Parafoudre composé 21KV

Introduction:

Ce parasurtenseur (parafoudre) agit comme un gardien entre la ligne électrique haute tension et le sol. Dans des conditions normales de fonctionnement (tension système de 21 kV), il présente une très haute impédance et constitue effectivement un circuit ouvert. Cependant, lorsqu'une surtension soudaine (transitoire) dépasse considérablement la tension normale, le parafoudre s'active en quelques nanosecondes. Il fournit un chemin à faible impédance vers la terre, détournant en toute sécurité le courant de surtension massif (jusqu'à sa valeur nominale de 10 kA) loin de l'équipement protégé. Immédiatement après le passage de la surtension, il se réinitialise automatiquement à son état de haute impédance, garantissant ainsi un fonctionnement ininterrompu du système électrique.

Dessins :

Paramètres techniques :

Tension nominale :	21 kV
Courant de décharge normal :	10 kA
Tension de fonctionnement continue maximale (MCOV) :	17,0 kV
Tension résiduelle à courant raide 1/4µs :	71,8 kV
Tension résiduelle du courant de foudre 8/20µs :	63 kV
Tension résiduelle du courant de commutation 30/60µs :	54,2 kV
Impulsion de courant d'onde rectangulaire de 2000µs :	250A
Capacité de décharge de tenue à courant élevé de 4/10µs :	100KA
Décharge classique :	1
Distance d'isolement :	675mm

Structure et mécanisme internes :

La protection sophistiquée de ce parafoudre en polymère provient de sa construction interne robuste :

Disques de varistance en oxyde de zinc (ZnO) (le noyau) : Le cœur du parafoudre est un empilement de disques de varistance en oxyde métallique, principalement constitués de grains d'oxyde de zinc mélangés à d'autres oxydes métalliques. Ces disques possèdent une caractéristique tension-courant extrêmement non linéaire.

Fonctionnement normal : à une tension système standard, les disques agissent comme un isolant, ne permettant qu'à un minuscule courant de fuite (microampères) de circuler.

Condition de surtension : Lorsqu'une surtension transitoire se produit, les limites des grains de ZnO deviennent hautement conductrices, permettant au parafoudre de bloquer la tension et de décharger en toute sécurité le courant élevé (10 kA) vers la terre.

Boîtiers et hangars isolants : La colonne ZnO est logée dans un matériau isolant à haute résistance (généralement en porcelaine ou en polymère). Le profil extérieur comporte 10 hangars selon un motif alterné grand-petit. Cette conception est cruciale pour augmenter la ligne de fuite à 675 mm, soit la longueur totale du trajet le long de la surface entre les extrémités sous tension et mises à la terre. Ce long trajet évite les contournements dans des conditions polluées ou humides.

Raccords métalliques :

Borne supérieure : Un capuchon métallique avec un goujon pour la connexion à la ligne haute tension.

Borne latérale/mise à la terre : Une borne latérale est équipée d'un anneau corona blanc à ailettes. Cet anneau contrôle la distribution du champ électrique pour éviter les décharges corona (source d'interférences radio et de perte de puissance). Un fil de liaison en cuivre court est fixé ici pour la connexion au fil de terre.

Système d'étanchéité : les joints hermétiques aux extrémités empêchent l'humidité de pénétrer dans le noyau, ce qui est vital pour la stabilité à long terme et pour éviter les dommages internes.

Principales caractéristiques de conception :

Excellentes performances de pollution : la conception alternée à 10 hangars, grands et petits, et la ligne de fuite importante de 675 mm rendent ce parafoudre très fiable dans les zones présentant des niveaux de contamination élevés, telles que les environnements côtiers (sel), industriels (poussière, produits chimiques) ou désertiques.

Capacité de traitement d'énergie élevée : le courant de décharge nominal de 10 kA confirme sa robustesse dans la gestion des surtensions de foudre et de commutation sévères.

Performance de protection supérieure : les varistances en oxyde de zinc offrent d'excellentes caractéristiques de serrage de tension, garantissant que la tension aux bornes de l'équipement protégé est maintenue à un niveau sûr.

Contrôle Corona : L'inclusion d'un anneau corona au niveau du terminal minimise les interférences radioélectriques et évite les pertes d'énergie dues aux effets corona, ce qui est essentiel pour la qualité de l'énergie moderne.

Durabilité : le matériau du boîtier (qu'il s'agisse d'un polymère de haute qualité ou de porcelaine) offre une résistance mécanique élevée, une résistance aux rayons UV et au vandalisme.

Processus de production :

La fabrication de parafoudres composites implique une ingénierie de précision et un contrôle qualité rigoureux :

Production de varistances : la poudre d'oxyde de zinc de haute pureté est mélangée à des additifs spécifiques, pressée en disques et frittée à haute température pour former des varistances en céramique polycristalline dotées des propriétés non linéaires souhaitées.

Assemblage du noyau : les disques de varistance testés électriquement sont empilés sous une pression précise sur une tige époxy renforcée en fibre de verre pour former le noyau actif.

Application du boîtier : Le noyau est soit encapsulé par moulage par injection avec du caoutchouc de silicone (pour les parafoudres à boîtier polymère), soit placé dans une coque en porcelaine et scellé avec un composé anti-trace.

Assemblage et étanchéité : les embouts métalliques et l'anneau corona sont assemblés. Des joints hermétiques critiques sont appliqués pour garantir une unité étanche à l'humidité.

Test final : chaque unité est soumise à des tests haute tension, à des tests de courant impulsionnel (pour vérifier la valeur nominale de 10 kA) et à des mesures de courant de fuite.

Scénarios d'application spécifiques :

Ce parafoudre haute tension 21 kV, 10 kA est idéal pour :

Sous-stations de distribution : protection du côté primaire des transformateurs de distribution 11 kV/22 kV.

Lignes aériennes : montées sur des poteaux pour protéger les lignes, les batteries de condensateurs et les réenclencheurs.

Installations industrielles : protection des appareillages moyenne tension et des grands moteurs dans les installations de fabrication.

Systèmes d'énergie renouvelable : fournit une protection contre les surtensions pour les systèmes électriques des parcs éoliens et des centrales solaires.

Infrastructure critique : utilisée dans les réseaux où la fiabilité est primordiale, en particulier dans les régions sujettes à une forte activité de foudre ou à une pollution industrielle.

Force de l'entreprise :