Parafoudre en silicone 21KV

Introduction:

Ce parafoudre en silicone (parafoudre) est un dispositif de protection vital connecté entre un conducteur de phase sous tension et la terre. Dans des conditions normales de fonctionnement, il présente une impédance très élevée et est effectivement invisible pour le système. Cependant, lorsqu'une surtension transitoire dépassant un seuil spécifique se produit, le parafoudre devient instantanément conducteur, « arrêtant » la surtension en déviant l'impulsion de courant massive en toute sécurité vers la terre. Une fois la surtension passée, elle revient automatiquement à son état de haute impédance, maintenant ainsi le fonctionnement normal du système. Ce modèle particulier de 21 kV, 10 kA est optimisé pour des performances robustes dans les applications moyenne tension telles que les systèmes de distribution 22 kV.

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 :	535mm

Structure interne et mécanisme de fonctionnement :

La fonctionnalité principale du parafoudre provient de ses composants internes, élégamment logés dans la coque polymère robuste :

Blocs de varistance en oxyde de zinc (le cœur) : L'intérieur se compose d'une colonne empilée en série de disques de varistance en oxyde de zinc (ZnO). Ces blocs de céramique sont les éléments actifs de protection. Ils possèdent des caractéristiques tension-courant hautement non linéaires.

Tension normale : à la tension standard du système, les blocs de ZnO présentent une résistance extrêmement élevée, ne permettant qu'un minuscule courant de fuite (microampères) à circuler.

Condition de surtension : Lorsqu'une surtension apparaît, la résistance des blocs de ZnO chute considérablement en quelques nanosecondes, leur permettant de conduire le courant de décharge nominal élevé de 10 kA vers la terre, fixant ainsi la tension aux bornes de l'équipement protégé à un niveau sûr.

Tige centrale époxy renforcée de fibres de verre : Les blocs de ZnO sont assemblés sous haute pression sur une tige centrale solide et sans trace. Cette tige assure la stabilité mécanique et assure un bon contact électrique entre les blocs.

Boîtier polymère (le corps) : La colonne ZnO est scellée de manière permanente dans un boîtier en caoutchouc de silicone ou en polymère EPDM. Ce boîtier est de loin supérieur à la porcelaine traditionnelle car il est léger, très résistant aux chocs et au vandalisme et présente d'excellentes propriétés hydrophobes (évacuation de l'eau).

Système d'étanchéité : des joints de haute qualité aux extrémités empêchent la pénétration de l'humidité, ce qui est essentiel pour la fiabilité à long terme et pour éviter les défaillances internes.

Principales caractéristiques de conception :

Capacité de gestion de haute énergie : le courant de décharge nominal de 10 kA confirme sa capacité à gérer en toute sécurité l'immense énergie provenant de la foudre et des surtensions de commutation.

Performances améliorées en matière de pollution : la conception du hangar à 8 parapluies avec une alternance de grands et petits hangars est une caractéristique essentielle. Cette configuration maximise la ligne de fuite (535 mm), créant un chemin de fuite plus long le long de la surface. Cela évite les contournements dans les zones à forte pollution, sel, poussière ou humidité, garantissant ainsi un fonctionnement stable dans des environnements difficiles.

Léger et résistant au vandalisme : le boîtier en polymère rend le parafoudre nettement plus léger que ses équivalents en porcelaine, facilitant ainsi l'installation et réduisant les contraintes sur les structures de support. Il est également très résistant aux dommages causés par les impacts ou les coups de feu.

Excellente hydrophobie : le boîtier en caoutchouc de silicone a une capacité unique à repousser l'eau. Même lorsqu'elle est contaminée, la surface empêche la formation d'un film d'eau continu, conservant ainsi une rigidité diélectrique élevée.

Mécanisme de décompression : la conception intègre généralement un mécanisme permettant d'évacuer en toute sécurité les gaz chauds dans le cas rare d'une défaillance interne catastrophique, empêchant ainsi le boîtier de se rompre violemment.

Connexions fiables : le raccord métallique supérieur (probablement en aluminium) fournit un point sécurisé pour la connexion au conducteur de phase. Le fil de cuivre visible en bas agit comme un conducteur de descente ou un anneau de gradation pour une mise à la terre efficace.

Processus de production :

Le processus de fabrication est précis et contrôlé pour garantir une qualité et une cohérence élevées :

Production de varistances : la poudre d'oxyde de zinc de haute pureté est mélangée à d'autres oxydes métalliques (des additifs comme l'oxyde de bismuth, l'oxyde de cobalt, etc.) et broyée. Le mélange est pressé sous forme de disque et fritté à haute température pour former les blocs de varistances en céramique polycristalline présentant les caractéristiques non linéaires souhaitées.

Tests électriques : chaque bloc ZnO individuel est rigoureusement testé pour sa tension de référence et son courant de fuite.

Assemblage : Les blocs qualifiés sont empilés sur la tige isolée en fibre de verre. Des électrodes métalliques sont placées aux extrémités et l'ensemble est comprimé dans un mécanisme à ressort pour maintenir une pression constante.

Moulage/Encapsulation : L’ensemble noyau est placé dans un moule et du caoutchouc de silicone liquide est injecté autour de lui sous chaleur et pression. Ce processus forme le boîtier et les hangars intégraux, créant un joint hermétique permanent.

Durcissement et assemblage final : Le boîtier est durci. Les raccords d'extrémité et le fil de terre en cuivre sont fixés.

Test final : chaque parafoudre terminé est soumis à des tests haute tension, y compris des tests de courant impulsionnel (pour vérifier la valeur nominale de 10 kA) et des tests de courant de fuite, pour garantir qu'il répond à tous les critères de performance spécifiés.

Scénarios d'application spécifiques :

Ce parafoudre haute tension 21kV convient parfaitement pour :

Sous-stations de distribution d'énergie : protègent le côté primaire des transformateurs de distribution 11 kV/22 kV contre les surtensions entrantes.

Lignes aériennes de distribution : installées sur des poteaux pour protéger les lignes et les équipements tels que les batteries de condensateurs et les sectionneurs.

Installations industrielles et commerciales : blindage des appareils de commutation et des moteurs moyenne tension dans les grandes usines ou usines.

Environnements difficiles : Sa ligne de fuite élevée (535 mm) le rend particulièrement adapté aux zones côtières (pollution saline), aux zones industrielles (pollution chimique) et aux régions désertiques (poussière et sable).

Centrales d'énergie renouvelable : protection des systèmes de collecte dans les parcs solaires et éoliens.

Force de l'entreprise :