Kỹ thuật chống sét Oxid kim loại không khe hở

by

1.MỞ ĐẦU

Chống sét (CS-Surge Arrester) được sử dụng rộng rãi trong hệ thống điện để bảo vệ cho các thiết bị khác tránh các nguy hiểm từ các hiện tượng quá điện áp xuất phát từ nhiều nguyên nhân khác nhau (quá điện áp khí quyển – do xung sét và quá điện áp nội bộ – do các thao tác đóng cắt trên lưới điện), ở các cấp điện áp từ hạ thế đến trung, cao thế. Để thực hiện tốt chức năng bảo vệ này, các CS phải có các khả năng:

– Làm việc lâu dài với điện áp định mức pha của hệ thống

– Dễ dàng tạo đường thoát xuống đất cho các xung dòng điện khi có các quá điện áp

– Phục hồi hoàn toàn khi không còn dòng xung

– Đảm bảo thực hiện được các điều trên trong suốt thời gian làm việc của CS trên lưới điện

Như trong bài báovề “Thuật Ngữ Chống Sét Van” của KS. Võ Thanh Đồng (Bản Tin Hội Điện Lực Miền Nam, Số 17 (12- 2016), trang 26-28) đã có nhận định “… Trong hệ thống điện miền Nam, chống sét MOV đã được đưa vào sử dụng hơn 25 năm, loại phổ biến là vỏ bọc Polymer (từ lưới điện

22 kV đến 110 kV) với các tính năng ưu việt như: gọn nhẹ, dễ dàng tháo lắp, dòng rò thấp và tuổi thọ cao…”, trong phạm vi bài báo này tập trung vào các các thuật ngữ thường dùng trong các tài liệu kĩ thuật, cũng như về cấu tạo và cơ chế làm việc, phân loại CS oxid kim loại không khe hở (Gapless Metal Oxide Varistor (MOV) Surge Ar-rester). Trong bài báo tiếp theo sẽ trình bày các khía cạnh kĩ thuật phối hợp cách điện và các bước cần theo khi lựa chọn CS trên lưới điện phân phối hay truyền tải.

2.MỘT SỐ THUẬT NGỮ VÀ ĐỊNH NGHĨA ÁP DỤNG CHO CS OXID KIM LOẠI KHÔNG KHE HỞ

Sau đây là một số thuật ngữ (chưa đầy đủ và được tạm dịch) và định nghĩa thường gặp trong các tài liệu kĩ thuật cũng như tiêu chuẩn quốc tế ANSI (American National Standards Institute)/IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) C62.22- 2009 và C62.11-2005, hayIEC (International Electro-technical Commission) 100099-4 về CS MOV không khe hở.

Các thuật ngữ chung:

Cách điện tự phục hồi (Self- restoring Insula-tion): các chất như không khí và sứ, có thuộc tính cách điện phục hồi hoàn toàn sau khi bị phóng điện.

Cách điện không tự phục hồi (Nonself- re-storing Insulation): các chất như dầu cách điện và giấy cách điện Kraft sẽ bị hư hỏng và mất khả năng cách điện sau khi bị phóng điện.

Phóng điện bề mặt (Flashover): hiện tượng phóng điện men quanh hoặc phía trên bề mặt của sứ cách điện (từ này rất hay bị nhầm lẫn với từ “phóng điện tia lửasparkover” là hiện tượng phóng điện giữa 2 điện cực của CS có khe phóng điện (Gapped Surge Arresters)

Mức độ dông sét (Isokeraunic Level-IKL): giá trị dùng để xác định mức độ xảy ra của dông sét, được xác định là số ngày nghe được tiếng sấm trong 1 năm (hay 1 tháng) tại một khu vực nhất định.

Sóng truyền (Traveling Wave): sự thay đổi đột ngột của điện áp/dòng điện không thể lan truyền tức thời đến mọi điểm trên đường dây trên không hay cáp ngầm, mà cần một khoảng thời gian để xung (sóng truyền) lan ra trên đường dây. Sóng truyền có thể sinh ra do sét đánh, đóng cắt các thiết bị trên mạch điện, ngắn mạch hay đứt dây dẫn.

Điện áp chịu đựng/Mức chịu đựng (Withstand Voltage/Withstand Level): giá trị lớn nhất của điện áp đặt lên thiết bị mà không gây ra hiện tượng phóng điện bề mặt.

Dạng sóng xung (Surge-Wave Descrip-tion): dạng sóng của 1 xung (khác hình chữ nhật) của dòng điện hay điện áp được chỉ danh bằng 2 con số. Số thứ nhất là chỉ số của mặt sóng (wave front), là thời gian thực tế của dốc đầu sóng tính bằng micrôgiây (µs). Số thứ hai là chỉ số của đuôi sóng (wave tail) là thời gian tính bằng µs, kể từ điểm 0 thực tế (xem dưới đây) đến thời điểm đạt

đến 1/2 giá trị đỉnh trên đuôi sóng. Ví dụ như các sóng 1.2 x 508 x 20. Dạng sóng của xung dòng điện hay điện áp hình chữ nhật được xác định bởi 2 con số. Số thứ nhất là giá trị tối thiểu của dòng điện hay điện áp được duy trì trong khoảng thời gian µs,mà được xác định bởi số thứ hai. Ví dụ như sóng 75A x 1000

Điểm 0 thực tế (của 1 xung) (Virtual Zero- Point of an Impulse): giao điểm với trục ngang của đường thẳng kẻ qua các điểm nằm trên dốc mặt sóng điện áp, ở 30% và 90% của giá trị đỉnh (Hình 1), hoặc kẻ qua các điểm nằm trên dốc mặt sóng dòng điện, 10% và 90% của giá trị đỉnh (Hình 2). Các sóng xung điện áp 1.2x 50/dòng này được cấp từ máy phát xung (Hình 3).

Hình 1. Dạng sóng xung điện áp tiêu chuẩn 1.2x 50
Hình 2. Dạng sóng xung dòng điện tiêu chuẩn8x 20
Hình 3. Máy phát xung điện áp 1.2x50 và xung dòng 8x20 theo IEC 61000-4-5
Hình 3. Máy phát xung điện áp 1.2×50 và xung dòng 8×20 theo IEC 61000-4-5

Thời Gian Thực Tế Mặt Sóng (Virtual Duration of Wave Front): Giá trị thực tế của khoảng thời gian dốc mặt sóng như sau:

– Đối với sóng điện áp có thời gian dốc mặt sóng dưới 30µs, là sóng nguyên hình hay bị cắt phía trước, ở đỉnh, hoặc đuôi: 1.67 lần thời gian để điện áp tăng từ 30% đến 90% của giá trị đỉnh.

– Đối với các sóng điện áp có thời gian dốc mặt sóng 30 µs hoặc hơn: thời gian cần thiết để điện áp tăng từ điểm 0 thực tế đến giá trị đỉnh tối đa.

– Đối với sóng dòng điện: 1.25 lần thời gian để xung dòng điện tăng từ 10% đến 90% của giá trị đỉnh.

Mức cách điện xung cơ bản

BIL (Basic Insulation Level):

cấp độ chịu xung chuẩn nguyên sóng được thể hiện dưới dạng điện áp đỉnh của dạng sóng chuẩn 1.2 x 50 µs. Đây là tiêu chuẩn đặc trưng cho khả năng chịu xung của thiết bị phân phối, truyền tải. Để bảo vệ quá điện áp hiệu quả, cần phải phối hợp bảo vệ mức cách điện BIL của thiết bị với đặc tính kỹ thuật của CS bảo vệ.

Các loại thí nghiệm chịu đựng điện áp được sử dụng cho cách điện:

Ba thí nghiệm đầu dưới đây là các thí nghiệm điện áp xung áp dụng cho cách điện của đường dây và thiết bị. Thí ng-hiệm còn lại đặc trưng cho khả năng chịu đựng điện áp tần số công nghiệp 50, 60 Hz.

Khả năng chịu đựng nguyên sóng (Full- Wave Withstand): dạng sóng chuẩn của điện áp thử (hay xung sét) của mọi loại cách điện là 1.2 x 50 µs với đuôi sóng suy giảm liên tục về 0. Giá trị đỉnh thường được gọi là BIL.

Khả năng chịu đựng sóng cắt (Chopped- Wave With-stand): điện áp thử bắt đầu ở sóng chuẩn 1.2x 50 µs nhưng bị “cắt cụt” (cho giảm về 0 rất nhanh) bởi phóng điện tia lửa đánh thủng cách điện ở khe hở không khí song song tại đỉnh hoặc ngay sau đỉnh. Các giá trị này khoảng 115% của sóng nguyên. Máy biến áp phân phối, truyền tải đều có tiêu chuẩn về khả năng chịu đựng nguyên sóng và sóng cắt.

Khả năng chịu đựng mặt sóng (Front-of-Wave With-stand): điện áp thử có tốc độ gia tăng điện áp cho trước (và tương đối dốc), bị cắt cụt ở một thời gian xác định trước khi đạt đến đỉnh sóng bình thường, thông thường trước 0.5 µs. Tiêu chuẩn về máy biến áp lực có quy định thêm mức chịu đựng dốc mặt sóng, ngoài 2 mức chịu đựng nguyên sóng và sóng cắt.

Khả năng chịu       điện      áp

tần số thấp (Low – Fequency Voltage Withstand): ngoài các thí ng-hiệm điện áp xung nêu trên, theo tiêu chuẩn công nghiệp cách điện của thiết bị phải được thí nghiệm chịu các điện áp tần số thấp (50, 60 Hz) lớn hơn điện áp làm việc định mức tối đa. Thí nghiệm này đặt điện áp nâng cao với tần số 50, 60 Hz lên thiết bị trong thời gian 1 phút với điều kiện khô ráo, hay điện áp nâng cao với tần số 50, 60 Hz lên thiết bị trong thời gian 10 giây với điều kiện ẩm ướt.

Dòng qui chuẩn (Reference Current): giá trị đỉnh của thành phần điện trở của dòng tần số 50, 60 Hz dùng để xác định điện áp qui chuẩn của CS. Tùy theo dòng phóng điện định mức và cấp xả năng lượng (line discharge class) của CS, dòng qui chuẩn có giá trị từ 0.05 mA đến 1.0 mA cho mỗi cm2 tiết diện đĩa MOV.

Điện áp qui chuẩn (Reference Voltage Uref): giá trị hiệu dụng đặt lên CS để có được dòng qui chuẩn.

CS MOV không khe hở:

Điện Áp Định Mức (Rated Voltage) hay Ur theo IEC: khả năng chịu đựng điện áp ở tần số 50 Hz, 60 Hz khi CS phải trải qua các thử nghiệm dòng xung trong một chu kì làm việc (Duty Cycle) theo tiêu chuẩn.

Điện Áp Làm Việc Liên Tục Cực Đại (Maximum Continuous Operating Voltage- MCOV) hay Uc theo IEC: giá trị hiệu dụng lớn nhất của điện áp ở tần số 50 Hz, 60 Hz có thể đặt lâu dài lên 2 đầu cực của CS.

Quá Điện Áp Tạm Thời (TOV): quá điện áp với tần số từ vài Hz đến vài trăm Hz, thời gian kéo dài từ vài ms đến hàng giờ, tùy thuộc vào thời gian loại trừ sự cố trên lưới. Các nguyên nhân gây ra quá điện áp tạm thời có thể là chạm đất 1 pha (thường xảy ra nhất), hiện tượng cộng hưởng sắt từ, sa thải phụ tải,…

Hệ Số Quá Điện Áp Tạm Thời (Temporary Overvoltage Strength Factor): tỉ số giữa quá điện áp tạm thời và điện áp định mức của CS.

Điện Áp Phóng Điện (Discharge Voltage theo ANSI/IEEE, Re-sidual Voltage- Ures theo IEC): giá trị đỉnh của điện áp xuất hiện giữa 2 đầu cực của CS khi có dòng xung định mức phóng qua. Điện áp này phụ thuộc vào giá trị đỉnh, cũng như dạng sóng của dòng xung.

Điện Áp Phóng Điện Mặt Sóng Tương Đương (Equivalent Front of Wave Protective Level): giá trị điện áp tăng đến giá trị đỉnh trong 0.5 µs ứng với dòng xung 10 kA qua CS.

Điện Áp Phóng Điện Bề Mặt của Cách Điện CS (Arrester Insulation Withstand Voltages): giá trị hiệu dụng lớn nhất của điện áp ở tần số 50, 60 Hz và giá trị đỉnh lớn nhất của điện áp xung có thể đặt lên CS mà không gây ra hiện tượng phóng điện bề mặt.

3.CẤU TẠO VÀ CƠ CHẾ LÀM VIỆC CỦA CS MOV KHÔNG KHE HỞ

CS MOV không khe hở (Hình 4) gồm nhiều đĩa điện trở phi tuyến (Metal Oxide Varistor- MOV) bằng vật liệu oxid kim loại, thường là oxid kẽm ZnO, ghép nối tiếp nhau. Các đĩa MOV ZnO này thực chất là vật liệu bán dẫn, có đặc tính volt- ampere (V-I) rất nhạy cảm với điện áp. Ở điện áp làm việc bình thường của lưới điện, các điã MOV có điện trở rất lớn, gần như vô cực và do đó có khả năng cách điện rất tốt và dòng rò (leakage current) rất nhỏ, chỉ chừng vài µA. Khi có quá điện áp xảy ra, do đặc tính phi tuyến điện trở các đĩa MOV sẽ trở nên vô cùng nhỏ giúp dòng điện xung giá trị lớn thoát qua CS xuống đất dễ dàng. Khi đó điện áp giữa 2 cực CS là điện áp phóng điện -discharge voltage (IEEE), hay điện áp dư – residual voltage (IEC), có một giá trị xác định. Giá trị điện áp phóng điện này cần phải thấp hơn giá trị BIL của thiết bị cần bảo vệ, nhờ vậy sẽ bảo đảm thiết bị tránh được các quá điện áp nguy hiểm.

Khi phóng đại lên 5000 lần dưới kính hiển vi điện tử (Hình5), có thể thấy các hạt ZnO và chất phụ gia (dopant), thường là vật liệu bismuth antimoine cobalt, nickel, bạc, thiếc, nhôm. Một đĩa MOV đường kính 35 mm, chiều cao 35mm chứa vào khoảng 28 tỉ hạt ZnO. Các hạt ZnO và mối nối (junctions) chính là các công tắc điện tử trở nên dẫn điện (đóng kín mạch) ở điện áp khoảng 3 V. Trên Hình 6 cho thấy các đường chấm đỏ là vô số đường dẫn của dòng phóng giữa các hạt ZnO đi qua các mối nối với chất phụ gia. Giả sử nếu có 1000 mối nối từ mặt trên đến mặt dưới của 1 đĩa MOV, điện áp rơi trên đĩa khi đó sẽ là 3000 V. Như vậy, có thể xem đĩa MOV như một tập hợp hàng tỉ tỉ các công tắc điện tử vô cùng nhỏ và tác động vô cùng nhanh trong thời gian µs, đóng vai trò hở mạch ở điện áp vận hành bình thường và kín mạch dẫn dòng xung xuống đất khi có quá điện áp.

Hình 4+5. Mặt cắt CS phân phối MOV không khe hở và Cấu tạo đĩa MOV với các hạt ZnO
Hình 6. Đường dẫn của dòng phóng qua các mối nối giữa các hạt ZnO
Hình 7. Đặc tuyến V-I của CS MOV

Đặc tuyến phi tuyến V-I của CS MOV như trên Hình 7 cho thấy 3 khu vực làm việc khác nhau: khu vực tiền phóng điện (Pre-Breakdown Region), khu vực phóng điện (Breakdown Region) và khu vực dòng cao (High Current Region).

-Trong khu vực tiền phóng điện khi điện áp đặt lên CS bằng hay nhỏ hơn giá trị đỉnh điện áp làm việc liên tục lớn nhất (Maximum Continuous Op-erating Voltage-MCOV), các đĩa MOV ở trạng thái không dẫn điện, dòng rò đi qua CS chỉ là µA, do đó điện trở của CS rất lớn và nhiệt lượng tổn hao trong CS vô cùng thấp và CS sẽ làm việc lâu dài trên lưới điện. Trong vùng này các đĩa MOV rất nhạy cảm với nhiệt độ và khi nhiệt độ tăng, điện trở của CS sẽ giảm mạnh. Trên Hình7cho thấy khi nhiệt độ các đĩa MOV tăng lên đến 2000C, đường đặc tính sẽ dời qua phải (màu đỏ), với dòng rò tăng lên đáng kể ở cùng điện áp làm việc.

Đầu khu vực phóng điện là khu vực cánh chỏ (knee region), khi đó đặc tính V-I thay đổi khá đột ngột, thường được gọi là điện áp qui chuẩn Vref (reference voltage) hayV1mA – tương ứng với dòng qui chuẩn (reference current) – xem thêm định nghĩa ở trên, phần thuật ngữ. Ở mức dòng qui chuẩn này, điện trở của MOV bắt đầu giảm nhanh và trở nên dẫn điện. Từ điểm này trở đi đặc tuyến rất phi tuyến có thể xấp xỉ gần đúng bằng phương trình I= kV∂ . Hệ số alpha α thay đổi trong khoảng từ 10 – 50, tùy vào cấu trúc, thành    phần ZnO và dãi dòng điện đang quan tâm.

Trong khu vực này, khi điện áp tăng dòng sẽ tăng rất nhanh làm điện trở của MOV trở nên rất nhỏ bé khiến dòng qua các điã MOV lại càng tăng. Thông thường, α có giá trị nhỏ hơn khi dòng có giá trị lớn hơn và trong dãi dòng rộng hơn. Ví dụ, hệ số α có giá trị 50 khi dòng thay đổi trong dãi từ 1 đến 600 A, và là 26 trong dãi dòng thay đổi từ 1 A đến 10.000A. Điện áp qui chuẩn Vref là một giá trị quan trọng xác định đặc tính làm việc của CS. Trong điều kiện làm việc bình thường của CS, điện áp đỉnh của lưới điện không được phép lớn hơn điện áp qui chuẩn này, nếu không CS sẽ phát nóng quá mức và khả năng chịu quá điện áp tạm thời sẽ giảm thấp. Giá trị đỉnh của điện áp làm việc thông thường 15-25% thấp hơn giá trị Vref, như trên Hình 7.

Sai biệt giữa Vref và MCOV đỉnh đặc trưng cho biên hạn chịu quá điện áp tạm thời (Temporary OverVoltage Margin) và khả năng chịu quá điện áp tạm thời của CS.

Trong phần còn lại của khu vực phóng điện, dòng qua CS thay đổi từ mA cho đến vài trăm A. Đây là khu vực mà đường đặc tính trở nên phi tuyến nhất, khi có quá điện áp tạm thời CS sẽ dẫn dòng và phát nóng, dẫn đến hư hỏng. Do đó, CS bị giới hạn bởi khả năng chịu quá điệnáp tạm thời TOV, mà trong các bước lựa chọn CS cần phải lưu ý đến.

-Trong khu vực dòng cao CS đóng vai trò hạn xung quá điện áp, với khả năng dẫn dòng rất lớn trên mỗi cm2 của đĩa MOV, trong thời gian rất ngắn khoảng vài µs. Thời gian dẫn dòng sẽ càng ngắn khi giá trị dòng phóng điện càng lớn. Cuối của khu vực dòng cao tương ứng với khi có xung quá điện áp đóng cắt hay xung sét, là khu vực mà trong các qui cách kĩ thuật của CS cho các số liệu điện áp phóng điện/điện áp dư (Discharge Voltage (IEEE)/Residual Voltage (IEC)).

Lưu ý là điện áp phóng điện của CS ở cùng giá trị dòng phóng điện sẽ tỉ lệ thuận với chiều cao của các đĩa MOV nối tiếp, vì thế điện áp phóng điện thường tỉ lệ với điện áp định mức của CS. Ngoài ra điện áp phóng điện còn thay đổi theo tốc độ tăng của xung dòng, thường điện áp phóng điện sẽ tăng/giảm theo tốc độ tăng/ giảm của xung dòng. Ở cùng giá trị xung dòng phóng, điện áp dư sẽ từ 8- 12% lớn hơn khi dòng đạt đến giá trị đỉnh trong 1 µs, so với điện áp dư của trường hợp dòng phóng tiêu chuẩn 8x 20 µs. Ngược lại, điện áp dư sẽ từ 2- 4% nhỏ hơn, khi dòng đạt đến giá trị đỉnh chậm hơn trong 45 µs tới 60 µs, so với điện áp dư của trường hợp dòng phóng tiêu chuẩn 8×20 µs.

Ngoài ra, giá trị MCOV của CS thường có giá trị trong khoảng 75-85% giá trị điện áp định mức (xem Bảng 1, theo IEEEStd C62.11-2005). Ở điện áp MCOV, dòng rò qua CS vào khoảng vài mA, thường nhỏ hơn 10 mA. Trong khu vực dòng cao này hầu như CS không nhạy cảm với nhiệt độ.

Bảng 1. Quan hệ điện áp định mức/ MCOV theo IEEEStd C62.11-2005

Điện áp định mức CS (kV rms)MCOV (kV rms)Điện áp định mức (kV rms)

 

MCOV (kV rms)
32.55144115
65.1168131
97.65172140
108.4180144
1210.2192152
1512.7228180
1815.3240190
2117258209
2419.5264212
2722276220
3024.4288230
3629294235
3931.5312245
4536.5398318
4839420335
5442444353
6048468372
7257492392
9070540428
9676564448
10884576462
12098588470
132106612485

4.PHÂN LOẠI CHỐNG SÉT

Theo tiêu chuẩn ANSI / IEEE C62.11 phân loại CS theo định mức đỉnh của dòng xung theo chu kì làm việc (Duty Cycle Rating): 5 kA, 10 kA và 20 kA (Bảng 2). IEC 100099-4 phân loại CS theo định mức đỉnh của dòng xung 1.0 kA, 2.5 kA, 5 kA, 10 kA, 20 kA (Bảng 3).

Theo tiêu chuẩn ANSI, CS được phân thành 3 cấp cơ bản: cấp phân phối (distribution class), cấp trung gian (intermediate class) và cấp trạm (station class) (Hình8 a/, b/, c/). Sự khác nhau của các cấp này được xác định bằng điện áp định mức, đặc tính bảo vệ, khả năng xả áp lực hay khả năng chịu đựng dòng ngắn mạch.

4.1. CS cấp phân phối được sử dụng phổ biến nhất, có định mức từ 1 đến 30 kV. So với các cấp khác, CS cấp phân phối có điện áp phóng điện cao nhất (điều này có nghĩa điện áp cao nhất đặt trên thiết bị cần bảo vệ) ở cùng giá trị dòng xung. Cấp CS này không có yêu cầu về khả năng xả áp lực (pressure relief).

4.2. CS cấp trung gian được có điện áp định mức từ 3 đến 120 kV. CS cấp này có đặc tính bảo vệ (protective characteristics) tốt hơn (điện áp phóng điện thấp hơn) so với CS cấp phân phối, nhưng kém hơn (điện áp phóng điện cao hơn) ở cùng giá trị dòng xung, so với CS cấp trạm. Tính năng an toàn xả áp lực là cần thiết, tuy rằng CS cấp trung gian đặc biệt dùng để bảo vệ hệ thống cáp ngầm không cần phải có tính năng này.

CS cấp trạm có điện áp phóng điện nhỏ nhất (điện áp phóng điện thấp nhất đặt trên thiết bị khi có quá điện áp) ở cùng giá trị dòng xung , được dùng trong các trạm và bảo vệ tốt nhất cho trang thiết bị. Theo tiêu chuẩn ANSI / IEEE C62.11 cấp CS này có định mức trong khoảng 3 đến 684 KV và phải có khả năng xả an toàn áp lực.

Bảng 2 . Phân loại CS theo dòng xung sét theo IEEE C62.11

Phân loại CS (điện áp hệ thống lớn nhất)Dòng xung đỉnh kV
Cấp trạm (800kV)20
Cấp trạm (550 kV)15
 Cấp trạm (<550kV)10
Cấp trung gian5
Cấp phân phối dòng sét cao ( Heavy duty-HD)10
Cấp phân phối dòng sét trung bình ( normal duty-ND)5
Cấp phân phối dòng sét thấp (light duty LD)5

Bảng 4 liệt kê các yêu cầu thí nghiệm theo tiêu chuẩn ANSI/IEEE C62.11 thực hiện cho mỗi cấp CS.

IEC 100099-4 phân loại CS theo điện áp định mức và 5 mức xung dòng phóng điện như trên Bảng 3.

Bảng 3.Phân loại CS theo giá trị dòng xung sét theo IEC 100099-4

Dòng định mức phóng tiêu chuẩn*
20.000 A10.000 A5000 A2500 A1000 A
360 < Ur ≤ 7563 < Ur ≤ 360Ur ≤ 132Ur ≤ 36**
*Một số tiêu chuẩn khác qui định phân loại CS theo:

– cấp trạm với dòng phóng điện ở 10 hay 20 kA

– cấp trung gian với dòng phóng điện ở 5 kA

– cấp hạ áp (secondary) với dòng phóng điện ở 1.5 kA

**đang xem xét đưa vào

Phân loại các cấp chống sét van

Bảng 4.So sánh các yêu cầu thí nghiệm theotiêu chuẩn khi phân loại CS theo IEEE C62.11

Đặc tínhCấp chống sét
Phân phốiTrung gianTrạm
Điện áp định mức1 -30 kV3 – 120 kV3 – 684 kV
Các đặc tính bảo vệ (ỏ dòng phóng 10 kA)3.5 đơn vị tương đối (đvtđ)3.0 đvtđ2.7 đvtđ
Yêu cầu thí nghiệm dòng phóng
Dòng cao, thời gian ngắn65 kA ND**

100 kA HD

65 kA ND65 kA
Theo chu kỳ làm việc5 kA ND

10 kA HD

5 kA ND10 kA (>500kV)

15 kA (550 kV)

20 kV (800 kV)

Dòng thấp, thời gian dài75 A ND

250 A HD

Theo quy định các thí nghiệm phóng điện của lưới điện truyền tải
Van xả áp lực
Dòng caoKhông có16.1 kVA40-65 kA
Dòng thấpKhông có400 – 600 A400 -600 A

*tính theo điện áp định mức CS

  • ND= normal duty (dòng sét trung bình) HD= heavy duty (dòng sét cao)

Tài liệu tham khảo

  • Võ Thanh Đồng, “Thuật Ngữ Chống Sét Van”, Bản Tin Hội Điện Lực Miền Nam, Số 17 (12- 2016), pp. 26-28
  • IEEE Std C62.11™-2005 – IEEE Standard For Metal-Oxide Surge Arresters for AC Power Circuits (> 1 kV)

(3)IEEEStdC62.22™-2009-IEEEGuidefortheApplicationOfMetal-OxideSurgeArrestersForAlternating-Current Systems

  • IEEE Std C62.82.1™-2010- IEEE Standard for Insulation Coordination – Definitions, Principles, and Rules
  • IEC 60099-4, Surge Arresters – Part 4: Metal-Oxide Surge Arresters Without Gaps for AC Systems, Edi-tion 2.2 2009-05
  • Electrical Distribution System Protection; Cooper Power Systems; Edition 2005
  • Eaton- Cooper Power Systems Surge Arresters Catalog Data CA235029 EN; Ultrasil Polymer-Housed Varistar Surge Arresters 5 kA and 10 kA Class 1 IEC 60099-4 for MV Systems to 36 KV
  • Siemens High-Voltage Surge Arresters Product Guide
  • ABB High Voltage Surge Arresters Buyer´S Guide.<

Theo TS.NGUYỄN HỮU PHÚC

Trường Đại học.Bách Khoa – Đại học Quốc gia TP HCM

You may also like