mikroamprite tasemel (alla 100 μA), toimides peaaegu avatud vooluahelana, ilma et see häiriks süsteemi tööd.

Ülepinge tööseisund (madal takistus): Kui välgu või lülitusliigpinge ületabtööpinge (võrdluspinge), langeb takistus järsult üle kümne tuhande korra. Madala takistusega juhtiv tee moodustub nanosekundite jooksul, et tühjendada piksevoolu (kuni kümneid kuni sadu kiloampreid) ja kinnitadajääkpingeallpool isolatsiooni taluma seadmete taset.

Taastusseisund (suure takistuse taastamine): kui ülepinge kaob, naasevad takistid automaatselt suure-takistuse olekusse ja katkestavad toitesageduse järgimise voolu. Lünkadeta struktuur välistab põhimõtteliselt jooksvad probleemid.

2. Liini -tüüpi MOA üldine struktuurne disain

2.1 Põhikomponent: virnastatud ZnO takisti kolonnid

Materjali koostis: Tsinkoksiid moodustab üle 90% toorainest, segatuna vismuti, antimoni, koobalti ja muude metallioksiididega. Segu paagutatakse temperatuuril üle 1000 kraadi, et moodustada polükristalliline keraamika, mille tera piirkihid tagavad mittelineaarsed elektrilised omadused.

Montaaži vorm: Mitu takistit on ühendatud järjestikku, et vastata erinevate võimsusklasside pingenõuetele (nt 220 kV süsteemides kasutatakse sadu takisteid). Mitme-kolonni paralleelühendus parandab vastupidavust suurele voolule ja energia neeldumisvõimele.

Elektroodid: Madala kontakttakistuse ja ühtlase voolujaotuse tagamiseks on mõlemasse otsa paigaldatud alumiiniumist või vasest metallelektroodid.

2.2 Isolatsiooni- ja tihendussüsteem

Komposiitkorpus: Valmistatud silikoonkummist või etüleenpropüleendieeni monomeerist (EPDM), millel on suurepärane reostuskindlus, vananemiskindlus ja mehaaniline tugevus. See tagab välise isolatsiooni ja üldise tihenduse.

Sisemine isolatsioon: Klaaskiust mähissilindrid või epoksiidist isolatsioonivardad toetavad takisti sammasid, säilitavad koaksiaalsuse ja taluvad mehaanilist pinget.

Tihendusstruktuur: Mõlema otsa metallist otsakatted koos kummist tihendusrõngastega saavutavad täieliku tihenduse, et vältida niiskuse sissepääsu ja takistite jõudluse halvenemist.

2.3 Abikomponendid

Kinnitustarvikud: mõeldud vedrustuse paigaldamiseks ülekandetornidele (vedrustus- või pingutustüüp), tagades mehaanilise stabiilsuse tuule vibratsiooni ja{0}}lühisvoolu korral.

Seireseadmed: Varustatud seeria-ühendatud lekkevoolu monitoride ja tööloenduritega, et jälgida vananemistingimusi ja registreerida käivitusaegu.

Hindamisrõngad: Paigaldatud kõrge-pinge otsa, et optimeerida elektrivälja jaotust, pärssida koroonalahendust ja vähendada osalist tühjenemist.

3. Peamised disainiparameetrid ja valikukriteeriumid

3.1 Elektriliste parameetrite projekteerimine

Nimipinge (\\(U_r\\)): ei tohi olla madalam kui süsteemi maksimaalne tööpinge, et vältida tahtmatut käivitamist ja kontrollida lekkevoolu tavatöös.

Võrdluspinge (\\(U_{ref}\\)): pinge mõõdetuna voolutugevusel 1 mA. Tavaliselt \\(U_r ≈ 0,75-0,8U_{ref}\\), mis määrab aktiveerimise lävipinge.

Jääkpinge (\\(U_{res}\\)): Piisava kaitsevaru tagamiseks ei tohi pikseimpulsi jääkpinge (8/20 μs) ületada \\(2,2U_r\\) ja lülitusimpulsi korral \\(1,8U_r\\).

Energiataluvusvõime: konstrueeritud vastavalt ülekandeliinide maksimaalsele välguvoolule (nt 100 kA) ja lülitusliigpingetest genereeritud energiale, et vältida termilist tõrget.

3.2 Soojuskujundus

Takistite soojusmahtuvus: Ühe takisti energiatihedus ei ole väiksem kui 200 J/cm³. Mitme-veeru paralleelne paigutus hajutab soojust tõhusalt.

Soojuse hajumise tee: Soojus kandub takistitelt elektroodidele ja otsakatetele, seejärel hajub loomuliku konvektsiooni kaudu välisõhku. Komposiitkorpus on konstrueeritud madala soojustakistusega, et vältida kohalikku ülekuumenemist ja kiirendatud vananemist.

3.3 Isolatsiooni koordineerimise projekt

Kooskõlastamine liiniisolaatoritega: Piiriku jääkpinge peab olema madalam kui liiniisolaatorite välkpinge, et piiraja toimiks eelistatavalt isolaatorite kaitsmiseks.

Kõrguse ja reostuse korrigeerimine: Aladel, mis on üle 1000 meetri kõrgusel merepinnast, suurendatakse välist isolatsioonikaugust. Tugevalt saastatud piirkondade jaoks kasutatakse suurema roomamiskaugusega korpuseid.

4. Eelised võrreldes traditsiooniliste liigpingepiirikutega

Lünkadeta struktuur: kõrvaldab seeria sädevahed, millel on nanosekundi{0}}taseme reageerimiskiirus, puudub järgnev vool ning puudub vahe purunemise või vananemise oht, saavutades seega suurema töökindluse.

Suurepärane mittelineaarsus: ZnO takistite palju kõrgem mittelineaarne koefitsient{0}} tagab väiksema lekkevoolu ja jääkpinge täpsema juhtimise, et tagada parem kaitse.

Komposiitkorpus: Asendab traditsioonilisi portselankorpusi, millel on reostuskindluse, purunemiskindluse ja kerge kaal, mis sobib vedrustuse paigaldamiseks ülekandeliinidele.

5. Disaini põhikontseptsioonide kokkuvõte