สารดักจับซิงค์ออกไซด์

สารดักจับซิงค์ออกไซด์เป็นอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่ามีประสิทธิภาพในการป้องกันที่ดี

เดอะตัวดักจับซิงค์ออกไซด์เป็นอุปกรณ์ป้องกันแรงดันไฟเกินที่ทันสมัยที่สุดในโลก เนื่องจากการผสมผสานของซิงค์ออกไซด์ผู้จับกุมการใช้ตัวต้านทานแบบแผ่นแกนกลางนี้ช่วยปรับปรุงคุณลักษณะด้านแรงดันและกระแสของตัวต้านทาน และเพิ่มความสามารถในการรับกระแสในสภาวะแรงดันเกิน ซึ่งเป็นการปรับปรุงอย่างมากเมื่อเทียบกับซิลิคอนคาร์ไบด์แบบดั้งเดิมผู้จับกุมภายใต้แรงดันไฟฟ้าใช้งานปกติ กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะมีค่าเพียงหนึ่งไมโครแอมแปร์เท่านั้น เมื่อ...ผู้จับกุมเมื่อเผชิญกับสถานการณ์แรงดันเฉลี่ย คุณสมบัติที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่ยอดเยี่ยมจะช่วยเพิ่มกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวดักจับกระแสไฟได้หลายพันเท่าผู้จับกุมอยู่ในสถานะนำไฟฟ้าและจะปล่อยพลังงานส่วนเกินลงสู่พื้นดิน ซึ่งจะช่วยปกป้องอุปกรณ์ส่งกำลังไฟฟ้าจากผลกระทบของแรงดันไฟฟ้าเกิน

ตัวดักจับซิงค์ออกไซด์วาริสเตอร์ซิงค์ออกไซด์เป็นอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าชนิดใหม่ที่พัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษ 1970 ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยวาริสเตอร์ซิงค์ออกไซด์ วาริสเตอร์แต่ละตัวจะมีแรงดันสวิตช์ (เรียกว่าแรงดันวาริสเตอร์) ที่กำหนดไว้ตั้งแต่ผลิต ภายใต้แรงดันใช้งานปกติ (นั่นคือ น้อยกว่าแรงดันวาริสเตอร์) ค่าของวาริสเตอร์จะสูงมาก ซึ่งเทียบเท่ากับสถานะฉนวน แต่ภายใต้แรงดันกระแทก (มากกว่าแรงดันวาริสเตอร์) วาริสเตอร์จะเสียหายที่ค่าต่ำ ซึ่งเทียบเท่ากับสถานะลัดวงจร อย่างไรก็ตาม หลังจากที่วาริสเตอร์ถูกกระแทกแล้ว มันสามารถกลับคืนสู่สถานะฉนวนได้ เมื่อแรงดันที่สูงกว่าวาริสเตอร์ถูกดึงออก มันจะกลับสู่สถานะความต้านทานสูง ดังนั้น หากติดตั้งวาริสเตอร์ซิงค์ออกไซด์บนสายส่งไฟฟ้า เมื่อฟ้าผ่า แรงดันสูงของคลื่นฟ้าผ่าจะทำให้วาริสเตอร์เสียหาย และกระแสฟ้าผ่าจะไหลผ่านวาริสเตอร์ลงสู่พื้นดิน แรงดันบนสายส่งไฟฟ้าจะถูกควบคุมให้อยู่ในช่วงที่ปลอดภัย เพื่อปกป้องความปลอดภัยของอุปกรณ์ไฟฟ้า

คุณลักษณะเจ็ดประการของตัวดักจับสัญญาณรบกวนที่ทำจากซิงค์ออกไซด์:

ความจุการไหล

สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นเป็นหลักในความสามารถของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าในการดูดซับแรงดันเกินจากฟ้าผ่าทุกชนิด แรงดันเกินชั่วขณะของความถี่ไฟฟ้า และแรงดันเกินขณะทำงาน

คุณสมบัติในการป้องกัน

ตัวป้องกันไฟเกินชนิดซิงค์ออกไซด์ใช้สำหรับป้องกันอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกชนิดในระบบไฟฟ้าจากความเสียหายที่เกิดจากแรงดันไฟเกิน มีประสิทธิภาพการป้องกันที่ดี เนื่องจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าแบบไม่เชิงเส้นที่ดีเยี่ยมของแผ่นวาล์วซิงค์ออกไซด์ ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านเพียงไม่กี่ร้อยไมโครแอมป์ภายใต้แรงดันใช้งานปกติ ออกแบบโครงสร้างแบบไม่มีช่องว่างได้ง่าย ส่งผลให้มีประสิทธิภาพการป้องกันที่ดี น้ำหนักเบา และขนาดเล็ก เมื่อแรงดันไฟเกินเข้ามา กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านแผ่นวาล์วจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และจำกัดขนาดของแรงดันไฟเกิน พร้อมทั้งปลดปล่อยพลังงานส่วนเกิน หลังจากนั้น แผ่นวาล์วซิงค์ออกไซด์จะกลับคืนสู่สภาพความต้านทานสูง ทำให้ระบบไฟฟ้าทำงานได้ตามปกติ

ประสิทธิภาพการปิดผนึก

ส่วนประกอบของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่ามีประสิทธิภาพในการทนต่อการเสื่อมสภาพที่ดี มีความแน่นหนาของอากาศสูงด้วยการเคลือบวัสดุคอมโพสิตคุณภาพสูง โดยใช้การควบคุมแรงกดของแหวนซีลและสารเคลือบซีล รวมถึงมาตรการอื่นๆ โดยใช้เซรามิกเป็นวัสดุซีล เพื่อให้มั่นใจได้ถึงการซีลที่เชื่อถือได้ ส่งผลให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่ามีความเสถียร

คุณสมบัติทางกลของ

โดยหลักแล้วจะพิจารณาปัจจัยสามประการดังต่อไปนี้: แรงแผ่นดินไหวที่ต้องรับ;

แรงดันลมสูงสุดที่กระทำต่ออุปกรณ์หยุดลม;

ส่วนบนสุดของอุปกรณ์กันไฟกระชากรับแรงดึงสูงสุดที่อนุญาตของสายไฟ

คุณสมบัติในการกำจัดสิ่งปนเปื้อน

อุปกรณ์ดักจับมลพิษชนิดซิงค์ออกไซด์แบบไม่มีช่องว่าง มีความทนทานต่อมลพิษสูง

ระยะห่างการคืบคลานจำเพาะที่กำหนดโดยมาตรฐานแห่งชาติคือ: พื้นที่ปนเปื้อนปานกลางระดับ II: ระยะห่างการคืบคลานจำเพาะ 20 มม./กิโลโวลต์;

พื้นที่มลพิษรุนแรงระดับ III: ระยะห่างการคืบคลานจำเพาะ 25 มม./กิโลโวลต์;

พื้นที่ปนเปื้อนรุนแรงระดับ 4: ระยะห่างการคืบคลานจำเพาะ 31 มม./กิโลโวลต์

ความน่าเชื่อถือในการใช้งานสูง

ความน่าเชื่อถือในการใช้งานระยะยาวขึ้นอยู่กับคุณภาพของผลิตภัณฑ์และการเลือกใช้ผลิตภัณฑ์อย่างเหมาะสม ปัจจัยหลักสามประการที่มีผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ได้แก่ ความเหมาะสมของโครงสร้างโดยรวมของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า คุณลักษณะทางโวลต์เมตริกและความต้านทานต่อการเสื่อมสภาพของวาล์วซิงค์ออกไซด์ และประสิทธิภาพการปิดผนึกของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า

ความคลาดเคลื่อนของความถี่ไฟฟ้า

เนื่องจากระบบไฟฟ้า เช่น การต่อลงดินแบบเฟสเดียว ผลกระทบจากความจุของสายส่งระยะยาว และการตัดโหลด เป็นต้น จะทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ความถี่ไฟฟ้าเพิ่มสูงขึ้น หรือเกิดแรงดันเกินชั่วขณะที่มีแอมพลิจูดสูง อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าจึงมีระยะเวลาในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่ความถี่ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นในระดับหนึ่งได้

การทำงาน

อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแต่ละประเภทมีข้อดีและคุณลักษณะเฉพาะตัว และจำเป็นต้องใช้งานในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนที่ดี ภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าจะทำหน้าที่เสมือนฉนวนและจะไม่ทำงานใดๆ ในกรณีเกิดวิกฤตหรือแรงดันไฟฟ้าสูง อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าจะทำงานและนำกระแสไฟฟ้าลงสู่พื้นดินเพื่อปกป้องอุปกรณ์ไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การจำแนกประเภท

ตามระดับแรงดันไฟฟ้า

อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าชนิดซิงค์ออกไซด์แบ่งประเภทตามค่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด และสามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภท:

ประเภทแรงดันสูง: หมายถึงอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิดซิงค์ออกไซด์ที่มีแรงดันมากกว่า 66 กิโลโวลต์ ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 7 ระดับ ได้แก่ 1000 กิโลโวลต์, 750 กิโลโวลต์, 500 กิโลโวลต์, 330 กิโลโวลต์, 220 กิโลโวลต์, 110 กิโลโวลต์ และ 66 กิโลโวลต์

หมวดหมู่แรงดันปานกลาง: หมายถึงผลิตภัณฑ์ในกลุ่มอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าชนิดซิงค์ออกไซด์ในช่วงแรงดัน 3kV ถึง 66kV (ยกเว้นผลิตภัณฑ์ซีรีส์ 66kV) ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ระดับแรงดันโดยประมาณ ได้แก่ 3kV, 6kV, 10kV และ 35kV

หมวดหมู่แรงดันต่ำ: หมายถึงผลิตภัณฑ์ในกลุ่มอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าชนิดซิงค์ออกไซด์ที่มีแรงดันต่ำกว่า 3kV (ไม่รวมผลิตภัณฑ์ในกลุ่ม 3kV) ซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ระดับแรงดันโดยประมาณ ได้แก่ 1kV, 0.5kV, 0.38kV และ 0.22kV

ตามกระแสไฟฟ้าปล่อยประจุที่กำหนด

ตามกระแสไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าชนิดซิงค์ออกไซด์สามารถแบ่งออกได้เป็นห้าประเภท ได้แก่ 20, 10, 5, 2.5 และ 1.5 กิโลแอมป์

ตามใช้

อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าชนิดซิงค์ออกไซด์สามารถแบ่งออกได้เป็นเจ็ดประเภทตามการใช้งาน ได้แก่ ประเภทวงจรระบบ ประเภทสถานีไฟฟ้าระบบ ประเภทการกระจายระบบ ประเภทการป้องกันชุดตัวเก็บประจุชดเชยแบบขนาน ประเภททางรถไฟไฟฟ้า ประเภทมอเตอร์และจุดกลางของมอเตอร์ และประเภทจุดกลางของหม้อแปลง

ตามโครงสร้าง

อุปกรณ์ดักจับฟ้าผ่าที่ทำจากซิงค์ออกไซด์สามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภทตามโครงสร้างของมัน

อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิดซิงค์ออกไซด์สามารถแบ่งออกได้เป็นสี่เกรดตามประสิทธิภาพการต้านทานมลภาวะ เกรด ⅰ เป็นชนิดทั่วไป เกรด ⅱ ใช้ในพื้นที่ที่มีมลภาวะปานกลาง (ระยะคืบคลานจำเพาะ 20 มม./KV) เกรด ⅲ ใช้ในพื้นที่ที่มีมลภาวะสูง (ระยะคืบคลานจำเพาะ 25 มม./KV) และเกรด ⅳ ใช้ในพื้นที่ที่มีมลภาวะสูงมาก (ระยะคืบคลานจำเพาะ 31 มม./KV)

ตัวกันระเบิดแบบคอมโพสิต: ตัวกันระเบิดซิงค์ออกไซด์แบบคอมโพสิตทำจากวัสดุยางซิลิโคนคอมโพสิตเป็นชั้นเคลือบ และเลือกใช้แผ่นซิงค์ออกไซด์ประสิทธิภาพสูง โครงสร้างภายในใช้วัสดุพิเศษ ประกอบด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง จึงมีข้อดีสองประการคือทั้งวัสดุยางซิลิโคนและแผ่นซิงค์ออกไซด์ นอกจากข้อดีทั้งหมดของตัวกันระเบิดซิงค์ออกไซด์แบบเคลือบเซรามิกแล้ว ผลิตภัณฑ์ในซีรีส์นี้ยังมีประสิทธิภาพในการเป็นฉนวนที่ดี ทนต่อมลภาวะสูง ป้องกันการระเบิดได้ดี ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ไม่ต้องบำรุงรักษา ไม่เสียหายง่าย ปิดผนึกได้อย่างน่าเชื่อถือ ทนต่อการเสื่อมสภาพได้ดีเยี่ยม และข้อดีอื่นๆ อีกมากมาย

ตามประสิทธิภาพของโครงสร้าง

ตัวดักจับสัญญาณรบกวนชนิดซิงค์ออกไซด์สามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภทตามโครงสร้างและประสิทธิภาพ ได้แก่ แบบไม่มีช่องว่าง (W), แบบมีช่องว่างแบบอนุกรม (C) และแบบมีช่องว่างแบบขนาน (B)

1. ในอดีต การเลือกใช้และข้อเสียของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าพิจารณาเฉพาะระดับแรงดันเกินขณะใช้งานและระดับแรงดันเกินจากฟ้าผ่าเท่านั้น

มาตรฐานแห่งชาติกำหนดว่า แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วจ่ายไฟของระบบควรสูงกว่าค่า K คูณด้วยแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (หรือแรงดันไฟฟ้าพิกัด) Un ของระบบเล็กน้อย กล่าวคือ K = Um/Un (Um คือแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของระบบ) ฉนวนของอุปกรณ์ไฟฟ้าควรสามารถทำงานได้เป็นเวลานานภายใต้แรงดันไฟฟ้า Un ค่า K สำหรับระบบ 220kV และต่ำกว่าคือ 1.15 และสำหรับระบบ 330kV และสูงกว่า K = 1.1 หลักการข้างต้นนี้ยังถูกนำมาพิจารณาในขั้นตอนเริ่มต้นของการออกแบบอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าด้วย

2. การเลือกใช้และความจำเป็นของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าเพื่อให้มั่นใจได้ว่าระบบไฟฟ้าสามารถทำงานได้ภายใต้สภาวะแรงดันเกินขณะต่อลงดินแบบเฟสเดียว และเพื่อความปลอดภัยของระบบไฟฟ้า

จากมุมมองด้านความปลอดภัยในการใช้งาน การเลือกแรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าควรเป็นไปตามหลักการต่อไปนี้ด้วย:

(1) แรงดันไฟฟ้าพิกัดของตัวป้องกันฟ้าผ่าแบบซิงค์ออกไซด์ควรสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าชั่วขณะความถี่กำลังไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นในการติดตั้ง ในระบบสายดินกลางที่มีแรงดันไฟฟ้า 110kV ขึ้นไป สามารถเลือกได้ตามวิธีการข้างต้น

(2) ในระบบสายดินทางอ้อมแบบกลางที่แรงดัน 110 kV และต่ำกว่า กรมไฟฟ้ากำหนดกฎให้สามารถทำงานได้ 2 ชั่วโมงภายใต้เงื่อนไขการต่อสายดินแบบเฟสเดียว และบางครั้งอาจทำงานได้นานกว่า 2 ชั่วโมงในกรณีที่เกิดแรงดันเกินจากการต่อสายดินแบบอาร์คเป็นระยะๆ เพื่อหาสาเหตุของความผิดพลาด ลักษณะการทำงานของระบบแบบนี้ทำให้การทำงานอย่างปลอดภัยของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแบบซิงค์ออกไซด์ภายใต้แรงดันพิกัด 10 วินาที เป็นอันตรายอย่างมาก และโครงสร้างและการออกแบบของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแบบซิงค์ออกไซด์และแบบ SiC นั้นแตกต่างกัน (แบบหลังเป็นการดับอาร์คแบบมีช่องว่าง ส่วนแบบแรกไม่มีช่องว่างหรือมีเพียงช่องว่างแยก) ดังนั้นในทางปฏิบัติอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าแบบซิงค์ออกไซด์จึงอาจเกิดการยุบตัวเนื่องจากความร้อนและอาจเกิดอุบัติเหตุระเบิดร้ายแรงได้ เมื่อเผชิญกับสถานการณ์นี้ กรมไฟฟ้าและสถาบันออกแบบไฟฟ้าหลายแห่งจึงได้เสนอค่าแรงดันพิกัดหลายประเภท (เช่น 14.4kV, 14.7kV เป็นต้น) ตามสภาพของโครงข่ายไฟฟ้าในพื้นที่ ในการทดสอบโหลดการทำงานของเอกสารอภิปรายมาตรฐานแห่งชาติหลายฉบับ ค่าความคลาดเคลื่อนของแรงดันพิกัด 10 วินาที ได้เพิ่มขึ้นเป็น 1.2 ~ 1.3 เท่า เพื่อให้ ความสามารถในการปรับตัวของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าที่ทำจากซิงค์ออกไซด์ให้เข้ากับระบบสายดินแบบไม่ต่อตรงที่จุดกลางได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น

เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิดซิงค์ออกไซด์ต่ำเกินไป อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะทำงานได้ภายใต้แรงดันไฟเกินจากการต่อลงดินแบบเฟสเดียว หรือแม้แต่แรงดันไฟเกินชั่วขณะหลายครั้ง กรมกำกับดูแลความปลอดภัยและการประสานงานการผลิตของกระทรวงไฟฟ้าได้เสนอให้แก้ไขอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากดังกล่าวตั้งแต่ในประกาศด้านความปลอดภัยฉบับที่ 17 ลงวันที่ 30 ตุลาคม 2536 แล้ว

ในช่วงระยะเปลี่ยนผ่านระหว่างการประกาศและการแก้ไขมาตรฐานใหม่ มีข้อเสนอแนะหลักการออกแบบต่อไปนี้สำหรับการเลือกแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและแรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าชนิดซิงค์ออกไซด์ในระบบที่ไม่ต่อลงดินแบบนิวทรัล: แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดคือ 1.2-1.3 เท่าของแรงดันไฟฟ้าดับประกายไฟของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าชนิด SiC ตามการออกแบบมาตรฐาน และแรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องคือแรงดันไฟฟ้าสูงสุดของสายในระบบขณะทำงาน

เนื่องจากไม่มีมาตรฐานที่เป็นเอกภาพสำหรับข้อมูลพื้นฐานข้างต้น จึงอาจเกิดความคลาดเคลื่อนระหว่างผู้ผลิตอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าและผู้ใช้งานในด้านการออกแบบและการผลิต

3. ปฏิบัติตามมาตรฐานฉบับใหม่ปี 2000 เพื่อการเลือกใช้อุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าอย่างปลอดภัยและเหมาะสม

ในมาตรฐานใหม่ของจีนปี 2000 (GB11032-2000) หลักการเลือกแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดควรสูงกว่า 1.2-1.3 เท่าได้รับการยอมรับแล้ว แต่การเลือกแรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องมีข้อกำหนดใหม่คือ ให้ใช้ค่าอายุการใช้งานของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าที่ 1.5Un//U1mA เป็นค่าอ้างอิงในการเลือก (ออกแบบ) แรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า ด้วยระดับการออกแบบและการผลิตอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าในประเทศโดยทั่วไปมีค่าอยู่ที่ 80% ดังนั้นจึงเลือกแรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่องเป็น 0.8 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากช่วงกระแสต่ำของกราฟโวลต์แอมเมตรี

ดังนั้น ในทางปฏิบัติ ควรคำนึงถึงระดับแรงดันเกินของการทำงานแบบต่อลงดินเฟสเดียว 1 ชั่วโมง เมื่อทำการคำนวณจำลองตามเงื่อนไขเฉพาะ หรือเลือกอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าตามประสบการณ์และการปฏิบัติจริง อย่างไรก็ตาม มีค่าแรงดันพิกัดหลายค่าที่แตกต่างจากค่าข้างต้นเล็กน้อยในข้อตกลงทางเทคนิคของผู้ใช้งาน และแม้แต่ในแบบร่างของสถาบันออกแบบไฟฟ้า ซึ่งผมคิดว่าไม่จำเป็น (เช่น 16.5kV และ 16.7kV ใน 10kV เป็นต้น) เหตุผลก็คือ ในกระบวนการออกแบบอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าจริง ค่าแรงดันพิกัดในกราฟแรงดัน-กระแสอยู่ในช่วงกระแสน้อย ซึ่งน้อยกว่าค่า U1mAAC การแสวงหาความแตกต่างเล็กน้อยจึงไม่สามารถทำได้ในการออกแบบอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าจริง นอกจากนี้ จากการอภิปรายต่อไปนี้ ตามข้อกำหนดของมาตรฐานแห่งชาติฉบับใหม่ ควรเลือกอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่าที่ปลอดภัยภายใต้แรงดันเกินที่อนุญาต (ซึ่งหมายถึงระบบที่ไม่ต่อลงดิน)

4. การเลือกใช้ตัวดักจับฟ้าผ่าแบบซิงค์ออกไซด์ที่ไม่ต่อลงดินอย่างเป็นวิทยาศาสตร์ ตามมาตรฐานฉบับใหม่ปี 2000

(1) แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดจะต้องได้รับการเลือกและออกแบบตามค่าประสิทธิผลสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าความถี่กำลังไฟฟ้าที่อนุญาตให้ใช้กับขั้วของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชาก เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างถูกต้องภายใต้แรงดันไฟฟ้าเกินชั่วคราวที่กำหนดในการทดสอบโหลดการทำงานที่ระบุ แรงดันไฟฟ้าในการทำงานต่อเนื่องจะต้องได้รับการเลือกเพื่อให้ค่า RMS ระหว่างขั้วของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากคงที่ ในขณะนี้ แรงดันไฟฟ้าคายประจุความถี่กำลังไฟฟ้าควรสูงพอที่จะหลีกเลี่ยงการทำงานของฉนวนของอุปกรณ์ที่ได้รับการป้องกันภายใต้แรงดันไฟฟ้าเกินขณะทำงานโดยไม่มีการป้องกัน และเพื่อยืดอายุการใช้งาน และต้องคำนึงถึงระดับอัตราการชาร์จและแรงดันไฟฟ้าตกค้างจริงของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากสังกะสีออกไซด์ที่ผลิตในประเทศจีนด้วย

(2) ในกรณีที่แรงดันความถี่ไฟฟ้าสูงขึ้นอย่างรุนแรงหรือแรงดันทดสอบฉนวนของอุปกรณ์สูงขึ้น ควรเลือกแรงดันพิกัดที่สูงกว่าของตัวป้องกันไฟเกินชนิดซิงค์ออกไซด์ การเลือกแรงดันอ้างอิงความถี่ไฟฟ้าจะต้องเท่ากับหรือมากกว่าแรงดันพิกัด จุดนี้เป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐานแห่งชาติฉบับใหม่ได้ดีขึ้น การคำนวณต่อไปนี้ยังพบว่าตรงตามข้อกำหนดของแรงดันเกิน ข้อกำหนดมาตรฐานแห่งชาติ เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานลงดินเฟสเดียวเป็นเวลา 2 ชั่วโมงโดยไม่ต้องดำเนินการใดๆ ในกรณีที่ร้ายแรงที่สุด เมื่อเกิดการลงดินเฟสเดียวและการตัดโหลดพร้อมกัน แรงดันเกินสูงสุดที่เป็นไปได้ที่คำนวณตามทฤษฎีคือ 1.99 เท่า และแรงดันใช้งานต่อเนื่องที่อนุญาต UC (ค่าประสิทธิผล) ของตัวป้องกันไฟเกินชนิดซิงค์ออกไซด์จะถูกเลือกดังนี้:

แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (Ur≈1.25 UC) ถูกเลือกตามอัตราการชาร์จมาตรฐานแห่งชาติที่ 0.8 ซึ่งตรงตามข้อกำหนดทั้งหมด หากใช้การต่อลงดินแบบอาร์คและแรงดันเกินแบบเรโซแนนซ์ที่มีโอกาสหลุดรอดสูง แรงดันไฟฟ้าที่กำหนดจะต้องเป็นไปตาม: กดอีกครั้ง?=0.8 เลือกแรงดันไฟฟ้าใช้งานต่อเนื่อง ซึ่งก็ตรงตามข้อกำหนดเช่นกัน

โดยสรุปแล้ว ความยากลำบากหลักในการเลือกอุปกรณ์ป้องกันไฟเกินคือการกำหนดขอบเขตของแรงดันไฟเกินชั่วคราว จำเป็นต้องมั่นใจได้ถึงการทำงานที่ปลอดภัยและแม่นยำภายใต้แรงดันไฟเกินขณะใช้งานสูงและแรงดันไฟเกินในบรรยากาศ และต้องมั่นใจว่าแผ่นวาล์วจะไม่ทำงานภายใต้แรงดันไฟเกินชั่วคราว

ในปัจจุบัน การเลือกประเภทและการออกแบบของอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากต้องมั่นใจว่าอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิดซิงค์ออกไซด์ที่มีแรงดันเกินสูงสุดของระบบจะไม่ทำงานเมื่อเกิดการต่อลงดินแบบเฟสเดียว 2 ชั่วโมง มิเช่นนั้นอุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากชนิดซิงค์ออกไซด์จะเกิดการยุบตัวเนื่องจากความร้อนหรืออาจเกิดอุบัติเหตุระเบิดได้

ดังนั้น การเลือกใช้ระบบที่ไม่ต้องต่อสายดินจึงเหมาะสมตามข้อกำหนดใหม่

แต่ในอุปกรณ์ตัวเก็บประจุที่ต่อลงดินพร้อมขดลวดระงับประกายไฟ แรงดันเกินขณะต่อลงดินจะต่ำกว่ามาก ดังนั้นจึงสามารถเลือกค่าแรงดันพิกัดและแรงดันใช้งานต่อเนื่องที่ต่ำตามการคำนวณจำลองในทางปฏิบัติ เพื่อให้ตัวป้องกันฟ้าผ่าซิงค์ออกไซด์ทำงานภายใต้แรงดันเกินขณะใช้งานที่ต่ำกว่า แต่หากไม่สะดวก ก็สามารถเลือกใช้ระบบที่ไม่ต่อลงดินได้เช่นกัน

เนื่องจากฉนวนระหว่างขั้วตัวเก็บประจุกับกราวด์ได้รับการพิจารณาแล้วว่าตรงตามข้อกำหนดการต่อลงดินแบบเฟสเดียว 2h

เมื่อใช้งานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าพิกัด อุปกรณ์ป้องกันไฟกระชากจะไม่ทำงานและจะไม่ก่อให้เกิดความเสียหายจากแรงดันไฟฟ้าเกินต่ออุปกรณ์ตัวเก็บประจุ

โดยสรุปแล้ว สาเหตุเป็นเพราะแผ่นวาล์วซีรีส์ซิงค์ออกไซด์ที่ไม่มีช่องว่างต่ออนุกรมโดยตรง ทำให้ตัวต้านทานป้องกันฟ้าผ่าซิงค์ออกไซด์ไม่สามารถรับแรงดันเกินได้มากกว่า 1.99 เท่า ส่งผลให้แรงดันอาร์คอ้างอิงของ SiC ที่เลือกใช้กับแรงดันไฟฟ้าพิกัดของตัวป้องกันฟ้าผ่าซิงค์ออกไซด์ไม่ตรงตามข้อกำหนด จึงทำให้แรงดันเกินเพิ่มขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพื่อความปลอดภัยของอุปกรณ์ป้องกันฟ้าผ่า จึงไม่มีข้อมูลการจำลองจริง

ค่าที่แนะนำซึ่งสอดคล้องกับเจตนารมณ์ของมาตรฐานแห่งชาติมีความเหมาะสมมากกว่า เนื่องจากตรงตามข้อกำหนดด้านขีดจำกัด