25. Вентильные разрядники. Их назначение, конструкция.
Вентильные разрядники являются другой разновидностью искровых промежутков, отличающихся слабой неоднородностью электрического поля и нелинейным резистором для гашения дуги. Защитная функция вентильным разрядником выполняется так же, как и простым искровым промежутком, но в связи с однородностью электрического поля вольт-секундная характеристика разрядника существенно лучше, чем у трубчатого, и меньше статистический разброс пробивных напряжений. Отключение возникшего короткого замыкания производится с помощью нелинейного резистора, включенного последовательно с искровым промежутком; сопротивление этого резистора велико при рабочем напряжении и резко снижается при повышенном напряжении.
Простейший единичный промежуток вентильного разрядника показан на рис. 16.4а. Промежуток составлен двумя латунными электродами, разделенными миканитовой шайбой.
Единичные промежутки включаются последовательно друг с другом для улучшения гашения дуги, которая нестабильна в небольшом промежутке с холодными электродами. У многократного искрового промежутка, однако, происходит неравномерное распределение напряжения на отдельных промежутках, аналогично гирлянде изоляторов, что приводит к снижению пробивного напряжения при малых временах порядка 2-4 мкс (рис. 16.4б)
Функции ИП:
Отделяет нелинейное сопротивление от сети в нормальном режиме работы
Подключает через искровой разряд нелинейное сопротивление в цепь для ограничения волны перенапряжений
Обеспечивает гашение электрической дуги сопровождающего тока
Требования к ИП:
Обладать пологой
воль-секундной характеристики
Иметь минимальный разброс пробивных напряжений
Иметь стабильное пробивное напряжение после многократных срабатываний при любых температурах
Гасить дугу при первом прохождении тока через нулевое значение
26 Нелинейные ограничители перенапряжений. Их назначение, конструкция.
Основным недостатком вентильного разрядника является сравнительно невысокая нелинейность резисторов на основе карбида кремния. Значительно большей нелинейностью обладают резисторы на основе окиси цинка. Выполненные на их базе ОПН позволяют ограничивать коммутационные перенапряжения на уровне (1,65..1,8)ф, а грозовых - на уровне (2,2..2,4)ф.
ВАХ ОПН
Основные характеристики ОПН:
1) Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (Uн.р. ОПН)- это действующее значение U промышленной частоты, непрерывно приложенное к ОПН, которое не приводит к повреждению или термической неустойчивости ОПН;
2) Номинальное напряжение (Uном.ОПН)- это действующее значение U промышленной частоты, которое ОПН может выдержать в течении не менее 10 секунд в процессе рабочих испытаний; 3) Характеристика "напряжение – время" Uв.ОПН = f (tв)(в – выдерживаемое время, tв – промежуток времени в течении которого ограничитель выдерживает перенапряжение);
4)Пропускная способность- способность ОПН выдерживать без потери рабочих качеств, 20 импульсов прямоугольной формы, длительностью 2 мкс определённой амплитуды;
5) Удельная энергоемкость (Wуд)- рассеиваемая ограничителем энергия, отнесённая к наибольшему рабочему напряжению ОПН (кДж/кВ);
6) Нормированные импульсы тока предназначены, чтобы проводить испытания. (крутой грозовой импульс).
Основные преимущества ОПН:
Глубокий уровень ограничения грозовых перенапряжений;
Эффективное ограничение коммутационных перенапряжений; Отсутствие сопровождающего тока;
Простая конструкция, стабильность ВАХ;
Малые габариты и масса.
Основные недостатки ОПН:
Протекание
токов в нормальном рабочем режиме, что
может привести к разогреву резисторов
и выходу их из строя; Необходимость
тщательной комплектации аппаратов с
точки зрения идентичности ВАХ.
Линейные ОПН:
- с внешним ИП
- без ИП
Требования к лин.ОПН:
1) должны обеспечивать защиту изоляции линии при ударе молнии в линию, при этом риск их повреждения д.б. min;
2) д.б. адаптированы для установки и монтажа на собственных опорах.
ОПН с внешним искровым промежутком отделяющим нелинейное R от провода: предназначен только для защиты от грозовых перенапряжен6ий.
Недостатки: не предъявляются особые требования ( поскольку нелинейное R в нормальном режиме отделено от провода, то данный аппарат не подвергается коммутационным перенапряжениям, может иметь меньшую поглощаемость энергии, меньшее Uост. ); для данного аппарата не требуется специальные устройства отсоединения, повреждение данного аппарата не приводит к КЗ на линии.
ОПН без ИП: всегда подключён к сети;
Недостатки: при повреждении устройства (4) может возникнуть КЗ в сети, с последующим отключением. Дополнительный: подвесной ОПН, отличительной особенностью которого является то, что не линейное варисторы встроены в корпус подвесного изолятора, он совмещает в себе функции защитного аппарата с механической и электрической функциями изолятора.
ОПН с внешним ИП: защита линии только от грозовых перенапряжений; НС не соединены с ВЛ; Определение повреждённого элемента более трудоёмко и дорогое; перекрытие воздушного промежутка зависит от атмосферных условий; обслуживание под напряжением более лёгкое и безопасное.
ОПН без внешнего ИП: защита линии как от грозовых, так и от коммутационных перенапряжений; НС соединены с ВЛ; повреждение элемента можно обнаружить с помощью разъединительного устройства; атмосферные условия не влияют на работу защитного аппарата; защитный аппарата д.б. отсоединён при работе под напряжением.