Struttura del Parafulmine e Tecnologia di Prova Elettrica

Padroneggia la struttura interna dei Paraf fulmini in ossido di zinco (MOA) e i test elettrici critici, inclusi il riferimento alla tensione continua e la corrente di fuga per i sistemi di potenza.

Vziman

Campo: Produzione

10Year<

China

Aggiungici su Google

1. Ruolo critico dei parafulmini nella protezione degli eccessi di tensione nei sistemi elettrici

Il parafulmine svolge il ruolo principale di difesa contro gli eccessi di tensione nei sistemi elettrici. Il suo stato operativo determina direttamente la sicurezza dell'isolamento di apparecchiature principali come trasformatori, motori e apparati di commutazione. I Parafulmini in Ossido di Zinco (MOA), con le loro superiori caratteristiche non lineari di corrente-tensione, sono diventati i dispositivi protettivi più ampiamente utilizzati nelle reti moderne. Comprendere profondamente la loro configurazione interna ed eseguire test preventivi scientifici sono essenziali per identificare difetti nascosti come l'invecchiamento della valvola o il fallimento del sigillo, garantendo la stabilità a lungo termine della rete.

2. Configurazione interna e modelli di caratteristiche elettriche dei MOA

2.1 Definizioni chiave

Parafulmine in Ossido di Zinco (MOA): Un dispositivo di protezione che utilizza la resistenza non lineare delle valvole in ossido di zinco per limitare gli eccessi di tensione. Mantiene uno stato ad alta impedenza a tensione di funzionamento normale e passa rapidamente a uno stato ad impedenza bassa durante un eccesso di tensione per limitare la tensione residua entro limiti sicuri.

2.2 Caratteristica V-I della valvola in ossido di zinco:

I=k⋅U^α

Descrizione:
Questa relazione descrive il comportamento non lineare di corrente e tensione delle valvole in ossido di zinco. $I$ è la corrente che scorre attraverso la valvola, $U$ è la tensione applicata, e $k$ è una costante del materiale. $α$ (il coefficiente di non linearità) è il parametro di prestazione chiave; un valore più alto indica una maggiore capacità di limitazione della tensione durante gli eccessi di tensione e una minore perdita di potenza a tensione di funzionamento continua.

2.3 Componente di corrente resistiva:

I_r=I⋅cosϕ

Descrizione:
La corrente totale $I$ in un parafulmine è composta da un componente capacitivo e da un componente resistivo $I_{r}$ . Misurando l'angolo di fase $ϕ$ , si può isolare la corrente resistiva che rappresenta il consumo di energia e lo stato di invecchiamento della valvola. Un aumento significativo di $I_{r}$ è un segnale diretto di ingresso di umidità o degradazione della valvola.

2.4 Classificazione strutturale

Alloggiamento isolante: suddiviso in alloggiamenti in porcellana e compositi (gomma silicone). Gli alloggiamenti compositi offrono un'ottima resistenza alle esplosioni e una superiore resistenza alla contaminazione.
Nucleo interno: composto da valvole di ossido di zinco, supporti isolanti e molle di pressione per garantire un contatto elettrico stretto.
Sistema di sigillatura: solitamente impiega un sistema di sigillatura a doppio strato riempito con azoto ad alta purezza per prevenire l'ossidazione e la contaminazione da umidità.

3. Approfondimento sui test preventivi elettrici convenzionali

3.1 Misurazione della resistenza di isolamento

Misurata utilizzando un tester di resistenza di isolamento a 2500 V o 5000 V. Per i parafulmini a 35 kV e inferiori, la resistenza di isolamento dovrebbe generalmente non essere inferiore a 1000 M $Ω$ . Per 110 kV e superiori, non dovrebbe essere inferiore a 2500 M $Ω$ .

3.2 Tensione di riferimento continua $U_{1 mA}$ :

U_1 mA=f(I=1 mA)

Descrizione:
Questo valore è il parametro di test preventivo più critico. Misura la tensione continua necessaria per far fluire una corrente di 1 mA attraverso il parafulmine. Il valore misurato dovrebbe essere confrontato con il rapporto di prova in fabbrica; una deviazione superiore a $\pm 5%$ indica una potenziale degradazione delle valvole o una distribuzione del potenziale non uniforme.

3.3 Corrente di fuga al 75% $U_{1 mA}$ :

I_0.75≤50 μA

Descrizione:
Misura della corrente di fuga a 0,75 volte la tensione di riferimento continua. Generalmente, la corrente non dovrebbe superare 50 $μ$ A. Un valore significativamente più alto indica l'ingresso di umidità a causa di un guasto del sigillo o una contaminazione superficiale grave.

3.4 Tabella dei dati tecnici e confronto diagnostico

Voce di Prova	Standard di Passaggio (MOA 110 kV)	Manifestazione Tipica di Guasto	Raccomandazione Diagnostica
Resistenza d'Isolamento	$\geq 2500$ M $Ω$	Decresce esponenzialmente a 500 M $Ω$	Umidità interna o flashover esterno
$U_{1 mA}$ Tensione	$\geq 145$ kV (Valore di riferimento)	Diminuzione superiore al $5%$	Invecchiamento della valvola o degradazione del materiale
75% $U_{1 mA}$ Corrente	$\leq 50$ $μ$ A	Aumenta oltre 200 $μ$ A	Guasto della tenuta, ingresso di umidità

4.Manuale operativo per i test preventivi sul campo e applicazione

4.1 Passaggi di esecuzione dei test sul campo

Preparazione: Pulire accuratamente la superficie del parafulmine per eliminare l'effetto della corrente di fuga superficiale sui risultati della misurazione.
Collegamento: I cavi ad alta tensione devono essere il più corti possibile con un'adeguata distanza, e il terminale inferiore deve essere collegato a terra in modo sicuro.
Test: Aumentare gradualmente la tensione fino a quando la corrente raggiunge 1 mA e registrare la tensione; quindi ridurre al 75% per registrare la corrente di fuga.
Scarica: Dopo il test, il parafulmine deve essere completamente scaricato utilizzando una sbarra di scarica dedicata.

4.2 Precauzioni critiche

Applicazione dell'anello di schermo: Quando si testa $U_{1 mA}$ in ambienti ad alta umidità, dovrebbe essere applicato un anello di schermo sulla superficie in porcellana e collegato a terra per eliminare l'influenza della corrente superficiale sui dati della valvola.
Correzione della temperatura: Mentre $U_{1 mA}$ è meno influenzato dalla temperatura, la corrente resistiva è altamente sensibile. I dati registrati a temperature ambiente superiori a 30 gradi Celsius dovrebbero essere convertiti per un confronto adeguato.

4.3 Scenari di applicazione e risultati attesi

Ambito: Applicabile alle ispezioni primaverili annuali, ai test di consegna dopo la revisione degli impianti e alle ronde speciali prima e dopo la stagione dei fulmini.
Risultati attesi: Seguendo rigorosamente questi standard di test, il tasso di guasto dei parafulmini può essere ridotto di oltre l'80%. Questo approccio può intercettare con precisione oltre il 95% degli apparecchi "difettosi" nelle fasi iniziali dell'ingresso di umidità o dell'invecchiamento, aumentando significativamente la durata e la sicurezza delle risorse della rete a 110 kV e superiore.

Dai una mancia e incoraggia l'autore!

Argomenti:

Parafoudre

Struttura MOA

Protezione contro i sovraccarichi

Commenti

Condividi la tua domanda o prospettiva

Struttura del Parafulmine e Tecnologia di Prova Elettrica

Commenti

Correlati Conoscenza