Le parafoudre peut libérer la foudre ou libérer l'énergie de surtension de fonctionnement du système d'alimentation, protéger l'équipement électrique contre les surtensions instantanées (surtension de foudre, surtension de fonctionnement, impact de surtension transitoire de fréquence de puissance), et peut couper la roue libre sans Un appareil électrique qui provoque un court-circuit à sol dans le système.
Le rôle des parafoudres : Les parafoudres sont des équipements utilisés pour protéger les équipements des sous-stations des ondes de choc de la foudre. Lorsque l'onde de choc de foudre introduite dans la sous-station le long de la ligne dépasse le niveau de protection du parafoudre, le parafoudre se décharge d'abord et le courant de foudre est introduit en toute sécurité dans le sol via un bon conducteur, et le dispositif de mise à la terre est utilisé pour limiter l'amplitude de la tension de foudre en dessous du niveau de choc de foudre de l'équipement protégé, de sorte que l'équipement électrique est protégé.
(1) Lorsque le réseau électrique a une tension d'impulsion instantanée due à la foudre, le parafoudre sera activé en quelques nanosecondes.
(2) Le parafoudre conduit en quelques nanosecondes, court-circuite la tension d'impulsion au sol pour la décharger, puis revient à un état à haute impédance, afin de ne pas affecter l'alimentation électrique de l'équipement utilisateur.
Plusieurs indicateurs impliqués dans le parafoudre :
(1) Caractéristique volt-seconde : fait référence à la relation correspondante entre la tension et le temps.
(2) Flux continu à fréquence industrielle : fait référence au courant de mise à la terre de court-circuit à fréquence industrielle qui traverse le parafoudre lorsque la tension de foudre ou la décharge de surtension se termine, mais la tension à fréquence industrielle agit toujours sur le parafoudre.
(3) Capacité d'auto-récupération de la rigidité diélectrique : relation entre la rigidité diélectrique de l'équipement électrique et le temps, c'est-à-dire la vitesse de rétablissement de la rigidité diélectrique d'origine.
(4) Tension nominale du parafoudre : après que le courant de roue libre à fréquence industrielle passe par zéro pour la première fois, la tension maximale à fréquence industrielle que l'écart peut supporter sans provoquer le réamorçage de l'arc est également appelée tension d'arc.
Classification des parafoudres :
Les parafoudres couramment utilisés sont : type de vanne, type de tube, espace de protection, oxyde métallique, etc.
1. Parafoudre à soupape : Le parafoudre à soupape est principalement divisé en deux catégories : le parafoudre à soupape ordinaire et le parafoudre à soupape de soufflage magnétique. Le parafoudre à soupape ordinaire a les séries FS et FZ. Il existe deux séries de parafoudres magnétiques à soupape de soufflage, FCD et FCZ. La signification des symboles du parafoudre: parafoudre à soupape F, fonction de distribution S (transformation), centrale Z, ligne Y, moteur rotatif D, C avec espace de décharge de soufflage magnétique.
structure:
①Il se compose d'un espace de décharge et d'une plaque de soupape à résistance non linéaire, et est scellé dans un tube en porcelaine.
②L'espace de décharge est composé de plusieurs espaces de décharge simples standard (capacité d'espace) connectés en série, et un groupe de résistances d'égalisation connectées en parallèle peut améliorer la capacité de récupération de la force d'isolation de l'espace.
③La vanne de résistance non linéaire est également composée de nombreuses vannes individuelles en série. L'éclateur est composé de plusieurs électrodes de cuivre en forme de disque, et chaque paire d'entrefers est séparée par une feuille de mica de 0.5-1mm d'épaisseur (type rondelle).
Le processus de fonctionnement du parafoudre: l'éclateur du parafoudre n'est pas décomposé sous la tension de fréquence de puissance normale, mais sous l'onde de foudre et la surtension, l'éclateur du parafoudre est décomposé et la valeur de résistance du la résistance non linéaire change soudainement avec la tension. Lorsque la valeur de résistance devient plus grande, la surintensité s'écoule dans le sol à travers la résistance, et la plaque de soupape de résistance présente une grande résistance à la tension de fréquence de puissance qui accompagne le courant de foudre, de sorte que le courant de fréquence de puissance est bloqué par l'éclateur , et la ligne reprend son fonctionnement normal, et l'éclateur Il coopère étroitement avec la plaque de soupape de résistance et s'ouvre et se ferme comme une soupape, on l'appelle donc un parafoudre.
Circuit équivalent du parafoudre :
Application du parafoudre de soupape :
Les séries FS sont généralement utilisées pour protéger les équipements et circuits de transformation et de distribution d'énergie en raison de la petite plaque de soupape et de la faible capacité de débit du parafoudre.
En raison de la grande plaque de soupape et de la connexion parallèle des résistances en carbure de silicium dans l'éclateur, la série SZ a une grande capacité de débit et est généralement utilisée pour les équipements électriques de 35KV et plus.
2. Espace de protection : L'espace de protection est l'équipement de protection contre la foudre le plus simple, généralement en acier rond galvanisé, composé d'un espace principal et d'un espace auxiliaire. L'espace principal est rendu angulaire et installé horizontalement pour l'extinction de l'arc. Afin d'empêcher l'espace principal d'être court-circuité par des corps étrangers et de provoquer un dysfonctionnement, un espace auxiliaire est connecté en série sous l'espace principal. Étant donné que la capacité d'extinction d'arc de l'espace de protection est faible, il est généralement nécessaire de l'utiliser avec un dispositif de réenclenchement automatique pour améliorer la fiabilité de l'alimentation électrique.
structure:
①Il est composé d'un espace principal et d'un espace auxiliaire.
②L'espace principal adopte une forme angulaire, de sorte que l'arc de roue libre à fréquence industrielle est facile à monter et à s'allonger sous l'action de sa propre force électrodynamique et de son flux d'air thermique, puis s'éteint de lui-même.
③Le rôle de l'espace auxiliaire : pour empêcher l'espace principal d'être court-circuité par des objets étrangers et de provoquer des accidents de court-circuit à la terre.
Espace de protection et application insuffisants :
(1) Le principal inconvénient est que le fort courant d'appel endommagera l'isolation entre phases du transformateur triphasé.
(2) Application Il est souvent utilisé dans les réseaux de distribution d'énergie où le point neutre n'est pas directement mis à la terre en dessous de 10KV. Il est généralement installé à l'intérieur du fusible haute tension pour réduire le nombre de déclenchements du disjoncteur de ligne de la sous-station.
3. Parafoudre tubulaire : L'élément de base du parafoudre tubulaire (parafoudre d'échappement) est l'éclateur installé dans le tuyau de production de gaz, et l'espace est composé d'électrodes en forme de tige et en forme d'anneau. Le parafoudre à tube est composé de l'espace intérieur et de l'espace extérieur du tube d'extinction d'arc. Le tube d'extinction d'arc est généralement constitué de fibres de bakélite et d'autres matériaux pouvant générer des gaz à haute température. Lorsque des ondes de foudre et des surtensions surviennent, les espaces intérieurs et extérieurs du parafoudre tubulaire sont décomposés et la surintensité s'écoule dans la terre à travers le fil de mise à la terre. Le courant à fréquence industrielle qui en résulte produit un arc puissant, qui brûle la paroi du tube et produit une grande quantité de gaz éjecté de l'embouchure du tube, soufflant rapidement l'arc. Dans le même temps, l'isolation de l'espace externe est restaurée, l'extincteur ou le parafoudre est séparé du système et le courant est rétabli.
Insuffisance et application du parafoudre tubulaire :
(1) Il peut couper un courant important et convient à une installation dans la section de ligne entrante de la sous-station et à certains endroits avec une faible isolation sur la ligne. Cependant, en raison des caractéristiques structurelles inhérentes du parafoudre de type échappement, son éclateur est exposé à l'atmosphère et ses performances électriques ne sont pas suffisamment stables. Ce type de parafoudre est donc rarement utilisé.
(2) Étant donné que le parafoudre à tube repose sur le courant de fréquence de puissance pour générer l'extinction de l'arc de gaz, si le courant de court-circuit est trop important et que le gaz généré dépasse la résistance mécanique du tube d'extinction d'arc, il se fissurera ou explosera, de sorte qu'il est généralement installé à l'extérieur.
4. Parafoudre à oxyde de zinc métallique : (1) Parafoudre à oxyde de zinc métallique sans espacement (parafoudre sensible à la pression), un nouveau type de parafoudre qui a commencé à apparaître dans les années 1970. Par rapport aux parafoudres traditionnels, les parafoudres à oxyde métallique sans espace n'ont pas d'éclateur et l'oxyde de zinc est utilisé à la place du carbure de silicium dans les parafoudres à soupape. Structurellement, les plaques de soupape constituées de piézorésistances sont empilées et la plaque de soupape présente la plus grande résistance sous tension à fréquence industrielle, ce qui supprime efficacement le courant à fréquence industrielle et présente une faible résistance dans des conditions de surtension, ce qui peut très bien libérer les surintensités, protéger l'équipement.
(2) Il y a un parafoudre à oxyde métallique avec un intervalle en série. La plaque de résistance du parafoudre à oxyde métallique avec une enveloppe composite est connectée en série avec une pièce d'espacement, qui convient aux systèmes de mise à la terre à point non neutre. Lorsqu'une seule phase est mise à la terre, une surtension transitoire à long terme relativement grave peut se produire, et il est difficile pour le parafoudre à oxyde de zinc sans entrefer de supporter cette surtension. Cependant, le parafoudre à oxyde de zinc avec un intervalle en série ne fonctionne pas sous la surtension d'une mise à la terre monophasée avec une amplitude plus faible, ce qui signifie que le parafoudre est isolé du réseau. Lorsque la tension est supérieure à la tension précitée, l'entrefer conduit et le parafoudre se décharge. Des équipements de protection efficaces et des parafoudres.
Avantages des parafoudres à oxyde métallique :
(1) Excellentes performances de protection. MOA a de très bonnes caractéristiques non linéaires.
(2) Grande capacité de débit. Il a une bonne capacité à absorber les surtensions de foudre et les surtensions transitoires.
(3) Plus grande fiabilité opérationnelle. Dans des conditions de travail normales, il est proche de l'état d'isolation, le courant de roue libre de la fréquence de puissance n'est qu'au niveau du microampère, la libération d'énergie revient rapidement à l'état de haute résistance, la fiabilité de fonctionnement est élevée et la capacité anti-pollution est fort.