Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Češi v domácnostech více svítí a experimentují se světlem, doma mají přes 48 milionů svítidel Češi začali v domácnostech více svítit a snaží se vytvořit lepší světelné podmínky:…

Více aktualit

Omezovače přepětí ZnO pro vvn

číslo 6/2004

inovace, technologie, projekty

Omezovače přepětí ZnO pro vvn

Ing. Vladimír Trpišovský,
Tyco Electronics

Firma Tyco Electronics – Divize silnoproud vyrábí široký sortiment omezovačů přepětí s plastovými a porcelánovými plášti pro přenosové sítě. Svodiče přepětí Bowthorpe EMP spolehlivě fungují v různých podmínkách po celém světě již déle než 60 let.
Stálé zdokonalování konstrukce omezovačů a vývoj polymerových plášťů odolných proti působení náročných povětrnostních podmínek a znečištěného prostředí vedly k tomu, že už v roce 1983 – po vývoji a typových zkouškách ve zkušebně vvn v Brightonu – byly omezovače vvn v plastovém izolátoru uvedeny do běžného provozu. V současné době jsou v nejtěžších klimatických podmínkách v přenosových sítích do napětí až 550 kV využívány omezovače přepětí vvn Bowthorpe EMP v polymerovém izolátoru. Rozsáhlé investice vkládané do výzkumu a vývoje umožnily sestrojit zmíněné omezovače, které jsou po celém světě chráněny patenty.

Obr. 1 Obr. 2 Obr. 3

Modulární jednosloupcové omezovače

Základní modul omezovače ZnO je na obr. 1. Charakteristickým rysem (celosvětově) patentované konstrukce je homogenní obal ze skleněných vláken zalitých pryskyřicí, který přiléhá k celému izolovanému povrchu disků ZnO. Modul omezovače jednosloupové konstrukce vyniká dobrou vodivostí dokonce i při velkých nárocích na ohyb a zajišťuje také dielektricky rovnoměrné krytí izolovaného povrchu disků ZnO.

Vnější tvar a modulární konstrukce vytvářejí optimalizované elektrické pole, a proto není vůbec zapotřebí omezovače osazovat prstenci pro řízení pole, popř. tyto prstence jsou minimálních rozměrů.

Modulární jednosloupové omezovače (obr. 2) jsou k dispozici do napětí 132 kV s třídou vybití vedení 2 a se jmenovitým výbojovým proudem 10 kA. Jmenovité napětí třístupňových sloupových modulárních omezovačů lze zvolit v rozmezí od 96 do 126 kV. Minimální absorpční schopnost omezovačů tohoto typu je 4,5 kJ/kV jmenovitého napětí oezovače Ur.

Obr. 1

Obr. 4. Sérioparalelní konstrukce je založena na principu řazení propojených individuálních modulů omezovačů přepětí

Do této skupiny patří i závěsné linkové omezovače vvn (do 220 kV) typu TLA, ukázané na obr. 3.

Omezovače této konstrukce se zpravidla umísťují u obloukových pecí, transformátorů, přenosových vedení (v závěsném provedení), kabelových koncovek a transformoven.

Sérioparalelní omezovače přepětí ZnO vvn v polymerovém pouzdru

Sérioparalelní omezovače v polymerovém pouzdru byly vyvinuty koncem 80. let dvacátého století. Firma má již patnáctileté zkušenosti s omezovači Tyco Electronics Bowthorpe EMP v provozu, a to ve více než 60 zemích.

Sérioparalelní konstrukce vychází z principu řazení individuálních modulů omezovačů přepětí, propojených bezkoronovými příčnými rameny z křemíkových slitin hliníku (obr. 4). Každý modul omezovače je samostatně utěsněn proti pronikání vlhkosti. Využívá dovolené vysoké mechanické namáhání varistorů ZnO, zajištěné skleněnými vlákny impregnovanými vytvrzenou pryskyřicí.

Vnější geometrie a vhodně zvolený materiál napomohly vytvoření omezovače, jehož elektrické pole je v podstatě dokonale rozloženo. Díky tomu jsou rozměry koronového prstence menší.

Celkový průměr sérioparalelního omezovače je vypočítán tak, aby radiální intenzita elektrického pole byla minimální a nacházela se pod hodnotou, která odpovídá nejnepříznivějším podmínkám okolního prostředí. Působením kapacitních vazeb mezi křemíko-hliníkovými spojovacími rameny je elektrické pole na povrchu plochy silikonových plášťů stejně rozloženo. Takovéto uspořádání bylo vyzkoušeno za náročných podmínek (znečištění okolního prostředí).

Povrch velkých rozměrů, který odvádí teplo, dovoluje této konstrukci udržovat tepelnou stabilitu při atmosférickém i spínacím přepětí.

Odolnost omezovačů o napětí 500 kV proti zemětřesení byla ověřena ve dvou známých zkušebnách prostřednictvím Bonneville Power, USA: na Státní univerzitě v Portlandu a NEL v East Kilbride ve Velké Británii.

Obr. 5

Zákazníci mohou využít sérioparalelní omezovače do jmenovitého napětí 525 kV, třída vybití vedení 3 až 5, jmenovitý výbojový proud 10 a 20 kA. Uvedené omezovače se zpravidla používají v transformovnách, u kondenzátorových baterií, ve stejnosměrných propojovacích vedeních, u silových transformátorů a kabelových koncovek.

Typové zkoušky omezovačů ZnO podle IEC 60099-4

  • výdržná izolační zkouška pouzdra omezovače podle IEC § 7.2,
  • zkoušky zbytkových napětí podle IEC § 7.3,
  • výdržná zkouška dlouhým proudovým impulsem podle IEC § 7.4,
  • provozní zkouška při spínacím impulsu podle IEC § 7.5.5,
  • závislost střídavého napětí na čase podle IEC § 5.10,
  • zkratová zkouška podle IEC § 5.11.

Výhody konstrukce omezovačů vvn s polymerovým pouzdrem

V omezovačích vvn s polymerovým pouzdrem nejsou vzduchové mezery a dutinky, vznikají zde pouze minimální vnitřní výboje, při protékání zkratového proudu nedochází k roztříštění omezovače. Výhodou je i jejich malá hmotnost, a proto nejsou zapotřebí podstavce těžkých konstrukcí (obr. 5) a rovněž těžká dopravní a při montáži těžká zdvihací zařízení. Pro řízení elektrického pole stačí prstence běžných velikostí. Díky těmto vlastnostem (výhodám) mohou být kompaktní sérioparalelní omezovače osazeny i v menších prostorech bez porušení elektrických nebo z hlediska přeskoků bezpečných vzdáleností. Jejich modulární konstrukce urychluje montáž, mřížová konstrukce vydrží velké mechanické namáhání, navíc je odolná proti působení seismických pohybů.

Podrobnější informace o omezovačích přepětí ZnO vvn v plastovém obalu zájemcům poskytnou pracovníci Tyco Electronics Czech, s. r. o., Divize silnoproud, na tel. 272 011 103.

Tyco Electronics Czech, s. r. o.
Divize silnoproud
Limuzská 8
100 00 Praha 10
tel.: 272 011 103
fax: 272 700 811
e-mail: EN-CZ@tycoelectronics.cz