Vòng san áp cho bộ chống sét

I. "Ngưỡng Điện Áp": Khi Nào Chúng Ta Bắt Đầu Sử Dụng Chúng?

Việc cấu hình vòng san bằng điện áp cho Chống sét van Oxit Kim Loại (MOA) tuân theo các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt dựa trên cấp điện áp và chiều cao vật lý:

1. $\le 35\text{kV}$: Hiếm khi được sử dụng. Chiều cao vật lý của chống sét van nhỏ (thường $<1\text{m}$), và tác động của điện dung ký sinh lên phân bố điện thế là không đáng kể.
2. $66\text{kV}$: Cấp chuyển tiếp. Không phải tiêu chuẩn cho mọi ứng dụng, nhưng có thể được sử dụng ở các khu vực có độ cao lớn hoặc ô nhiễm nặng để ức chế vầng quang điện.
3. $110\text{kV}$: Ngưỡng tới hạn. Đây là ranh giới kỹ thuật. Chiều cao của chống sét van tăng lên đáng kể, và sự phân bố điện thế dọc trục trở nên không đồng đều. Vòng san bằng điện áp là bắt buộc từ 110kV trở lên.
4. $220\text{kV}$ đến $1000\text{kV}$ (UHV): Cấu hình bắt buộc tiêu chuẩn. Khi điện áp tăng lên, các vòng san bằng điện áp phát triển thành các cấu trúc phức tạp (vòng kép, vòng elip hoặc kiểu lồng) để xử lý biến dạng điện trường cực đoan.

II. Ba Trụ Cột Chức Năng

1. Tối ưu hóa phân bố điện thế dọc trục

Một chống sét van bao gồm một chồng hàng trăm varistor Oxit Kẽm (ZnO). Về lý tưởng, mỗi varistor sẽ chịu điện áp như nhau. Tuy nhiên, ở điện áp cao, điện dung ký sinh (CgCg) giữa các phụ kiện đầu trên và mặt đất gây ra "dòng rò" ra không khí.

• Vấn đề: Nếu không có vòng san bằng, 20% varistor ở phần trên sẽ chịu gần 50% tổng điện áp, dẫn đến quá nhiệt cục bộ và lão hóa sớm.
• Giải pháp: Vòng san bằng điện áp cung cấp một điện dung bù để chống lại điện dung ký sinh, buộc điện áp phân bố tuyến tính trên toàn bộ chồng varistor.

2. Ức chế vầng quang điện

Các bộ phận kim loại sắc nhọn (bu lông, mép mặt bích) ở đầu chống sét van có bán kính cong ($R$) rất nhỏ. Theo công thức $E=V/R$, bán kính nhỏ dẫn đến cường độ điện trường ($E$) cực kỳ cao.

• Vấn đề: Khi $E$ vượt quá $30\text{kV/cm}$, không khí bị ion hóa, gây ra phóng điện vầng quang, tạo ra ozone ăn mòn các gioăng đệm và gây ra nhiễu điện từ (EMI).
• Giải pháp: Vòng san bằng điện áp, với đường kính ống lớn, làm tăng bán kính cong ở đầu cao áp, đẩy trường cường độ cao ra xa bề mặt kim loại và hiệu quả "làm mượt" trường điện.

3. Sự tiến hóa cấu trúc qua các cấp điện áp

Khi điện áp hệ thống tăng lên, vòng san bằng điện áp phát triển từ một vòng kim loại đơn giản thành các hệ thống nhiều tầng phức tạp:

1. $110\text{kV}-220\text{kV}$ (Vòng đơn): Chủ yếu để phân bố điện thế. Đường kính ống thường là $40\text{mm}-60\text{mm}$.
2. $500\text{kV}$ (Vòng lớn/Hình elip): Các thiết bị chống sét van có thể cao hơn 5 mét. Các vòng có đường kính lớn hoặc hình elip được sử dụng để đảm bảo phạm vi bao phủ trong khi vẫn duy trì khoảng cách pha.
3. $750\text{kV}-1000\text{kV}$ (Vòng nhiều tầng/Vòng lồng): Các hệ thống điện áp siêu cao (UHV) sử dụng "Vòng kép" hoặc "Vòng lồng". Những vòng này điều chỉnh chính xác điện thế cho từng phần của chồng varistor để ngăn ngừa sự cố đánh thủng nhiệt trong các điện trường cực đoan.

Danh mục kiểm tra kỹ thuật cho bảo trì

Khi thực hiện kiểm tra tại hiện trường, hãy ghi nhớ các Mẹo chuyên gia sau:

1. Xác minh 110kV: Nếu bạn bắt gặp một thiết bị chống sét van $110\text{kV}$ không có vòng san bằng điện áp, hoặc nếu vòng bị nghiêng nghiêm trọng, nó phải được khắc phục ngay lập tức. Các varistor ở đỉnh rất có thể sẽ bị suy giảm trong vòng $2-3$ năm.
2. Độ chính xác chiều cao lắp đặt: Mặt phẳng tâm của vòng phải thẳng hàng với tâm của phần varistor đầu tiên. Sai số thẳng đứng $>50\text{mm}$ làm giảm hiệu suất san bằng điện áp trên $15\%$.
3. Vật thể lạ: Tuyệt đối không để tổ chim hoặc dây điện lỏng lẻo treo trên vòng. Những vật thể này phá vỡ sự cân bằng "bán kính cong" và có thể dẫn trực tiếp đến ngắn mạch pha-pha.

Ghi chú kỹ thuật ROCKWILL: Đối với các dự án EHV/UHV, luôn sử dụng các vòng san bằng điện áp đã được xác minh thông qua Mô phỏng điện trường (FEA) chính xác để đảm bảo độ ổn định vòng đời $50\text{-year}$ của thiết bị.

Liên hệ với chúng tôi:

• Web: www.rockwill.com

Biên tập từ：Dyson