Hvis du angiver en lynafleder til et mellemspændingsnetværk-, er det første spørgsmål, der normalt dukker op, simpelt nok: skal jeg bruge en 11kV-enhed eller en 33kV-enhed? Svaret lyder indlysende, men udvælgelsesprocessen er meget mindre ligetil end blot at matche aflederetiketten til dit systemspænding. Går det galt, ser du på en enhed, der enten ikke beskytter eller, værre, leder, når den ikke burde.
Denne guide gennemgår de reelle forskelle mellem 11kV og 33kV afledere, og dækker spændingsklassificeringer, jordingskrav, aflederklasse og de specifikationer, der faktisk betyder noget, når du træffer en indkøbsbeslutning.
Lynfanger
Hurtig reference tabel
| Parameter | 11kV system | 33kV system |
|---|---|---|
| Typisk jording | Solid jordet (stjerne) | Ikke-effektivt jordet (delta) |
| Anbefalet nominel spænding (Ur) | 9kV | 36kV til 42kV |
| MCOV | ~7,65kV | ~29kV til 34kV |
| Afladningsstrømværdi | 10kA | 10kA |
| Arrester klasse | Distributionsklasse | Stationsklasse |
| BIL | 75kV | 170kV |
| Standard | IEC 60099-4 | IEC 60099-4 |
Den del, de fleste tager fejl: Det handler om jording, ikke kun spænding
Her er noget, der overrasker mange ingeniører: den nominelle spænding af en lynafleder er ikke den samme som systemspændingen. Det tal, du vælger, afhænger i høj grad af, hvordan dit netværk er jordet, og det er her, 11kV- og 33kV-systemer har en tendens til at opføre sig meget forskelligt.
De fleste 11kV-netværk er solidt jordet. Transformatorens stjernepunkt er forbundet direkte med jord, hvilket betyder, at under en enkelt-fasefejl forbliver spændingen på de to andre faser relativt stabil og stiger til ikke mere end omkring 80 % af linje-til-spændingen. På grund af det dimensionerer ingeniører typisk aflederen til 0,8 gange systemspændingen. For et 11kV-netværk fungerer det til en nominel spænding på omkring 9kV. Det er en ligetil beregning, og den resulterende enhed er kompakt, omkostningseffektiv-og godt-egnet til beskyttelse på distributions-niveau.11KV lynaflederenfra Victory Electric, for eksempel, er bygget præcist omkring denne distributions-klassespecifikation med et polymerhus og zinkoxidvaristorstak, der er optimeret til det pågældende driftsmiljø.
33kV-systemer er en helt anden situation. En stor del af 33kV-netværkene, især i Asien, Afrika og dele af Europa, bruger delta-forbundne transformerviklinger. Deltaviklinger har ikke et neutralt punkt, så der er ingen direkte vej til jorden. Når der opstår en fejl på en fase, kan spændingen på de sunde faser stige helt op til den fulde linjespænding, nogle gange en smule højere. Det betyder, at aflederen skal vurderes til at håndtere det kontinuerligt, og multiplikatoren på 0,8 gælder ikke længere. I stedet er den nominelle spænding indstillet til 100 % af systemspændingen eller derover, hvorfor 33kV afledere typisk har klassificeringer på 36kV til 42kV afhængigt af forsyningens foretrukne sikkerhedsmargin.
Anvendelse af 11kV-valglogikken på en33KV lynaflederer en af de mest almindelige og dyre fejl begået under specifikation. En under-vurderet afleder vil begynde at lede under jordfejlsforhold, opbygge varme, den ikke kan sprede, og til sidst svigte.
VICTORY 33KV Lynafleder
MCOV: Specifikationen, der bliver sprunget over for ofte
MCOV står for Maximum Continuous Operating Voltage. I IEC-standarder vil du også se det skrevet som Uc. Det er den højeste spænding, som aflederen kan sidde på kontinuerligt, under normale driftsforhold, uden at blive forringet over tid.
Dette har betydning, fordi aflederen altid er forbundet mellem fase og jord. Selv når der ikke sker nogen stigning, sidder den normale fase-til-jordspænding konstant på tværs af den. Under en fejl på en anden fase stiger denne spænding midlertidigt. Aflederen skal holde ud uden at lede, og uden at lave mad selv i processen.
Tallene fordeler sig nogenlunde således:
- En 9kV-klassificeret afleder til et 11kV-system vil have en MCOV på omkring 7,65kV
- En 36kV-klassificeret afleder til et 33kV-system sidder typisk på omkring 29kV
- En 42kV-klassificeret afleder, som giver lidt mere margin, når omkring 34kV
Når du gennemgår et datablad, skal du ikke bare se på den nominelle spænding. Tjek MCOV'en mod den faktiske maksimale linje-til-jordspænding for dit system, inklusive den normale driftstolerance, som normalt er plus eller minus 10 % af nominel. Det er det tal, der virkelig fortæller dig, om aflederen er komfortabel i dit netværk.
Distributionsklasse vs Stationsklasse
11kV afledere er næsten altid distributionsklasse. De er designet til luftledninger, stangmonterede-transformatorer, ringhovedenheder og lignende applikationer. De er lettere, mindre og prissat til masseimplementering på tværs af distributionsnetværk.
33kV afledere ved nettransformerstationer er et helt andet niveau. De er typisk Station Class, hvilket betyder højere energiabsorptionskapacitet, bedre kortslutningsmodstandsklassificeringer (nogle standarder tester disse op til 63.000A), længere krybeafstande til kystnære eller industrielle miljøer og mere robust intern fejlinddæmning. Disse er ikke udskiftelige med distributionsklasseenheder, og omkostningsforskellen afspejler reelle tekniske forskelle, ikke kun en spændingsforøgelse.
På en typisk 33/11kV distributionsstation har den 33kV indgående side behov for stationsklassebeskyttelse, mens de 11kV udgående feedere kan bruge distributionsklasse hardware. Hvis du køber til begge sider af en sådan understation, omfatter Victory Electrics 33kV-produktsortiment stations-klasseafledere og tilhørende tilbehør til medium-spændingsbeskyttelse, der dækker den høje-side af den pågældende installation.
Restspænding og beskyttelsesmargin
Når du faktisk sammenligner to afledere hoved til hoved, er det mest nyttige tal restspændingen, nogle gange kaldet afladningsspændingen eller lynbeskyttelsesniveauet. Den er målt til 10kA med en 8/20μs bølgeform og fortæller dig, hvor meget spænding aflederen slipper igennem under en overspænding.
Jo lavere restspænding, jo bedre beskyttelse. Men det skal også holde sig et godt stykke under dit udstyrs Basic Impulse Insulation Level (BIL). En behagelig beskyttelsesmargin er typisk omkring 20 til 30 %.
For et 11kV system med en BIL på 75kV, bør aflederens restspænding ideelt set ligge under omkring 53kV. For et 33kV-system, hvor BIL typisk er 170kV, bør restspændingen forblive under omkring 120kV. Hvis du sammenligner enheder fra forskellige leverandører, skal du bruge 10kA-kolonnen på dataarket som dit sammenligningspunkt og vælge det lavere tal.
Et par fejl der er værd at undgå
Forudsat at dit 33kV netværk er solidt jordet uden kontrol. En masse ældre 33 kV-infrastruktur kører på delta- eller impedans-jordede konfigurationer. Bekræft altid med netværksoperatøren, før du skriver specifikationen.
Med udsigt over krybeafstand i snavsede omgivelser. Kysttransformatorstationer og lokaliteter i nærheden af industrielle emissioner har brug for udvidet krybning, typisk 25 mm/kV eller mere. På 33kV-udstyr giver det en væsentlig fysisk forskel i isolatorlængde.
Matchende nominel spænding uden at kontrollere MCOV. To afledere med samme Ur kan have forskellige MCOV'er. Den med den lavere MCOV kan være fin på papiret, men kæmper i dine faktiske netværksforhold.
Sætte distributionsklasse hardware på en 33kV samleskinne. Energiniveauerne og fejleksponeringen ved transformerstationsskinner er uden for, hvad distributionsklasseafledere er designet til. Stationsklasse er ikke valgfri i den sammenhæng.
Den korte version
Den grundlæggende forskel mellem en 11kV og en 33kV afleder er ikke kun spændingen på etiketten. Det kommer ned til, hvordan netværket er jordet, som driver beregningen af nominel spænding, MCOV-kravet og aflederklassen. En 11kV afleder på et solidt jordet netværk kan dimensioneres konservativt og holdes enkelt. 33KV lynaflederen, der arbejder i et typisk ujordet eller delta-netværk, skal vurderes højere end du kunne forvente, specificeret ved stationsklasse og verificeret omhyggeligt mod reelle fejlforhold.
Når du er i tvivl, så arbejd ud fra IEC 60099-4, bekræft dit jordingsarrangement, og behandl ikke valg af afleder som en boks-tikkende øvelse.