Die Vorteile von Zinkoxid-Überspannungsableitern mit eingebauten Stromwandlern

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Die Vorteile von Zinkoxid-Überspannungsableitern mit eingebauten Stromwandlern

Datum: 13.09.2021

1) Probleme mit traditionellenZinkoxid-Überspannungsableiter.

1. Es bestehen potenzielle, versteckte Sicherheitsgefahren am Arbeitsplatz.
Momentan,Zinkoxid-Überspannungsableiterwerden zusammen mit Überwachungsgeräten installiert, und ihre Struktur ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Wenn dieZinkoxid-ÜberspannungsableiterBeim Betrieb des Überspannungsableiters entsteht an R1 der Überwachungseinrichtung eine Restspannung. Die von verschiedenen Überwachungseinrichtungen erzeugte Restspannung variiert, kann aber gemäß der Norm „AC Gapless Metal Oxide Lightning Arrester“ (GB 11032) bis zu 3 kV betragen. Das heißt, am Eingang der Überwachungseinrichtung liegt beim Betrieb des Ableiters eine Restspannung von bis zu 3 kV an. Diese Restspannung überlagert sich der Restspannung nach Aktivierung des Zinkoxid-Ableiters, wodurch der Gesamtwert der Restspannung des Zinkoxid-Ableiters ansteigt und die Wirksamkeit der Überspannungsunterdrückung beeinträchtigt wird.BlitzableiterBei einem Umspannwerk mit einer Nennspannung von 10 kV und einem Nennentladestrom von 5 kA beträgt die typische Restspannung des Blitzstoßstroms 27 kV. Wird die Restspannung des Überwachungsgeräts von 3 kV überlagert, erreicht die Gesamtrestspannung des Ableiters 30 kV. Dies entspricht einer Erhöhung der Restspannung um 11,1 %, wodurch sich die Betriebseigenschaften des Ableiters erheblich verändern und seine Überspannungsschutzwirkung geschwächt wird.

Um dem Betriebspersonal die Überprüfung und Aufzeichnung der Daten zu erleichtern,Zinkoxid-ÜberspannungsableiterDas Überwachungsgerät wird üblicherweise in einer Höhe von etwa 1,8 m über dem Boden installiert. Bei einer maximalen Eingangsspannung von 3 kV am Überwachungsgerät besteht eine erhebliche Gefährdung der Personensicherheit am Arbeitsplatz.

2. Es gibt versteckte Gefahren in der Betriebssicherheit.

Die Verdrahtung der traditionellenZinkoxid-ÜberspannungsableiterDie Detektionsvorrichtung ist in Abbildung 1 dargestellt. Isoliersockel, Draht und Überwachungseinrichtung sind Zusatzkomponenten zur Messung des Leckstroms des Zinkoxid-Ableiters unter Betriebsspannung. Diese Komponenten sind für den normalen Betrieb des Ableiters selbst nicht erforderlich. Durch den Einsatz dieser Zusatzkomponenten erhöht sich die Wahrscheinlichkeit von Geräteausfällen. Unabhängig davon, an welcher Komponente ein Defekt vorliegt, kann dies zum Ausfall des Ableiters und zu Beeinträchtigungen der Betriebsstabilität führen. Beispielsweise treten im praktischen Einsatz häufig Probleme mit dem Isoliersockel auf: Feuchtigkeit, Isolationsfehler oder Beschädigungen. Dies beeinträchtigt den Betrieb und die Überwachung des Ableiters.

Laut Online-Statistiken traten in einem bestimmten Jahr bei Zinkoxid-Überspannungsableitern folgende schwerwiegende und kritische Mängel auf: 21 Gehäusefehler, 110 anormale Ableitströme, 13 anormale äußere Isolierungen, 1 fehlerhafter Flansch, 8 fehlerhafte Leiter und 10 Probleme mit der Entwässerungsleitung. Die Überwachungseinrichtung wies 183 Fehlfunktionen auf. Es zeigt sich, dass zusätzliche Ausrüstung einen erheblichen Einfluss auf den stabilen Betrieb des Ableiters hat. Weitere statistische Daten belegen, dass in einem bestimmten Jahr insgesamt 2.509 Defekte an Blitzableitern mit 110 (66) kV und darüber auftraten. Davon entfielen 31,79 % auf Defekte der Ableiter aufgrund anormaler Ableitstrommessungen und 52,89 % auf Defekte der Überwachungseinrichtungen.

2) Vorteile des Zinkoxid-Überspannungsableiters mit eingebautem Stromwandler
1. Bei Zinkoxid-Überspannungsableitern mit integriertem Stromwandler entfallen im Installationsverfahren die Isolierbasis und die Zuleitung. Der untere Flansch wird, wie in Abbildung 2 dargestellt, über den Ableiter direkt mit dem Erdungsnetz verbunden. Dadurch werden die Überwachungseinrichtungen für Leckströme und Entladeströme reduziert. Dies eliminiert sowohl die Erhöhung der Gesamtrestspannung des Ableiters durch die Überlagerung der Restspannung der Überwachungseinrichtung als auch die Erhöhung der Gesamtrestspannung durch die Überlagerung der Funkentladungsspannung aufgrund eines offenen Erdungskreises.
2. Da der Ableitstrom des Überspannungsableiters vom Stromwandler abgenommen wird, entsteht während des Betriebs des Ableitableiters am Standort des vor Ort installierten Ableitstrommessgeräts keine Hochspannung, wodurch die Sicherheit der Bediener nicht mehr gefährdet wird. Somit wird die Betriebssicherheit des Zinkoxid-Ableitableiters wirksam verbessert.
3. Durch die Reduzierung zusätzlicher Bauteile wie Isoliersockel, Drähte usw. wird auch die Wahrscheinlichkeit, dass der Zinkoxid-Überspannungsableiter aufgrund von Defekten dieser zusätzlichen Bauteile während des Betriebs ausfällt, erheblich verringert.
4. Das Überwachungsgerät selbst ist nicht mehr mit dem Hochspannungskreis verbunden. Sollte das Überwachungsgerät ausfallen und ersetzt werden müssen, ist eine Abschaltung des Überspannungsableiters nicht erforderlich. Dadurch wird die Betriebssicherheit des Zinkoxid-Überspannungsableiters deutlich erhöht.