Остающегося напряжения

Вентильные разрядники содержат многократный искровой промежуток и рабочее сопротивление из дисков вилита, отсоединяющее этот промежуток от сети при нормальном режиме. Под действием перенапряжения происходит импульсный пробой искрового промежутка и через рабочее сопротивление течет на землю импульсный ток. После импульсного пробоя через разрядник начинает протекать сопровождающий ток промышленной частоты, сила которого ограничивается сопротивлением вилита. Последнее сильно возрастает при снижении напряжения и уменьшает сопровождающий ток до такого значения, при котором ток прерывается искровым промежутком при первом переходе через нулевое значение. При больших значениях тока, соответствующих импульсному пробою, сопротивление вилита гр мало, и, несмотря на большое значение тока /, остающееся напряжение на разряднике f/p = /rp невелико и может быть сделано таким, чтобы не превышало допустимого для защищаемого оборудования.

Основными параметрами вентильных разрядников являются: импульсное пробивное напряжение «Имп, остающееся напряжение на разряднике мост при прохождении через него импульсного тока ( 12-12), предельная величина сопровождающего тока, который

Остающееся напряжение при расчетном токе коммутационного перенапряжения , кВ, не более

Пробивное напряжение при частоте 60 Гц (в сухом состоянии и под дождем) Импульсное пробивное Наибольшее остающееся напряжение, кВ, при импульсном токе >,

Остающееся напряжение, кВ, при импульс- Пробивное напряжение

Электрическая прочность подстанционной изоляции должна с определенным запасом превышать остающееся напряжение на разряднике, которое, таким образом, имеет большое значение при разработке и выборе изоляционных конструкций.

тельно отличается от импульсного пробивного напряжения искрового промежутка разрядника f/np- „. Одной из основных характеристик разрядника является остающееся напряжение разрядника ?/ост, т. е. напряжение при определенном токе (5—14 кА для разных ^ном), который называется током координации. Импульсное пробивное напряжение искрового промежутка разрядника и близкое к нему напряжение f/OCT должны быть на 20—25% ниже разрядного напряжения изоляции (координационный интервал).

/гаш = 250 А. Промежуток представляет собой кольцевую щель между двумя медными концентрически расположенными электродами. Щель пронизывается магнитным полем, создаваемым постоянными магнитами. Активизация искрового промежутка осуществляется за счет ионизации в месте контакта специальных электродов с диэлектрической прокладкой. Возникающая в результате пробоя промежутка дуга под действием, магнитного поля начинает с большой скоростью вращаться по кольцевой щели, интенсивно охлаждаясь. При обрыве дуги в промежутке восстанавливающаяся прочность нарастает значительно быстрее, чем в обычном промежутке с неподвижной дугой. В результате в искровом промежутке с вращающейся дугой могут гаситься значительно большие сопровождающие токи, что позволяет уменьшить число дисков, а следовательно, и остающееся напряжение. Для разрядников с простейшими искровыми промежутками защитное отношение составляет 2,6, а для разрядников с магнитным гашением дуги — 2,2,

т. е. при том же напряжении гашения остающееся напряжение на 25% ниже. Дальнейшее снижение защитного отношения до 1,7 может быть достигнуто путем применения так называемых токоограничивающих искровых промежутков. В этих промежутках дуга сопровождающего тока с помощью магнитного поля вводится в узкую щель и интенсивно деионизируется. Сопротивление дуги растет, и на искровых промежутках создается достаточно большое падение напряжения At/. В этих условиях нелинейный резистор должен ограничивать сопровождающий ток до значения /гаш при напряжении /7гаш — А?/.

20% ниже, чем у разрядников серии РВМ. При этом у разрядников на 3—10 кВ, предназначенных для защиты вращающихся машин, остающееся напряжение при токе 3 кА и импульсное пробивное

разрядник токах до 1,5 кА, то при грозовых перенапряжениях, когда токи достигают 10 кА, вследствие высокого коэффициента нелинейности оно не может обеспечить защиту изоляции. Это обстоятельство привело к комбинированной схеме разрядника, показанной на 16-17, а. Часть тервитовых дисков разрядника (около40%) зашунтирована дополнительным искровым промежутком Я/72, который при внутренних перенапряжениях не пробивается, и остающееся напряжение на разряднике соответствует характеристике / на 16-17, 6. При прохождении через разрядник тока больше нормированного тока внутренних перенапряжений напряжение на шунтирующем искровом промежутке (кривая 3 на 16-17, б) становится больше его пробивного напряжения и часть дисков шунтируется. При этом остающееся напряжение следует характеристике 2 и остается в допустимых пределах. На 16-18 показаны схема расположения элементов и эскиз комбинированного разрядника РВМК-500П.

Оценка возможных перенапряжений с учетом их статистического характера, выбор защитных средств и изоляционных конструкций — все эти вопросы тесно связаны между собой. Комплексное решение этих вопросов, т. е. согласование характеристик защитных устройств и характеристик изоляции, обеспечивающее высокую надежность работы изоляции, называется координацией изоляции. Например, электрическая прочность.подстанционного оборудования скоординирована с пробивным и остающимся напряжением разрядников. Усовершенствование разрядников (снижение остающегося напряжения) или увеличение их количества позволяет снизить электрическую прочность защищаемой изоляции, в частности, трансформаторов.

16-7. Вольт-амперные характеристики вентильного разрядника и пути уменьшения остающегося напряжения.

Конструктивные особенности вентильных разрядников разных серий. Требования к характеристикам грозозащитных вентильных разрядников устанавливает ГОСТ 16357-70, по которому разрядники всех классов напряжений разделены на четыре группы. Наилучшими защитными свойствами обладают разрядники I группы, имеющие наименьшие значения остающегося напряжения. Далее идут разрядники II, III и IV групп. Выпускаемые в настоящее

Разрядник Номинальное напря- Наибольшее рабочее напряже- Пробивное действующее напряжение при 50 Гц, кВ Импульсное пробивное напряжение при прецраз-рядном вре- Максимальное значение остающегося напряжения при импульсном токе с длительностью фронта 10 мкс, к В (не более), при

Максимальное значение остающегося напряжения при нормированном токе внутреннего перенапряжения, кВ................... 700

Максимальное значение остающегося напряжения при импульсном токе 10 мА с длительностью фронта 10 икс не более, кВ............

ный многочастотный колебательный контур. При падении на подстанцию волны с крутым фронтом в отдаленных от разрядника точках подстанции возникают высокочастотные затухающие колебания относительно остающегося напряжения разрядника, максимальное значение которых тем больше, чем больше крутизна набегающей волны и расстояние от разрядника до защищаемой аппаратуры. Для защиты всей подстанции с помощью небольшого количества разрядников необходимо ограничить крутизну набегающей волны.

Оборудование подстанций 330—500 кВ рекомендуется защищать не менее чем двумя комплектами вентильных разрядников, а 750— 1150 кВ — тремя комплектами для уменьшения тока через каждый вентильный разрядник и остающегося напряжения на разряднике. Это требование почти всегда выполняется в связи с необходимостью установки разрядников для защиты каждого трансформатора, автотрансформатора и реактора из условия отсутствия коммутационных аппаратов между разрядником и защищаемым объектом.

Сравнение импульсной прочности вращающихся машин и остающегося напряжения вентильных разрядников

Величина остающегося напряжения может быть определена из соотношения

Равномерное распределение по искровым промежуткам напряжения промышленной частоты, необходимое для облегчения гашения дуги сопровождающего тока, осуществляется шунтированием искровых промежутков высокоомными активными сопротивлениями. Уменьшение величины остающегося напряжения достигается путем подбора вилитовых дисков с лучшей нелинейностью.