Elaboration et caractérisation des couches minces de ZnO dopées ...
GRID Parafoudres ZnO haute tension 28 / 09 / 2011 BHT Roulier avec le support de AHT Villeurbanne.
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GRID
Parafoudres ZnO
haute tension
28 / 09 / 2011 BHT Roulier avec le support de AHT Villeurbanne
Fonctionnement
Les parafoudres ZnO sont la meilleure solution pour protéger les équipements de haute tension et améliorer la fiabilité des réseaux
Principe de fonctionnement- limiter les surtensions transitoires en
évacuant les courants de décharge.- les surtensions peuvent être d’origine
atmosphérique ou créées par les perturbations sur les réseaux.
Fonctionnement
Vue au microscope électronique de la structure interne. Les grains de ZnO
(conducteurs) sont mélangés avec des additifs
(isolants).
La galette est constituée de connexions série-parallèle.
L ’énergie électrique apportée par le réseau
permet aux électrons de franchir les barrières
isolantes.
Fonctionnement
Fonctionnement
Fonctionnement :
- Au MCOV (Uc), le courant de fuite est très faible (quelques mA)
le parafoudre est une capacité
- Si la tension augmente et atteint la tension assignée (Ur), le courant augmente très rapidement
le parafoudre est une résistance
TensionkV (crête)
Ures (In)
Ur
0,5Uc
10-3 1 103 104
courant A (crête)
Amplitude et vitesse sur choc de foudre, manoeuvre, 50 Hz
parafoudres ZnO
PSB ToshibaPower frequency voltage versus time curve
(according IEC 99-4 §5.10)
0,8
0,85
0,9
0,95
1
1,05
1,1
1,15
1,2
1,25
0,1 1 10 100 1000
Duration (s)
Voltag
e / Rat
ed v
oltag
e
PSB ToshibaPeak voltage versus resistive current curve
Reference : residual voltage at 10 kA ; lightning impulse
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
1,1
1,2
0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 100000
Current (A peak)
Voltag
e / Res
idual
voltag
e at
10
kA
Parafoudres ZnO : Gamme porcelaine
Plus de 10 000 parafoudres porcelaine en service à travers le monde de 72,5 à 800kV.
Ne pas confondre
Dénomination
Montage InverseMontage Standard
Définition des valeurs
CEI 60099-4 de 2009
Ur :Tension assignée (tenue à f indus pendant 10 sec)
Uc = MCOV : Maximum Continuous Over Voltage
Classe de décharge de ligne (Line discharge class) : La norme CEI définit 5 classes à niveaux d’absorption d ‘énergie croissants : la classe 1 est très courante pour les réseaux 72,5 à 145 kV, la classe 5 est utilisée en général pour la très haute tension : 550 et 800 kV.
Energie spécifique (Specific energy or One-minute energy) :C’est la somme de l’énergie absorbée en deux chocs de courant séparés d’une minute au cours de l’essai de fonctionnement suivant la norme CEI 99-4. Elle est exprimée en kJ/kV, l’énergie totale est divisée par la tension assignée.
Courant nominal de décharge (Nominal discharge current) :Valeur de crête du choc de courant de foudre utilisé pour désigner un parafoudre (10 kA pour les parafoudres de classe de décharge de ligne 1, 2 et 3 ou 20 kA pour les classes 4 et 5).
Tensions résiduelle. Trois types d’onde sont normalisés :1- onde de foudre 8/20 µs2- onde de manoeuvre 30/60 µs3- onde à front raide 1 µs
Caractéristiques
Parafoudres ZnO : Gamme blindé
Energy absorbtion
Toshiba7,6 kJ x rated voltage (kV)
Toshiba9.6 kJ x rated voltage (kV)
Toshiba13 kJ x rated voltage (kV)
PSC - Tosh
PSB - Tosh
PSB - Meid
Rated voltage of network (kV)
72,5 100 123 145 170 245 300 420 550 800
PSA - Tosh
CEI class 4Meidensha7.9 kJ x rated voltage (kV)
CEI class 5Meidensha12.6 kJ x rated voltage (kV)
PSA - Meid
CEI class 3Meidensha7.9 kJ x rated voltage (kV)
PSC - Meid
BHT utilise des galette dite Haut Gradient
+40%
+12%
+26%
Comment choisir ?
Le choix et l’emplacement du SA est donné par un calcul de coordination d’isolement.
Calcul réalisé par nous où le client.insulation coordination data sheet REV A.xls
Q051-MOREL_NT_CIS_FFO.pdf
Le résultat donne la tension Uc, Ur, la tension résiduelle sur choc de foudre à 10kA, l’énergie à dissiper.
Ex : 192 kV / 154 kV / 470 kV sur onde 8/20 µs à 10 kA /1728 kJ
Comment choisir ?
Pas de mélange de 2 fournisseurs sur un parafoudre ou sur un poste.
Si un client possède déjà un type de parafoudre, la tendance sera de le reconduire.
Exemple
PSB 192F HG Toshiba Ur = 192 kV, Uc (MCOV) = 154 kV
PSB 192F HG Meidensha Ur = 192 kV, Uc (MCOV) = 154 kV
Tension résiduelle onde de foudre 8/20 µs à 10 kA = 467 kV
Tension résiduelle onde de foudre 8/20 µs à 10 kA = 501 kV
Comment choisir ?
Exemple
Le client demande 485 kV : Que choisir ?
PSB 192F HG Toshiba Ur = 192 kV, Uc (MCOV) = 154 kV
PSB 192F HG Meidensha Ur = 192 kV, Uc (MCOV) = 154 kV
Tension résiduelle onde de foudre 8/20 µs à 10 kA = 467 kV
Tension résiduelle onde de foudre 8/20 µs à 10 kA = 501 kV
Comment choisir ?
Exemple
Le client demande 530 kV : Que choisir ?
PSB 192F HG Toshiba Ur = 192 kV, Uc (MCOV) = 154 kV
PSB 192F HG Meidensha Ur = 192 kV, Uc (MCOV) = 154 kV
Tension résiduelle onde de foudre 8/20 µs à 10 kA = 467 kV
Tension résiduelle onde de foudre 8/20 µs à 10 kA = 501 kV
Comment choisir ?
Exemple
Le client demande 460 kV : Que choisir ?
PSB 192F HG Toshiba Ur = 192 kV, Uc (MCOV) = 154 kV
PSB 192F HG Meidensha Ur = 192 kV, Uc (MCOV) = 154 kV
Tension résiduelle onde de foudre 8/20 µs à 10 kA = 467 kV
Tension résiduelle onde de foudre 8/20 µs à 10 kA = 501 kV
PSA 192 F HG Meidensha 444 kV
PSA 192 F HG Toshiba 446 kV
Compteurs de décharges
Spécification
Spec en projet d’échange d’info entre PM et client.
Transport - Essai
1- Montage en usine grace à un panel de galette
Gestion stock !
FIS Parafoudre Q351 DE 1 à 3 Tr 21.xls
2- Essai usine : 80% MCOV vérif de courant de fuite (à travers résistance calibrée. Critère à respecter)
- DP
3- Démontage
4- Transport séparé
5- Montage site
6- Essai site : 80% MCOV vérif de courant de fuite (à travers résistance calibrée. Critère à respecter)
FG46136.doc
7- Démontage pour essai diel
Essais usine et site
TESTS PROGRAM FACTORY TESTS SITE TESTS
Performed by sub-supplier
Performed by ALSTOM
Performed by ALSTOM
Tests on the active component :
- Pressure of the enclosuresPression des enveloppes
X
- Residual voltage (V2kA, V10kA)Tension résiduelle (V2kA, V10kA)
X
- Reference voltage (V1mA DC)Tension de référence
X
- Appearance check (dimension and visual examination)Contrôle d’aspect (dimensions et examen visuel)
X
- Measuring of partial discharges at 165 kV (< 10 pC)Mesure des décharges partielles à 165 kV (< 10 pC)
X(under air)
Tests on the complete GIS surge arrester (active component mounted in the tank) :
Note 1: The active element is mounted in the tank at factory and then the following tests are performed.
- Reference voltage (V1mA DC)Tension de référence
X
- Measuring of partial discharges at 165 kV (< 10 pC)Mesure des décharges partielles à 165 kV (< 10 pC)
X(under SF6
mini pressure)
- Tightness test at SF6 nominal pressure (5.5 bar)Essais d'étanchéité à pression nominale de SF6 (5.5 bar)
X
Note 2: After these factory tests on the complete GIS surge arrester, the active element is dismantled from the tank and they are sent separately to to prevent damage to the active component during transport
Essais usine et site
TESTS PROGRAM FACTORY TESTS SITE TESTS
Performed by sub-supplier
Performed by ALSTOM
Performed by ALSTOM
Tests on the complete GIS surge arrester (active component mounted in the tank) :
- Measurement of leakage current at 0.8 MCOV .Mesure du courant de fuite à 0,8 MCOV
X
- Visual check of the active componentsExamen visuel des parties actives
X
www.alstom.com