Tiêu chuẩn EN IEC 60099: Khuyến nghị về thiết bị chống sét.

Tiêu chuẩn “EN IEC 60099 Khuyến nghị về thiết bị chống sét”, được phát triển bởi Ủy ban Kỹ thuật Điện quốc tế (IEC) và sau đó được công bố như một tiêu chuẩn châu Âu như một phần của nỗ lực hài hòa hóa, bao gồm các tiểu mục sau được công bố dưới cùng một tiêu đề:

• Tiêu chuẩn “EN IEC 60099-1 Phần 1: Bộ chống sét lan truyền kiểu điện trở phi tuyến cho hệ thống dòng điện xoay chiều” mô tả các yêu cầu và phương pháp thử nghiệm cho một loại bộ chống sét lan truyền (bộ chống sét đánh) cụ thể được sử dụng trong hệ thống dòng điện xoay chiều (AC). Về cơ bản, tiêu chuẩn này áp dụng cho các bộ chống sét lan truyền bao gồm một hoặc nhiều điện trở phi tuyến (thường là điện trở dựa trên silicon carbide trong các thiết kế cũ hơn) mắc nối tiếp với một hoặc nhiều khe hở đánh lửa (thiết kế kiểu khoảng). Các thiết bị này bảo vệ thiết bị điện khỏi quá áp do sét đánh hoặc xung điện do chuyển mạch gây ra.

Tiêu chuẩn này đã bị bãi bỏ. Nó phần lớn đã được thay thế bằng các tiêu chuẩn hiện đại dành cho bộ chống sét lan truyền oxit kim loại không khe hở (chủ yếu được đề cập trong EN IEC 60099-4, sử dụng điện trở biến đổi oxit kẽm không có khe hở tia lửa điện và hiện là tiêu chuẩn chủ đạo và được sử dụng rộng rãi nhất cho hầu hết các bộ chống sét lan truyền điện áp cao).

Các thiết bị chống sét lan truyền hiện đại (đặc biệt là điện áp trung và cao) hầu hết đều thuộc loại oxit kim loại không khe hở và đã được kiểm tra theo tiêu chuẩn EN IEC 60099-4. Tiêu chuẩn EN IEC 60099-1 chỉ còn hiệu lực đối với các thiết bị chống sét lan truyền có khe hở cũ hơn hoặc dùng để tham khảo.

• Tiêu chuẩn “EN IEC 60099-2 Phần 2: Thiết bị chống sét dạng phun” áp dụng cho thiết bị chống sét dạng phun (thiết bị chống sét phun). Đây là một loại thiết bị chống xung điện đặc biệt bao gồm một hoặc nhiều khe hở tia lửa điện mắc nối tiếp với một buồng hồ quang (thường chứa vật liệu dạng sợi hoặc tạo khí). Khi xảy ra xung điện, các khe hở tia lửa điện phóng ra, và hồ quang tạo thành sẽ đẩy khí nóng ra ngoài để dập tắt dòng điện và ngắt dòng điện tiếp theo trong hệ thống phân phối. Chúng chủ yếu được sử dụng để bảo vệ các đường dây và thiết bị trên không trung thế khỏi sét đánh.

Loại điện trở: Thiết kế có lỗ thông hơi (thông khí, thoát khí). Nó khác với các loại điện trở phi tuyến tính gián đoạn (tiêu chuẩn EN IEC 60099-1) hoặc các loại oxit kim loại liên tục hiện đại (tiêu chuẩn EN IEC 60099-4).

Tiêu chuẩn này đã bị thu hồi và không còn được sử dụng rộng rãi cho các thiết kế mới. Các thiết bị chống sét kiểu thoát nước phần lớn đã lỗi thời và được thay thế bằng các thiết bị chống sét lan truyền oxit kim loại hoạt động liên tục, đáng tin cậy hơn và không cần bảo trì.

• Tiêu chuẩn “EN IEC 60099-4 Phần 4: Bộ chống sét lan truyền oxit kim loại không khe hở cho hệ thống dòng điện xoay chiều” áp dụng cho các bộ chống sét lan truyền điện trở oxit kim loại phi tuyến không có khe hở phóng điện, được thiết kế để hạn chế sự dao động điện áp trong các mạch điện xoay chiều (AC) với điện áp hệ thống tối đa ít nhất là 1 kV. Tiêu chuẩn này bao gồm các yêu cầu, phân loại, giá trị, thử nghiệm (loại/thiết kế, thường quy, nghiệm thu) và tiêu chí hiệu suất cho các bộ chống sét lan truyền hiện đại này được sử dụng để bảo vệ thiết bị khỏi sét đánh và quá áp chuyển mạch trong các ứng dụng phân phối, truyền tải và trạm biến áp.

Trong bản cập nhật mới nhất của tiêu chuẩn này, hệ thống phân loại phóng điện đường dây cũ đã được thay thế bằng hệ thống phân loại xử lý năng lượng/điện tích mới dựa trên:

• Tốc độ truyền tải điện tích lặp lại
• Mức năng lượng nhiệt
• Mức độ truyền tải điện tích nhiệt

Điều này phản ánh tốt hơn những áp lực thực tế tác động lên các điện trở biến đổi oxit kim loại.

Tiêu chuẩn này đã được hài hòa trong phạm vi các chỉ thị liên quan của EU (ví dụ: chỉ thị về điện áp thấp đối với các khía cạnh áp dụng của nó) và là tài liệu tham khảo chính ở châu Âu cho các thiết bị chống sét lan truyền oxit kim loại không có khe hở.

Hầu hết các thiết bị chống sét lan truyền mới được sản xuất và lắp đặt trên toàn thế giới (đặc biệt là những thiết bị có điện áp ít nhất 1 kV) đều tuân thủ tiêu chuẩn EN IEC 60099-4.

• Tiêu chuẩn “EN IEC 60099-5 Phần 5: Khuyến nghị lựa chọn và ứng dụng” cung cấp hướng dẫn, khuyến nghị và thông tin nền tảng (không phải là yêu cầu bắt buộc) về việc lựa chọn, ứng dụng, lắp đặt và phối hợp các thiết bị chống sét lan truyền trong hệ thống điện xoay chiều ba pha có điện áp định mức trên 1 kV. Tiêu chuẩn này bao gồm:
• Bộ chống sét lan truyền oxit kim loại không khe hở theo tiêu chuẩn EN IEC 60099-4.
• Các thiết bị chống sét lan truyền có cấu hình khoảng cách mắc nối tiếp và song song, với điện áp định mức tối đa là 52 kV, theo tiêu chuẩn EN IEC 60099-6.
• Bộ chống sét lan truyền oxit kim loại khe hở nối tiếp bên ngoài dành cho đường dây trên không theo tiêu chuẩn EN IEC 60099-8.

Các nội dung chính bao gồm:

• Các ứng suất quá áp hệ thống (sét đánh, chuyển mạch, quá áp thoáng qua)
• Lựa chọn điện áp định mức bảo vệ: điện áp hoạt động liên tục, điện áp định mức, MCOV, mức độ bảo vệ
• Quản lý năng lượng và các yếu tố nhiệt (bao gồm các công thức tính toán yêu cầu truyền năng lượng/điện tích tuân thủ tiêu chuẩn phân loại EN IEC 60099-4)
• Khả năng chịu quá áp tức thời
• Phối hợp với việc cách ly thiết bị
• Các khía cạnh lắp đặt (lắp ráp, ô nhiễm, chiều cao, tải trọng cơ học)
• Các ví dụ ứng dụng cho hệ thống phân phối, truyền tải, trạm biến áp và thiết bị chống sét lan truyền đường dây.
• Đánh giá rủi ro đối với các chế độ hỏng hóc và vùng bảo vệ còn lại.

Tiêu chuẩn này chỉ mang tính chất tư vấn, nhưng nó được tham khảo rộng rãi trong các bản đặc tả kỹ thuật, hồ sơ đấu thầu và thực tiễn kỹ thuật trên khắp châu Âu và thế giới.

• Tiêu chuẩn “EN IEC 60099-6 Phần 6: Bộ chống sét lan truyền với cấu hình mắc nối tiếp và song song - Điện áp hệ thống lên đến 52 kV” mô tả các yêu cầu và quy trình thử nghiệm đối với bộ chống sét lan truyền loại điện trở oxit kim loại phi tuyến tính có khoảng cách đánh lửa (cả cấu hình mắc nối tiếp và song song) được thiết kế để hạn chế sự dao động điện áp trong mạch điện xoay chiều (AC) với điện áp hệ thống tối đa ít nhất 1 kV và lên đến 52 kV.

Tiêu chuẩn này chủ yếu bao gồm các thiết bị chống sét lan truyền oxit kim loại dạng khoang, được đặt trong vỏ sứ hoặc polymer. Các thiết kế này được sử dụng để bảo vệ thiết bị khỏi sét đánh và quá áp chuyển mạch trong mạng lưới phân phối điện trung thế và mang lại những ưu điểm trong một số ứng dụng nhất định, chẳng hạn như khả năng chịu đựng xung điện thoáng qua được cải thiện hoặc khả năng xử lý năng lượng, so với các loại hoàn toàn không có khoang.

Việc phân loại dựa trên các tiêu chí sau:

• Tốc độ truyền tải điện tích lặp lại
• Mức năng lượng nhiệt
• Mức độ truyền tải điện tích nhiệt
• Tiêu chuẩn “EN IEC 60099-8 Phần 8: Bộ chống sét lan truyền oxit kim loại (EGLA) mắc nối tiếp bên ngoài cho đường dây trên không” mô tả các yêu cầu và quy trình thử nghiệm đối với bộ chống sét lan truyền mắc nối tiếp bên ngoài (EGLA). Đây là các bộ chống sét lan truyền oxit kim loại bao gồm các thành phần sau:
• Một cụm điện trở biến đổi mắc nối tiếp được làm từ các điện trở oxit kim loại phi tuyến tính, đặt trong vỏ bằng polymer hoặc sứ.
• Trong điều kiện bình thường, một khe hở không khí nối tiếp bên ngoài (khe phóng điện) sẽ cách ly bộ chỉnh lưu biến áp nối tiếp khỏi nguồn điện.

Các thiết bị chống sét lan truyền có khoảng cách ngoài được lắp đặt song song với dãy sứ cách điện trên các đường dây truyền tải và phân phối trên không (hệ thống AC lớn hơn 1 kV) để bảo vệ cụm sứ cách điện khỏi các xung điện do sét gây ra. Khoảng cách ngoài được thiết kế để chịu được quá điện áp chuyển mạch và quá điện áp thoáng qua, và đảm bảo thiết bị bảo vệ chủ yếu hoạt động đối với các xung điện do sét (độ dốc cao, thời gian ngắn). Nó không được thiết kế để bảo vệ chống xung điện do chuyển mạch hoặc cho các nhiệm vụ cấp trạm biến áp.

Các tính năng chính và điểm khác biệt so với các sản phẩm bảo hộ khác như sau:

• Không giống như các thiết bị bảo vệ trạm/phân phối không có khe hở (EN IEC 60099-4), khe hở bên ngoài giúp kéo dài tuổi thọ và giảm dòng rò bằng cách ngăn ngừa ứng suất điện áp liên tục tác động lên các điện trở MO.
• Thiết kế này tập trung vào khả năng phóng điện sét thông qua các thử nghiệm về tốc độ truyền tải tải lặp đi lặp lại, xử lý năng lượng và phối hợp tia lửa trong khoang.
• Tiêu chuẩn “EN IEC 60099-9 Phần 9: Bộ chống sét lan truyền cho trạm chuyển đổi HVDC” áp dụng cho các bộ bảo vệ chống sét lan truyền loại điện trở oxit kim loại phi tuyến tính không có khe phóng điện, được thiết kế đặc biệt để hạn chế quá áp trong các trạm chuyển đổi DC cao áp. Tiêu chuẩn này bao gồm:
• Hệ thống điện một chiều cao áp hai đầu cực, nhiều đầu cực và nối tiếp với điện áp hoạt động lên đến cộng/trừ 1100 kV.
• Các loại giá đỡ thân bằng sứ, thân bằng polymer và thân bằng kim loại cách điện bằng khí được sử dụng trong thanh dẫn điện DC, giá đỡ đường dây/cáp DC hoặc mạch lọc AC.
• Các bộ phận tiếp xúc với điện áp một chiều (DC), bao gồm cả hiện tượng đảo cực (kể cả những trường hợp hiếm gặp).

Các đầu nối cho bộ chuyển đổi nguồn điện áp không thuộc phạm vi này. Các đầu nối ở phía AC của trạm chuyển đổi được kiểm tra theo tiêu chuẩn EN IEC 60099-4. Các đầu nối trong bộ lọc AC tuân thủ tiêu chuẩn này do điện áp hài.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp dịch vụ kiểm thử cho các doanh nghiệp theo tiêu chuẩn "EN IEC 60099 Khuyến nghị về thiết bị chống sét".