3.4. Результаты испытаний рву-43.
В таблице 3.1. приведены модели испытанных разрядников, величина тока, при котором произошел отказ в отключении тока, и суммарное количество кулон, прошедшее через разрядники в течение испытаний. Характерные осциллограммы тока и напряжения при отключении и при отказе в отключении тока представлены на рис. 3.4–6.
Разрядник РВУ-43 (РВУ1) испытывался совместно с РВУ-43-1 (РВУ2). Оба РВУ успешно отключали все полупериоды тока Iд до 25 кА действующего значения. При увеличении тока более 25 кА, наблюдался отказ отключения на 6-м полупериоде тока с амплитудой 48 кА в РВУ-43.
Два разрядника РВУ-43-1 успешно отключили по 8 полуволн тока до 40 кА действующего значения (рис. 3.4.). При действующем значении тока 43 кА один из разрядников РВУ-43-1 не отключил 12-ю полуволну тока (рис. 3.5). Через разрядник прошли дополнительные 7 полуволн тока до момента срабатывания защитного выключателя. В следующем опыте при действующем значении тока 31 кА разрядник отключил 8 полуволн тока, что показало, что разрядник остался в рабочем состоянии. Разрядник РВУ-43-4 успешно отключал токи более 43 кА.
Также были проведены опыты с повышением амплитуды тока в последнем 16 полупериоде, что близко к режиму работы в реальных условиях. Так, на рис. 3.6. разрядник РВУ-43-4 после 7-и полуволн тока с амплитудой 54 кА в 8-м для него полупериоде отключил ток, с амплитудой 70 кА. Результаты испытаний приведены в таблице 3.1.
Разрядник |
Iд, кА |
Q, К |
РВУ-43 |
≈35 |
8900 |
РВУ-43-1 |
≈43 |
37700 |
РВУ-43-4 |
больше 43 |
59800 |
Таб. 3.1. Результаты исследований
Iд – действующее значение тока, которое РВУ успешно отключал и Q –количество электричества, прошедшее через разрядники во время испытаний.
Рис. 3.4. Осциллограммы токов и напряжений: сверху вниз – импульсы управления блоками запуска РВУ, ток в одном РВУ-43-1, ток во втором РВУ-43-1, напряжение на разрядниках. Iд = 40 кА
Рис. 3.5. Осциллограммы токов и напряжений: сверху вниз – импульсы управления блоками запуска РВУ, ток в одном РВУ-43-1, ток во втором РВУ-43-1, напряжение на разрядниках. Iд = 43 кА
Рис. 3.6. Осциллограммы токов и напряжений: сверху вниз – импульсы управления блоками запуска РВУ, ток в одном РВУ-43-4, ток во втором РВУ-43-4, напряжение на разрядниках. Iд = 38 кА
После обработки результатов эксперимента были построены вольт-амперные характеристики разрядников (рис 3.7.). Напряжение на разряднике измерялось в максимуме полуволны тока. Напряжение на дуге модернизированных разрядников РВУ-43-1 и РВУ-43-4 изменяется от 30 В до 70 В при росте амплитуды тока от 15 кА до 60 кА.
Рис. 3.7. Вольтамперные характеристики разрядников
1 – РВУ-43-1, 2 – РВУ-43-4
Магнитное поле, формируемое током в стержневых электродах, в каждом межстержневом промежутке имеет продольную и поперечную составляющие относительно направления тока дуги. Влияние продольной составляющей магнитного поля становится существенной при амплитуде тока Im > 20 кА, когда ток начинает протекать по всем стержневым электродам. В этом случае горение сильноточного разряда происходит в основном в межстержневых промежутках, разряд имеет относительно низковольтную вольт-амперную характеристику, медленно растущую с увеличением тока.
Высокую коммутационную способность показала модификация РВУ-43-4. Разрядник пропустил в общей сложности около 60 000 Кл и остался в рабочем состоянии.
Электрическая прочность РВУ измерялась на высоковольтном стенде при приложении напряжения промышленной частоты. Результаты измерения напряжений пробоя РВУ-43-1 до и после коммутационных испытаний в схеме с ударным генератором представлены на вейбулловской координатной сетке на рис. 8. Экспериментальные данные удовлетворительно аппроксимируются вейбулловским распределением. Согласно рис. 3.8, электрическая прочность разрядника возросла после коммутационных испытаний.
В результате исследования было показана надежность включение вакуумных разрядников при напряжении 200–300 В и определенны пределы отключающей способности разрядников. У РВУ-43-1 отказ (отключение тока защитным выключателем) произошел при действующем значении тока 43 кА. У модификации РВУ-43-4 отказов отключения тока не наблюдалось. И наиболее высокую коммутационную способность показала также модификация. Разрядник пропустил в общей сложности около 60 000 Кл и остался в рабочем состоянии.
Рис. 3.8. Электрическая прочность РВУ-43-1.
1 – до коммутационных испытаний, 2 – после коммутационных испытаний
Новое поколение РВУ позволит сделать возможным создание токоограничивающих устройств нового типа для высоковольтных сетей. [12]