22. Назначение и область применения разрядников? Достоинства и недостатки. Конструкционные особенности различных типов разрядников.

Разрядник — электрический аппарат, предназначенный для ограничения перенапр. в электротехнических установках и электрических сетях.

Устройство и принцип действия. Разрядник состоит из двух электродов и дугогасительного устройства. Один из электродов крепится на защищаемой цепи, второй электрод заземляется. Пространство между электродами называется искровым промежутком. При определенном значении напряжения между двумя электродами искровой промежуток пробивается, снимая тем самым перенапряжение с защищаемого участка цепи. Дугогасительное устройство После пробоя импульсом искровой промежуток достаточно ионизирован, чтобы пробиться фазным напряжением нормального режима, в связи с чем возникает короткое замыкание и, как следствие, срабатывание устройств РЗиА, защищающих данный участок. Задача дугогасительного устройства — устранить это замыкание в наиболее короткие сроки до срабатывания устройств защиты.

Виды разрядников Трубчатый разрядник представляет собой дугогасительную трубку из полимеров, способных подвергаться термической деструкции с выделением значительного количества газов и без значительного обугливания - оргстекла с разных концов которой закреплены электроды.

Вентильный разрядник РВМК-1150 состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких однократных) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых дисков).

Магнитовентильный разрядник (РВМГ) состоит из нескольких послед. блоков с магнитным искровым промежутком и соответствующего числа вилитовых дисков. Каждый блок магнитных искровых промежутков предст. собой поочередное соединение единичных искровых промежутков и постоянных магнитов, заключенное в фарфоровый цилиндр.

Основные достоинства разрядников Стабильность напряжения пробоя, Высокое сопрот.изоляции, Малая межэлектродная емкость, надежность, Высокая мех. прочность, Широкий диапазон рабочих температур, Простота и удобство эксплуатации Общие недостатки разрядников: -большой износ контактов (ограниченное число срабатываний); -высокое минимальное напряжение возникновения разряда; -значительное время срабатывания;

-малый срок службы и низкая надежность межэлектродного пространства.

23. Физика возникновения внутренних и внешних перенапряжений в электрических сетях. Уровни внутренних и коммутационных перенапряжений в электрических сетях 0,4 - 10 кВ.

Перенапряжением называют всякое превышение напряжением амплитуды наибольшего рабочего напряжения. Длительность перенапряжения может составлять от единиц микросекунд до нескольких часов. Воздействие перенапряжения на изоляцию может привести к ее пробою. К основным характеристикам перенапряжения (которые, как правило, являются случайными величинами) относят следующие:- максимальное значение; - кратность перенапряжения, равная отношению максимального значения перенапряжения к амплитуде наибольшего допустимого рабочего напряжения;- время нарастания перенапряжения; - длительность перенапряжения;

- число импульсов в перенапряжении; - широта охвата сети;- повторяемость перенапряжения. Наибольшее рабочее напряжение (линейное) определяется соотношением

По причинам возникновения перенапряжения подразделяются на следующие: - внешние - от разрядов молнии (атмосферные перенапряжения) и от воздействия внешних источников;

- внутренние - возникающие при резонансных явлениях, при авариях и при коммутациях элементов электрической цепи. уровни U_доп/U_ф 2,4-1,7

Электрические сети высокого напряжения обладают колебательными свойствами, так как содержат сосредоточенные и распределенные индуктивности и емкости. Одной из причин возникновения колебаний электрической и магнитной энергий являются плановые и аварийные коммутации. Каждая коммутация вызывает переходный процесс, часто сопровождающийся перенапряжениями, которые могут привести к перекрытию изоляции. Среди таких коммутаций: отключение ненагруженных линий с повторными зажиганиями в выключателе, отключение линий при асинхронном ходе генераторов, автоматическое повторное включение и ряд других. Перенапряжения, возникающие при коммутациях, называются коммутационными. Их максимальные значения зависят от многих факторов, среди которых важную роль играют схема электрической сети, характеристики выключателя. Кроме коммутационных перенапряжений, возникающих в переходном процессе в результате срабатывания коммутирующих аппаратов (выключателей, разъединителей, короткозамыкателей и т.д.), возможно возникновение перенапряжений из-за переходных процессов при перекрытии, например, изоляции линии в результате удара молнии в линию либо при неустойчивом горении дуги в месте однофазного КЗ в сети с изолированной нейтралью. Для ограничения внутренних перенапряжений предусматривают понижение коэффициентов трансформации, ограничение минимального количества работающих генераторов и их ЭДС, применение схем без выключателей на стороне высшего напряжения.

К средствам и способам защиты от перенапряжений переходного режима относятся коммутационные (комбинированные) вентильные разрядники и выключатели, предотвращающие возникновение значительных перенапряжений. В установках до 220 кВ включительно должны быть ограничены перенапряжения при отключении ненагруженных трансформаторов и линий при АПВ, так как остальные виды перенапряжений не представляют опасности для изоляции. Принцип работы основан на пробое велитовых дисков, искровых промежутков, с отводом потенциалов на землю.

24. Способы заземления нейтрали в электрических сетях напряжением 0,4-110 кВ. Области применения сетей с различными режимами заземления нейтрали. Режимы заземления нейтрали в электрических сетях промышленных предприятий.

Электрические установки напряжением до 1000 В выполняют с глухозаземленной и изолированной нейтралью, а установки постоянного тока с глухозаземленной и с изолированной нулевой точкой.Установки с напряжением выше 1000 В делятся на:

1. установки с изолированной нейтралью с напряжением до 35 кВ;

2. с нейтралью, включенной с индукционным сопротивлением с напряжением до 35 кВ;

3. с глухозаземленной нейтралью с напряжением выше 110 кВ.

Согласно ПУЭ, защитное заземление определяется заземлением нейтрали трансформатора или генератора и подразделяется на:

1. изолированную 2. глухозаземленная

Режимы нейтрали сетей различных напряжений

Нейтрали трансформаторов трехфазных электрических установок, к обмоткам которых подключены электрические сети, могут быть либо заземлены либо изолированы от земли. Если нейтраль обмотки трансформатора присоединена к заземляющему устройству непосредственно или через малое сопротивление, то такая нейтраль называется глухозаземленной, а сети, присоединенные к данной обмотке - сетями с глухозаземленной нейтралью. Нейтраль, не присоединенная к заземляющему устройству или присоединенная к нему через трансформаторы напряжения и настроенные индуктивные сопротивления, компенсирующие емкостный ток в сети, называется изолированной нейтралью. Сети, работающие в этом режиме нейтрали, относятся к сетям с изолированной нейтралью, а при наличии в нейтрали компенсирующих устройств они называются также сетями с компенсированной нейтралью.

Электрические сети напряжением до 1000 В. В соответствии с ПУЭ электроустановки напряжением до 1000 В допускаются как с глухозаземленной, так и с изолированной нейтралыо. Для наиболее распространенных четырехпроводных сетей трехфазного тока напряжением 380/220 или 220/ Электрические сети напряжением выше 1000 В. Электроустановки напряжением выше 1000 В согласно ПУЭ делятся на электроустановки с малыми токами замыкания на землю (I₃< 500 А), к которым относятся сети, работающие с изолированной или компенсированной нейтралью, и электроустановки с большими токами замыкания на землю (I_З > 500 А), работающие с глухозаземленной ней­тралью.

Сети с компенсированной нейтралью. Компенсация должна применяться в сетях напряжением 6 и 10 кВ при токах замыкания на землю в них соответственно более 30 и 20 А и в сетях напряжением 20 и 35 кВ при токах 15 и 10 А. Нейтраль первичной обмотки одного из сетевых трансформаторов со схемой соединения обмоток звезда - треугольник заземляется через регулируемое индуктивное сопротивление с железом - дугогасящую катушку ЗРОМ (заземляющий реактор одно­фазный масляный). При замыкании на землю одной фазы в такой сети напряжение двух здоровых фаз по отношению к земле, как и в сети с изолированной нейтралью, увеличивается в раз, а напряжение нейтрали будет равно фазному напряжению. Под действием того напряжения через дугогасящую катушку пойдет ток. Сопротивление катушки подбирают таким образом, чтобы индуктивный ток I_L, проходящий через катушку, был по величине равен суммарному емкостному току, проходящему через фазовые емкости сети. В этом случае ток в месте замыкания фазы на землю, представляющий собой геометрическую сумму этих двух.