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Ableiter mit Polymergehäuse und Überspannungsschutztechnologie auf Zinkoxidbasis (ZnO)

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Ableiter mit Polymergehäuse

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Ein Polymer-Ableiter, auch bekannt als Polymer-Überspannungsableiter oder Polymer-Metalloxid-Überspannungsableiter (MOA), ist eine Schutzvorrichtung, die in Stromversorgungsnetzen eingesetzt wird, um Transformatoren, Schaltanlagen, Kabel, Übertragungsleitungen und andere elektrische Anlagen vor Blitzüberspannungen und Schaltüberspannungen zu schützen.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Porzellan-Ableitern verwenden Polymer-Ableiter ein Gehäuse aus Silikonkautschuk oder einem Polymerverbundwerkstoff, das die Metalloxid-Varistor-Elemente (MOV) aus Zinkoxid (ZnO) umgibt. Dies sorgt für eine leichte Bauweise, eine hervorragende Verschmutzungsbeständigkeit und eine verbesserte Leistung im Außenbereich.

Hauptfunktionen
·Begrenzung von Stoßspannungen: Begrenzt transiente Überspannungen, die durch Blitzeinschläge und Schaltvorgänge verursacht werden.
·Geräteschutz: Schützt die Isolationssysteme von Transformatoren, Leistungsschaltern, Stromwandlern (CTs), Spannungswandlern (VTs), Kabeln und Generatoren.
·Ableitung von Stoßströmen: Stellt bei Überspannungsereignissen einen niederohmigen Pfad zur Erde bereit.
·Isolationskoordination: Trägt dazu bei, sichere Isolationswerte innerhalb von Stromversorgungssystemen aufrechtzuerhalten.

Typische Anwendungsbereiche
·Freiluft-Umspannwerke
·Verteilungsnetze
·Übertragungsleitungen
·Transformatorschutz
·Schaltanlagenschutz
·Kabelendanschlussschutz
·Anlagen für erneuerbare Energien
·Bahnantriebssysteme
·Industrielle Stromversorgungssysteme

Typische technische Spezifikationen
·Nennspannung: 3 kV – 420 kV
·Maximale Dauerbetriebsspannung (MCOV): Entsprechend der Systemspannung
·Nennableitstrom: 5 kA / 10 kA / 20 kA
·Impulsstromklasse: Klasse 1, 2, 3, 4
·Gehäusematerial: Silikonkautschuk / Polymerverbundwerkstoff
·Schutzelement: Zinkoxid (ZnO)-MOV
·Einbau: im Freien
·Frequenz: 50 Hz / 60 Hz
·Einbau: vertikal oder horizontal, je nach Ausführung

Aufbau
Ein typischer Ableiter mit Polymergehäuse besteht aus:
1. Gehäuse aus Silikonkautschuk
·Dient der äußeren Isolierung
·Geringes Gewicht im Vergleich zu Porzellan
·Hervorragende hydrophobe Eigenschaften
·Hohe Beständigkeit gegen Verschmutzung und Feuchtigkeit
·Beständig gegen UV-Alterung
2. Zinkoxid (ZnO)-Metalloxid-Elemente
·Bieten nichtlineare Spannungs-Strom-Kennlinien
·Leiten den Stoßstrom bei Überspannungsereignissen ab
·Behält im Normalbetrieb einen hohen Widerstand bei
3. Glasfaserverstärkter Kernstab
·Sorgt für mechanische Festigkeit
·Stützt die internen Ableiterelemente
·Verbessert die Beständigkeit gegen mechanische Beanspruchung
4. Dichtungssystem
·Verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit
·Gewährleistet die Zuverlässigkeit der inneren Isolierung
5. Druckentlastungssystem
·Sorgt für eine kontrollierte Druckentlastung bei internen Fehlern

Funktionsprinzip
Normalbetrieb
·Der Ableiter verbleibt in einem Zustand mit hohem Widerstand.
·Es fließt nur ein geringer Ableitstrom zur Erde.
Bei Überspannungsereignissen
·Blitz- oder Schaltüberspannungen erhöhen die Systemspannung.
·Die ZnO-Elemente werden leitfähig.
·Der Stoßstrom wird sicher zur Erde abgeleitet.
·Die Restspannung wird begrenzt, um angeschlossene Geräte zu schützen.
·Der Ableiter kehrt nach dem Stoßstrom in den normalen Isolationszustand zurück.

Vorteile
·Geringes Gewicht und einfache Installation
·Hervorragende Verschmutzungsbeständigkeit
·Hervorragende hydrophobe Oberflächeneigenschaften
·Hohe Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Verschmutzung
·Geringeres Risiko eines explosiven Versagens im Vergleich zu Porzellanausführungen
·Hohe mechanische Stoßfestigkeit
·Bessere Erdbebensicherheit
·Lange Lebensdauer
·Geeignet für Küsten- und Industrieumgebungen

Gängige Typen
Polymer-Ableiter der Verteilungsklasse
·Einsatz in Verteilungsnetzen
·Schützt Transformatoren und Freileitungen
·Üblicher Spannungsbereich: 3–36 kV
Polymer-Überspannungsableiter der Zwischenklasse
·Einsatz in industriellen Umspannwerken
·Entladungsfähigkeit im mittleren Energiebereich
Polymer-Überspannungsableiter der Stationsklasse
·Einsatz in Hochspannungsumspannwerken
·Schützt große Transformatoren und Übertragungsanlagen
Metalloxid-Polymer-Überspannungsableiter ohne Funkenstrecke
·Modernes Design
·Schnellere Ansprechzeit
·Geringere Restspannung
·Höhere Zuverlässigkeit

Anwendbare Normen
·IEC 60099-4 – Metalloxid-Überspannungsableiter ohne Spalt für Wechselstromsysteme
·IEEE C62.11 – Metalloxid-Überspannungsableiter für Wechselstromkreise
·IEC 60099-5 – Empfehlungen zur Auswahl und Anwendung von Überspannungsableitern

Typische Anwendungen nach Branchen
·Elektrizitätsversorger: Überspannungsschutz in Umspannwerken und Leitungsnetzen
·Erneuerbare Energien: Schutz von Windkraftanlagen und Solarkollektoren
·Industrieanlagen: Schutz von Transformatoren und Schaltanlagen
·Bergbau: Freiluft-Verteilungsnetze
·Öl und Gas: Prozessstromversorgungssysteme
·Eisenbahn: Überspannungsschutz für Traktionsstrom
·Gewerbliche Infrastruktur: Schutz von Mittelspannungsverteilungsnetzen

Hauptmerkmale
·Gehäuse aus Silikonkautschuk-Verbundwerkstoff
·Zinkoxid (ZnO)-Überspannungsschutztechnologie
·Hohe Ableitfähigkeit
·Hervorragende Umweltbeständigkeit
·Geringe Restspannung
·Kompakte und leichte Bauweise
·Sichere Ausfallcharakteristik
·Wartungsfreier Betrieb
·Geeignet für Mittel- und Hochspannungsnetze
·Entspricht den Normen IEC 60099-4 und IEEE C62.11