Wat is een Metal Oxide Surge Arrester?

Wat is een Metal Oxide Surge Arrester?

Definitie: Een arrester die gebruik maakt van zinkoxide als weerstandsmateriaal wordt een metal oxide surge arrester of ZnO Diverter genoemd. Deze soort arrester biedt bescherming tegen alle soorten AC- en DC-overspanningen. Het wordt voornamelijk gebruikt voor overspanningsbescherming op alle spanningniveaus binnen een elektriciteitsnetwerk.

Bouw en werking van de Metal Oxide Surge Arrester: Zinkoxide is een N-type halfgeleidend materiaal. Het wordt fijn gemalen tot een fijnkorrelige toestand. Meer dan tien dopantmaterialen in de vorm van fijne poeders van isolerende oxiden zoals Bismut (Bi₂O₃), Antimoon Trioxide (Sb₂O₃), Kobalt Oxide (CoO), Mangan Oxide (MnO₂) en Chroom Oxide (Cr₂O₃) worden toegevoegd. Het poedermengsel ondergaat bepaalde behandelingen en wordt vervolgens gespoten gedroogd om een droog poeder te verkrijgen.

Vervolgens wordt het droge poeder samengeperst tot schijfvormige blokken. Deze blokken worden gesinterd om een dicht polycristallijn keramisch materiaal te verkrijgen. De metal oxide weerstands-schijf wordt bedekt met een geleidende stof om de schijf te beschermen tegen negatieve milieuinvloeden.

De geleidende coating zorgt niet alleen voor goede elektrische contacten, maar zorgt ook voor een uniforme stroomverdeling over de schijf. Vervolgens wordt de schijf geplaatst in een porseleinen behuizing die gevuld is met stikstofgas of SF6-gas. Siliconerubber wordt gebruikt om de schijf op zijn plaats te houden en helpt ook bij het overbrengen van warmte van de schijf naar de porseleinen behuizing. De schijf wordt onder druk gehouden met behulp van geschikte veren.

Het ZnO-element in de diverter vervangt de noodzaak voor series vonkgaten. De spanningdaling in een ZnO diverter vindt plaats aan de korrelgrenzen. Aan de grens van elke ZnO-korrel bestaat er een potentieelbarrière die de stroomstroom van de ene korrel naar de andere reguleert.

Bij normale spanningcondities voorkomt deze potentieelbarrière dat er stroom doorheen stroomt. Tijdens overspanningssituaties breekt de barrière echter af, wat leidt tot een snelle overgang van de stroom van een isolerende toestand naar een geleidende toestand. Hierdoor begint de stroom te stromen, en wordt de piek veilig afgeleid naar de grond.

Zodra de piek voorbij is, neemt de spanning over de diverters af, en de stroom verminderd tot een verwaarloosbare waarde in de weerstandseenheden. Er is geen volg-stroom.

Voordelen van de Metal Oxide Surge Arrester

De metal oxide surge arrester biedt de volgende voordelen:

• Het elimineert de risico's van overslaan en de bijbehorende schok voor het systeem wanneer de luchtkokers breken.

• Het elimineert de noodzaak voor een spanningsgradatiesysteem.

• Bij normale werkomstandigheden is de lekstroom in de ZnO-arrester aanzienlijk lager vergeleken met andere soorten diverters.

• Er is geen volg-stroom in een ZnO diverter.

• Het heeft een hoge energie-absorberende capaciteit.

• ZnO-diverters tonen hoge stabiliteit tijdens en na langdurige ontlading.

• In een ZnO diverter is het mogelijk niet alleen schakelpieken, maar ook dynamische overspanningen te controleren. Dit maakt kostenbesparende isolatiecoördinatie mogelijk.

Opmerking: Sintern is het proces van het creëren van een massieve massa materiaal. Dit wordt bereikt door het materiaal te verhitten of door druk toe te passen zonder het materiaal te smelten.