Vad är en metalloxidbaserad överspänningsbeläggare?

Vad är en metalloxidöverhastighetsbegränsare?

Definition: En överhastighetsbegränsare som använder zinkoxidhalvledar som resistormaterial kallas för en metalloxidöverhastighetsbegränsare eller ZnO-diverter. Denna typ av begränsare ger skydd mot alla typer av överspänningar i både växel- och likström. Den används huvudsakligen för överspänningskydd på alla spänningsnivåer inom ett elkraftsystem.

Konstruktion & Funktionsätt för metalloxidöverhastighetsbegränsare: Zinkoxid är ett N-typ halvledarmaterial. Det pulveriseras till ett fintkornigt tillstånd. Mer än tio dopningsmaterial, i form av fina pulver av isolerande oksider såsom Bismut (Bi₂O₃), Antimontrioxid (Sb₂O₃), Koboltoksid (CoO), Manganoksid (MnO₂) och Kromoksid (Cr₂O₃), läggs till. Pulverblandningen undergår vissa behandlingsprocesser och torkas sedan genom sprutspridning för att ge ett torrt pulver.

Därefter pressas det torra pulvret till skivformade block. Dessa block sinteras för att erhålla en täthet polykristallin keramik. Metalloxidresistorskivan övertäcks med ett leddaende preparat för att skydda skivan från negativa miljöpåverkan.

Den ledande beläggningen ger inte bara riktiga elektriska kontakter utan säkerställer också en jämn strömfördelning över skivan. Därefter placeras skivan i ett porcelanhölje som fylls med antingen kvävegas eller SF6-gas. Silikonkautschuk används för att fastsätta skivan och hjälper också till att överföra värme från skivan till porcelanhöljet. Skivan hålls under tryck med hjälp av lämpliga fjädervirklare.

ZnO-elementet i divertern ersätter behovet av seriekopplade gnistgap. Spänningsfall i en ZnO-diverter uppstår vid grengränserna. Vid gränsen mellan varje ZnO-grain finns det en potentialbarriär som styr strömmens flöde från en grain till nästa.

Under normala spänningsförhållanden hindrar denna potentialbarriär strömmen från att flyta. Men under överspänningssituationer bryts barriären ner, vilket leder till en skarp övergång av strömmen från ett isolerande tillstånd till ett ledande tillstånd. Som en följd börjar strömmen flyta, och överhastigheten dirigeras säkert till marken.

När överhastigheten har passerat minskar spänningen över diverterna, och strömmen minskar till ett försumbart värde i resistorenheter. Det är värt att notera att det inte finns någon effektföljeströmm.

Fördelar med metalloxidöverhastighetsbegränsare

Metalloxidöverhastighetsbegränsaren erbjuder följande fördelar:

• Den eliminerar riskerna för gnistövergång och den associerade chocken för systemet när gap bryts ner.

• Den eliminera behovet av ett spänningsgradningsystem.

• Under normala driftförhållanden är läckageströmmen i ZnO-begränsaren betydligt lägre jämfört med andra typer av diverter.

• Det finns ingen effektföljeströmm i en ZnO-diverter.

• Den har en hög energiabsorberingskapacitet.

• ZnO-diverter visar hög stabilitet både under och efter långvarig utsläppning.

• I en ZnO-diverter är det möjligt att kontrollera inte bara kopplingsöverhastigheter utan även dynamiska överspänningar. Detta möjliggör kostnadseffektiv isoleringssynkronisering.

Notera: Sintering är processen att skapa en solid massa material. Detta uppnås antingen genom att heta upp materialet eller genom att applicera tryck på det utan att smälta materialet.