3.2. Результаты испытаний рву-53.
Измерение электрической прочности каждого РВУ проводилось после коммутации пяти импульсов тока с амплитудой порядка 50 кА длительностью 1 мс (Uз = 600 В). Падение напряжения на РВУ при амплитудном значении тока составляло менее 100 В. Средняя мощность на единицу площади, выделяемая при коммутации тока в РВУ составляла около 104 Вт/cм2, что соответствует режиму эрозии преимущественно в паровой фазе.
В таком режиме были проведены измерения напряжения пробоя каждого из испытуемых РВУ. Измерялась электрическая прочность РВУ-43-1, РВУ-53-1 и РВУ-53-2. Для каждого разрядника проводилось 15-20 измерений напряжений пробоя.
Результаты обработки представлены на вейбулловской координатной сетке (рис. 3.2). Здесь совокупности точек 1 - 3 представляют эмпирические распределения вероятности пробоя разрядников. Там же построены аппроксимирующие экспериментальные данные прямые 1 - 3, изображающие двухпараметрические вейбулловские функции распределения (1).
Анализируя эти графики можно сделать заключение, что вейбулловский закон удовлетворительно описывает пробивные напряжения РВУ.
С увеличением расстояния между внешней поверхностью электродной системы и экраном в 1.5 раза параметра увеличился примерно на 40%. При этом вероятность пробоя при малых напряжениях менее 40 кВ практически не изменилась (прямые 1 и 2).
Модернизация узла поджига позволила почти на порядок уменьшить вероятность пробоя РВУ при малых напряжениях (прямая 3). [13]
Рис. 3.2. Функции распределения напряжения пробоя РВУ.
Проведенные исследования показали, что модернизированный образец РВУ-53-2 может послужить основой для создания высоковольтных сильноточных коммутирующих и защитных устройств в сетях промышленной частоты с номинальным напряжением 110 кВ и выше.
3.3. Объекты и методика исследования модификаций рву-43
Объектами испытаний являлись РВУ-43, РВУ-43-1, РВУ-43-4 повышенной электрической прочности со стержневой системой электродов. Схема стержневой электродной системы РВУ-43 представлена на рис. 2.2. Поперечное сечение стержней имеет форму, близкую к прямоугольной. Междустержневой зазор d ~ 20 мм. Внешний диаметр электродной системы 86 мм. Диаметр экранной системы 120 мм. Площадь рабочей поверхности катодных стержней составляла ~ 78 см2. Рабочей поверхностью является та часть плоской поверхности катодных стержней, которая находится напротив анодных стержней. Сравнение с разрядником РВУ-53 можно найти в главе 3.1.
Испытывались как выпускаемые промышленно разрядники типа РВУ-43, так и новые экспериментальные образцы разрядников РВУ-43-1 и РВУ-43-4.
Испытания отключающей способности РВУ проводились на генераторе ударного тока «ТИ-12» промышленной частоты. При напряжении 400–800 В ток короткого замыкания мог достигать действующих значений Iд до 43 кА. РВУ присоединялись к генератору встречно-параллельно, как показано на рис. 3.3. Включение РВУ осуществлялось с помощью блоков запуска БЗ. Каждый разрядник включался при положительной полярности напряжения. Подавалось 8 импульсов запуска с задержкой 0,2–0,5 мс после момента перехода тока через нуль.
Отключающая способность разрядников проверялась методом постепенного повышения амплитуды пропускаемого тока. Ток в цепи поднимали до амплитуды, когда РВУ уже не отключал ток. В этих случаях отключение тока осуществлялось защитным выключателем.
В процессе испытаний измерялись токи, протекающие в разрядниках P1 и P2 с помощью шунтов, а также напряжение U источника при помощи трансформатора напряжений. Электрические сигналы регистрировались на ПК.
В ходе испытаний при положительном результате испытаний величина действующего значения тока поднималась с шагом 2–3 кА. Ток увеличивался от 5 до 43 кА действующего значения. Напряжение источника питания 200–600 В. Всего проведено 48 опытов.
Рис. 3.3. Схема испытательного стенда на низком напряжении. PВУ1 и PВУ2 – разрядники, БЗ1 , БЗ2 – блоки запуска разрядников, ТИ-12 – генератор ударного тока, ТН – трансформатор напряжений, ТНи – трансформатор измерительный, ВВЗ – защитный воздушный выключатель, ВА – включающий аппарат, L – реактор, ШК-20 – токовые шунты
Электрическая прочность РВУ измерялась после пропускания тока амплитудой 20 кА с длительностью полупериода 650 мкс. После каждых 5 коммутаций указанного тока проводились измерения напряжения пробоя РВУ при приложении напряжения частотой 50 Гц. Измерение электрической прочности разрядников проводилась до и после коммутационных испытаний на ударном генераторе.