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