Blitzschutz: Warum EGLAs eine smarte Lösung für eine stabile Stromversorgung sind

Angesichts zunehmender Umweltaspekte greifen Stromleitungsdesigner auf Konzepte wie EGLAs (Externally Gapped Line Arresters) zurück, die den Platzbedarf von Bauwerken reduzieren und gleichzeitig Netzwerke stärken, um ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Der Artikel erschien inESI Africa Ausgabe 1-2021.Lesen Sie das vollständige Digimag oder abonnieren Sie, um ein kostenloses gedrucktes Exemplar zu erhalten.

Der Einsatz von Metalloxid-Überspannungsableitern mit externen Serienstrecken verbessert die Zuverlässigkeit von Übertragungssystemen. Diese intelligenten Lösungen tragen dazu bei, Blitzschäden an Übertragungsleitungsgeräten und geringfügige Stromunterbrechungen nach blitzbedingten Auslösungen zu vermeiden. Diese Lösung ist ideal, um den Anforderungen unserer wachsenden Gesellschaften an eine stabile Stromversorgung gerecht zu werden.

Durch die integrierte externe Serienlücke entfallen Gegenmaßnahmen gegen Schaltüberspannungen oder den Verschleiß der ZnO-Scheiben. Dies bedeutet, dass Übertragungsleitungsableiter kompakt und leicht gebaut werden können und den Installationsaufwand und die Wartung der Ableiter erheblich vereinfachen.

Ein Blitzeinschlag in Stromübertragungsleitungen führt zu geringfügigen Stromunterbrechungen, obwohl die Übertragungsleitungen sich erfolgreich wieder aufladen lassen. Diese Unterbrechungen können zu ernsthaften Schäden an der IT-Ausrüstung führen, was in der heutigen Online-Gesellschaft nicht akzeptabel ist. Um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten, ist die Integration eines Designs mit Blitzschutz von entscheidender Bedeutung.

Der Übertragungsleitungsableiter ist die optimale Methode zum Blitzschutz. Toshiba kann eine viel intelligentere Blitzschutzlösung anbieten; nämlich ein Übertragungsleitungsableiter mit einer externen Serienlücke, auch bekannt als Externally Gapped Line Arrester (EGLA).

Die EGLA-Lösung verhindert Blitzausfälle und trägt zur Gewährleistung der Qualität und Stabilität der Stromübertragung bei. EGLAs tragen auch dazu bei, Blitzschäden an Übertragungsleitungsgeräten und geringfügige Stromunterbrechungen nach Auslösungen zu vermeiden.

Darüber hinaus können EGLAs Isolatorbaugruppen vor Blitzüberschlägen schützen. Insgesamt wird die Anwendung von EGLA die Zuverlässigkeit des Übertragungssystems verbessern.

Um diese Frage vor der Montage des Toshiba EGLA mit einem EGLA zu beantworten, ist zu beachten, dass es bei einem Blitzeinschlag zu einem Überschlag an den Isolatorsträngen kommt, was zu einer leichten Unterbrechung der Stromversorgung führt. Nach dem Einbau der EGLAs wird jedoch Folgendes festgestellt:

Der Leistungsschalter muss nicht ausgelöst werden und die Stromversorgung bleibt zuverlässig und unterbrechungsfrei. Eine visuelle Darstellung des Vergleichs finden Sie in Grafik 1.

Eine der Gegenmaßnahmen scheint die Installation von Ableitern voller Größe mit IEC- oder ANSI-Klassifizierung zu sein. Der Einsatz von EGLA ist jedoch eine viel intelligentere Lösung, um die Übertragungsleitung vor Blitzschlag zu schützen.

Normalerweise sind Übertragungssysteme so ausgelegt, dass sie internen Überspannungen wie Schaltüberspannungen und Überspannungen bei der Netzfrequenz standhalten. Daher kann es sinnvoll sein, die Ableitereinheit so zu konzipieren, dass sie Blitzeinschläge, aber keine Schaltstöße und Netzfrequenzüberspannungen verarbeiten kann, indem sichergestellt wird, dass sie mit einer externen Reihenlücke ausgestattet ist und über eine Isolationskoordination zwischen der Ableitereinheit und den Isolatorsträngen verfügt.

Folglich hat EGLA Vorteile gegenüber lückenlosen Übertragungsleitungsableitern. EGLA ist im Vergleich zu stationären Überspannungsableitern verkleinerbar und daher sehr einfach zu handhaben. Darüber hinaus stehen ZnO-Scheiben normalerweise nicht unter Spannung und verschlechtern sich auch nicht, wenn sie unter normalen Bedingungen verwendet werden, sodass keine Wartung und Überwachung des Leckstroms erforderlich ist.

Bei einem abgeschirmten System sinkt der Blitzstrom, wenn ein Blitz in das Erdungskabel oder die Turmstruktur einschlägt. Es verläuft über das Erdungskabel und die Turmstruktur und reduziert so die Belastung des EGLA-Körpers erheblich. Die EMTP-Analyse hat gezeigt, dass der nachfolgende Strom durch die Ableitereinheit auf etwa 10 % oder weniger des Blitzstroms verringert wird (siehe Diagramm 1).

Der Schirmabstand vom Erdungskabel hängt vom Blitzstrom ab. Kleinere Blitzströme können in der Nähe des Erdungskabels fließen und einen Phasenleiter treffen. Wenn solche Abschirmungsfehler auftreten, ist der Blitzstrom nicht besonders hoch und die durch solche Blitze erzeugte Belastung wird nicht als so schwerwiegend angesehen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass zwar größere Blitzereignisse den Abschirmungsdraht treffen können, der Phasenleiter jedoch nur von kleineren Blitzen getroffen werden kann, was bedeutet, dass der Strom, der durch die Ableitereinheit fließt, voraussichtlich gering ist.

Mit einer Analyse der Blitzphänomene und langjährigen Erfahrungen mit EGLA-Anwendungen in Japan wurde der Kompakttyp EGLA (derselbe wie IEC-Klasse Y3) Wirklichkeit und erzielte eine zufriedenstellende Erfahrung.

Der Blitzstrom und der nachfolgende Strom, der durch die Ableitereinheit fließt, können unter bestimmten Bedingungen des Übertragungssystems, wie z. B. Abschirmbedingungen und Erdungswiderstand, erheblich größer sein. In diesen Fällen müssen Ableiter eine viel größere Blitzschlagfestigkeit bieten, um solche Systeme zu schützen. Toshiba kann auch den Hochleistungstyp EGLA mit ausreichender Blitzfestigkeit liefern.

Die kompakten Geräte der TMLRG-Serie sind für geschirmte Systeme bis 245 kV geeignet. Für ungeschirmte Systeme oder solche bis 550 kV ist die robuste RVLRC-Serie geeignet.

Die Wellenform von 2/20 μs für den Entladestrom basiert auf praktischen Anwendungen in Japan. Der Hochstromimpuls mit einer Wellenform von 2/20 μs hat eine viel größere Energie.

Ein Impulsstrom von 25 kA mit einer Wellenform von 2/20 μs entspricht einer Energie von bis zu 65 kA, wenn die Wellenform 4/10 μs beträgt. Bezüglich der Auswahl des EGLA-Typs wenden Sie sich bitte an Toshiba, um Informationen zu EGLA-Anwendungen zu erhalten.

Die Toshiba EGLA-Ableitereinheit besteht aus der ZnO-Säule, die direkt mit Silikonkautschuk geformt ist, wodurch Größe und Gewicht der Ableitereinheit reduziert werden.

Das Silikonmaterial verfügt über hervorragende wetterfeste und hydrophobe Eigenschaften, sodass der Toshiba EGLA eine längere Lebensdauer bietet.

Toshiba EGLA wird an der Hardware von Isolatorsträngen montiert und nicht direkt an den Stromleitern.

Eine direkte Installation an die Stromleitungen könnte den Leiter beschädigen, und zwar aufgrund der Belastung, Vibration und Torsion, die durch den Wind, dem der Leitungsableiter ausgesetzt ist, oder Lichtbogenbewegungen entlang des Leiters verursacht werden.

Der Toshiba EGLA kann problemlos an der Hardware der Isolatorstränge installiert werden. Typische Installationen sind in den Abbildungen dargestellt. Die Montage der Ableitereinheit am Hornhalter ist eine typische und einfachste Installationsmethode. Bei der Montage der Ableitereinheit an andere Hardware können die Montageteile an diese angepasst werden.

Für EGLA ist die Festlegung des äußeren Serienabstands von entscheidender Bedeutung, da folgende Punkte berücksichtigt werden müssen:

Wie werden Verifizierungstests durchgeführt?

Toshiba verfügt über hervorragende Testeinrichtungen und hat den EGLA anhand neu überarbeiteter Testmethoden getestet. Seine hervorragende Leistung wurde in allen Testbereichen bestätigt.

Die Isolationskoordination zwischen dem kompletten Ableiter und der Isolatorbaugruppe wurde wiederholt unter trockenen und nassen Bedingungen getestet und bewies die hohe Zuverlässigkeit des Toshiba EGLA.

Unter nassen und verschmutzten Bedingungen wurde ein Folgestromunterbrechungstest durchgeführt. Die Hydrophobie der getesteten Ableitereinheit wurde durch eine auf langjähriger Erfahrung basierende Methode beseitigt. Solche Testbedingungen waren weitaus strenger als die anderen Testmethoden und simulierten effektiv praktische Bedingungen.

Es wurde ein Kurzschlusstest durchgeführt und die überlegene Sicherheit des Toshiba EGLA bestätigt. Der Test ergab, dass es zu keiner heftigen Streuung der für den menschlichen Körper schädlichen Fragmente kam. Die Tests wurden unter Umständen durchgeführt, bei denen ein Sicherungsdraht die Ableitereinheit kurzgeschlossen hatte und die Ableitereinheit aufgrund einer Überspannung bei der Netzfrequenz vorab ausgefallen war. Der Test bestätigte auch die Selbstverlöschungsfähigkeit offener Rahmen.

Der Vibrationstest ist von entscheidender Bedeutung, da bei der Platzierung eines Übertragungsleitungsableiters auf den Strommasten die Auswirkungen der durch Wind verursachten Vibrationen überprüft werden müssen. Der Toshiba EGLA wurde einem Vibrationstest mit mehr als einer Million Schwingungen unterzogen und bestätigte damit seine Fähigkeit, der Vibrationsbelastung standzuhalten.ESI

Über das Unternehmen Die Toshiba Group ist ein weltweit führender Anbieter elektronischer Fertigungs- und Energielösungen, der sich auf die Entwicklung fortschrittlicher elektronischer, elektrischer Produkte und Lösungen konzentriert. Toshiba Africa ist eine Tochtergesellschaft der Toshiba Corporation Tokyo, die für Energie, Infrastruktur sowie elektronische Produkte und Dienstleistungen in Afrika verantwortlich ist.www.toshiba.co.za

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