Одводници пренапона
1
Семинарски рад
Висока школа техничких струковних студија Чачак
Висока јединица Лазаревац
Предмет: Електране и разводна постројења
Школска година: 2016/17
семинарски рад:
ZnO oдводници пренапона
Професор: Др. Проф. Драган Брајовић
Mентор: Љиљана Живић
Студент: Дарко Филиповић
Број индекса: 1204/15
Одводници пренапона
2
Семинарски рад
Садржај
:
1. Увод ....................................................................................... 3.
2. Конструкција ZnO одводника пренапон .............................. 4.
3. Особине ZnO одводника пренапона .................................... 6.
4.
Основне карактеристике ZnO одводника пренаона ............ 7.
5.
Термичка стабилност ZnO одводника пренапона ............... 8.
6. Додатна опрема ZnO одводника пренапона ....................... 10.
7. Избор ZnO одводника пренапона ………………………………………. 11.
7.1. Одређивање параметара система
......................................... 11.
7.2. Провера ненормалних услова рада
……………………………………… 11.
7.3. Избор назначеног напона
…………………………………………………... 12.
8. Испитивање ZnO одводника пренапона …………………………….. 13.
9. Заштитна зона ZnO одводника пренапона ………………………… 13.
9.1. Заштита високо напонских постројења ZnO одводницима
Пренапона
…………………………………………………………………………….. 14.
9.2. Заштита дистрибутивних мрежа ZnO одводницима
Пренапона
……………………………………………………………………………… 16.
9.2.1. Место постављања одводника код кабла у споју са надземним
Водом
..................................................................................... 16.
9.2.2. Место постављања одводника код трансформатора на крају
прикљученог кабла
………………………………………………………………….. 18.
9.3. Заштита трансформатора ZnO одводницима пренапона
………. 18.
10. Монтажа одводника пренапона ………………………………………. 21.
11.
Одржавање ZnO одводника пренапона ………………………….. 21.
12. Закључак .............................................................................. 21.
Одводници пренапона
4
Семинарски рад
Одводник се поставља што је могуће ближе штићеном објекту (у високонапонским
постројењима то су енергетски трансформатори јер су они најскупљи елементи постројења)
Највећи број уграђених одводника пренапона у постројењима ЕМС-а ( Електромрежа
Србије) је типа ZnO
Први одводници пренапона за заштиту електроенергетских мрежа од атмосферских
пренапона су почели да се примењују око 1930. године.
Технолошки напредак производње метал оксидних нелинеарних материјала омогућио
је масовну производњу и примену ових материјала у изради одводника пренапона без
класичних искришта. Прва примена метал оксидног одводника пренапона, са коришћењем
цинк оксида (ZnO) као метал оксидног материјала, је забелезена у Јапану као заштита
високонапонских апарата у постројењима. Први пут у Европи су употребљени 1975. године ,
када је Шведска почела да их користи у заштити електроенергетског система Шведске. Данас
скоро сви светски познати произвођачи одводника пренапона израђују ZnO одводнике
пренапона уместо класичних SiC, због једноставније конструкције и повољнијих заститних
карактеристика. Код изградње нових постројења углавном се уграђују ZnO одводници, док се
у старијим постројењима налазе класични одводници. Основна предност ZnO одводника у
односу на SiC је сто немају искриште и имају повољнији облик струјно-напонске
карактеристике отпорника.
2. Конструкција ZnO одводника пренапона
У почетку производње ZnO одводника појављивали су се модели са искриштем, док се
данас праве искључиво без искришта. Дискови од нелинеарног материјала добијају се
синтеровањем гранула ZnO са додатком адитива у течном стању најчешће у облику металних
оксида као сто су на пример Bi
2
O
3
и Sb
2
O
3
, у ваздуху на температури од око 1200⁰C
Микроскопска структура нелинеарног отпорника ZnO одводника је приказана на слици
Одводници пренапона
5
Семинарски рад
А- ZnO честице
В- међугрануларни спој
Честице ZnO су проводне и међусобно спојене редно и паралелно. Просечне величина
ZnO честице је 10 – 20μm. Од велике је важности хомогеност унутар не линеарног отпорника.
Међугрануларни простор варира око 0,1μm и представља баријеру која бива пробијена при
деловању повишеног напона. Највећи део унутрашњих шупљина у односу на укупну
запремину одводника није већи од 1%.
На језгру које је састављено од редно спојених отпорних блокова и међусобно
учвршћених специјално ојачаним омотачем (најчешће од стаклених нити) поставља се
спољно изолационо кућиште. Једињење изолациске масе се топи и директно убризгава у
калуп на претходно постављеном језгру од отпорних блокова. Битно је да се једињење лепи и
пријања на зидове језгра, без ваздушних шупљина како између кућишта и метал-оксидних
блокова, тако и у самом кућишту. Пријањајућа веза између кућишта и метал оксидних
блокова мора бити довољно јака како би се спречило пуцање и одвајање кућишта од
блокова за време температурних промена које често прате рад одводника у погону. Пример
производње кућишта ZnO проводника
Одводници пренапона
7
Семинарски рад
На основу материјала од кога је сачињено кућиште могу се поделити на:
• Порцуланско кућиште-класична конструкција
•Кућиште од полимера (силиконске гуме)-поуздано
Попречни пресек отпорника се одређује на основу следећих параметара:
•Очекиване амплитудне струје ударног пражњења
•Максимално дозвољене температуре одводника
•Способности одвођења ослобођене топлоте са одводника
•Очекиване дуготрајне струје услед склопних операција ( растерећење електричног набоја других
водова или склопне операције са великим батеријама кондезатора које се могу испразнити кроз
одводник )
Код ZnO одводника постоји такозвана струја ''цурења'', а то је струја која протиче кроз
одводник услед постојања радног напона и она је веома мала реда( 250
÷ 500
) μА
3. Особине ZnO одводника пренапона
Најважнија предност
ZnO одводника пренапона је врло изражен коефицијент
нелинеарности отпорника који је знатно већи него код SiC. Кефицијент нелинеарности на широком
опсегу струја није константан и креће се од α=20 до α=50. Веома згодан начин презентације струјно-
напонске карактеристике отпорника у експоненцијалном облику је преко референтних напона и
струја, односно:
I
Iref
=
(
U
Uref
)
α
Где су:
•Uref, Iref-
референтни напон и струја који дефинишу једну тачку на струјно-напонској
карактеристици.
•α-
коефицијент нелонеарности
