5.2. Порядок выполнения работы

1. Получить от преподавателя защитное средство.

2. По данным табл. 10 определить величину испытательного напряжения

• время испытания для данного защитного средства.

3. Включить аппарат АИД-70 на необходимый вид испытательного напряжения.

3. Вращая ручку регулятора испытательного напряжения по часовой стрелке, установить необходимое значение испытательного напряжения.

3. После окончания испытания установить регулятор напряжения в ис-ходное положение.

3. Отключить испытательное напряжение, аппарат от сети и убедиться в том, что замыкатель источника касается высоковольтного вывода.

3. Оформить протоколы испытания защитного средства по формам 1 и 2.

• о р м а 1

ПРОТОКОЛ № 1

«____» ______________200__г.

Испытание изолирующей штанги

Изолирующая штанга №_____________, принадлежащая лаборатории «ТВН» ОмГУПСа, испытана напряжением _____кВ переменного тока 50 Гц в течение ____ мин.

Изолирующая штанга испытания выдержала (не выдержала) и пригодна (не пригодна) для применения в электроустановках напряжением до ____кВ включительно.

Следующее испытание должно быть произведено не позднее «____»______________200__г.

Испытания производил _________________

(подпись)

Начальник лаборатории __________________

(подпись)

30

Ф о р м а 2

ПРОТОКОЛ № 2

«____» ______________200__г.

Испытание указателя напряжения

Указатель напряжения №_____________ на напряжение _____кВ, при-надлежащий лаборатории «ТВН» ОмГУПСа.

Изолирующая часть испытана напряжением ______кВ переменного тока 50 Гц в течение ____ мин.

Собственно указатель (прибор показывающий напряжение) испытан напряжением _____кВ переменного тока 50 Гц в течение ____ мин.

Напряжение отчетливого видимого свечения составляет _______кВ. Указатель напряжения испытания выдержал (не выдержал) и пригоден

(не пригоден) для применения в электроустановках напряжением от______ до ____кВ включительно.

Следующее испытание должно быть произведено не позднее «____»______________200__г.

Испытания производил _________________

(подпись)

Начальник лаборатории __________________

(подпись)

5.3. Контрольные вопросы

1. Каковы основные правила пользования указателями напряжения и изолирующими штангами и их испытания?

2. Как осуществляется контроль за состоянием защитных средств?

Лабораторная работа 6

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕНТИЛЬНЫХ РАЗРЯДНИКОВ И НЕЛИНЕЙНЫХ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ

• е л ь р а б о т ы: изучение основных характеристик вентильных разряд-ников (РВ) и нелинейных ограничителей перенапряжения (ОПН).

31

6.1. Краткие теоретические сведения

Вентильные разрядники являются разновидностью защитных аппаратов, которые имеют многократные искровые промежутки с неоднородным электри-ческим полем и нелинейным резистором для гашения дуги. Защитная функция

• вентильного разрядника такая же, как и у простого искрового промежутка, но в связи с близостью его характеристик к характеристикам однородного элек-трического поля вольт-секундная характеристика разрядника более пологая, чем у трубчатого, и меньше статистический разброс пробивного напряжения. Отключение возникшего короткого замыкания производится с помощью нели-нейного резистора, включенного последовательно с искровым промежутком; сопротивление этого резистора значительно при рабочем напряжении и резко снижается при увеличении напряжения.

Схема простейшего единичного промежутка вентильного разрядника приведена на рис. 8, а. Промежуток составлен двумя латунными электродами, разделенными миканитовой шайбой. Единичные промежутки включаются последовательно друг с другом для улучшения гашения дуги, которая неста-бильна в небольшом промежутке с холодными электродами.

Рис. 8. Схема единичного искрового промежутка с неподвижной дугой (а) и вид вольт-секундной характеристики разрядника с многократным искровым промежутком (б)

• многократного искрового промежутка происходит неравномерное распределение напряжения на отдельных промежутках (аналогично гирлянде изоляторов), что приводит к снижению пробивного напряжения за 2–4 мкс

(рис. 8, б).

32

Защитная функция вентильного разрядника определяется следующими характеристиками:

номинальным напряжением;

наибольшим допустимым длительным напряжением на разряднике; пробивным напряжением частотой 50 Гц (обычно действующее зна-

чение);

оставшимся напряжением на сопротивлении резистора при определенном импульсном токе (от 5 до 14 кА, в зависимости от типа разрядника), называе-мом током координации (рис. 9).

Рис. 9. Вольт-амперная характеристика резистора вентильного разрядника (а) и график напряжения на вентильном разряднике при его срабатывании (б)

Наибольшее напряжение промышленной частоты, при котором разрядник надежно отключает сопровождающий ток (ток гашения), называется напряже-нием гашения.

Одной из основных характеристик разрядника является его пропускная способность, т. е. минимальное количество нормированных импульсов тока, который разрядник должен выдержать без существенного изменения его свойств. Это количество обычно равно 20. Таким образом, и защитная функция, и отключение короткого замыкания определяются искровым промежутком и нелинейным резистором.

Основным недостатком вентильного разрядника является невысокая нелинейность резисторов на основе карбида кремния. Значительно большую нелинейность имеют резисторы на основе окиси цинка, выполненные на их ба-зе ОПН позволяют ограничивать коммутационное перенапряжение на уровне (1,65 – 1,8)U _ф, а грозовое – на уровне (2,2 – 2,4)U _ф.

Высоконелинейные оксидно-цинковые резисторы выпускаются в виде

33

дисков диаметром от 28 до 85 мм. ОПН выполняется путем последовательного

• параллельного включения таких резисторов. При рабочем напряжении через одну параллельную колонку резисторов протекает незначительный ток (доли миллиампера) и необходимость в искровом промежутке отпадает.

Ток, протекающий через оксидно-цинковые резисторы, в нормальном режиме содержит емкостную и активную составляющие. При больших гради-ентах напряжения резко увеличиваются нелинейная проводимость и активная составляющая тока, что приводит к нагреву элементов. Протекающие по ОПН токи получили название токов проводимости (утечки).

Защитная функция ОПН характеризуется остающимся напряжением при определенном значении протекающего тока коммутационного или грозового перенапряжения. «Напряжения гашения» при протекании тока через ОПН нет, однако есть наибольшее рабочее напряжение ОПН, при превышении которого могут произойти нагрев и разрушение ОПН. Кроме того, ОПН характеризуется номинальным напряжением, значение которого указывается в маркировке ОПН.

Для исследования основных характеристик в лабораторной работе ис-пользуются защитные аппараты РВ-10 и ОПН-3,3 КС УХЛ1. Условная марки-

ровка защитного аппарата РВ-10 означает: Р – разрядник, В – вентильный,

10 – номинальное напряжение, кВ; ОПН-3,3 КС УХЛ1: О – ограничитель, П – перенапряжений, Н – нелинейный; 3,3 – номинальное напряжение, кВ; КС – контактная сеть; УХЛ – климатическое исполнение, 1 – категория размещения (для работы на открытом воздухе в естественных условиях в диапазоне темпе-ратуры от – 60 до +40^оС).

Основные электрические характеристики защитного разрядника РВ-10

приведены в табл. 11, ОПН для контактной сети –				в табл. 12.
							Т а б л и ц а 11
	Основные электрические характеристики РВ-10
			Действующее
Тип раз-	Значение	Ток	значение				Сопротивление,
рядника	испытательного	проводимости	пробивного				МОм
	напряжения, кВ	(утечки), мкА	напряжения, кВ
			не		не		не	не
			менее		более		менее	более
РВ-10	10	6	26		30,5		170	450

34

			Т а б л и ц а 12
Технические характеристики ОПН для контактной сети
	Тип ОПН
Параметр
	ОПН-3,3 КС УХЛ1		ОПН-П-27,5УХЛ1
Ток проводимости	0,30–0,65
ограничителя, мА
Класс напряжения, кВ	3,0		25,0
Наибольшее рабочее	Постоянное		Переменное
напряжение, кВ	4,0		30,0
Номинальный разрядный	10,0		10,0
ток, кА
Масса, кг	10		25
Сопротивление ограничи-	3000		3000
теля, МОм, не менее
Материал покрышки	Полимерная

Схема для определения тока проводимости вентильного разрядника при-ведена на рис. 10, где 1 – испытательная установка типа АИД-70; 2 – резистор (R = 300 кОм, P_н = 150 Вт); 3 – электростатический вольтметр типа С-196; 4 – конденсатор (С_н = 0,1 – 4 мкФ); 5 – испытуемый разрядник; 6 – защитный про-межуток; 7 – миллиамперметр постоянного тока класса точности не менее 1,5; 8 – выключатель.

Рис. 10. Схема для измерения тока проводимости вентильного разрядника

35

Схема для определения тока проводимости ОПН приведена на рис. 11, где Т1 – испытательная установка типа АИД-70; R – резистор (R = 100 кОм, P_н = 10 Вт); RS – шунт тока типа С-5-5 (P_н = 1 Вт, R = 1 кОм); PV1– цифровой вольтметр В7-40; PV2 – вольтметр; T2 – измерительный трансформатор НКФ-110; R1 – испытуемый ОПН.

Рис. 11. Схема для измерения тока проводимости ОПН

Для самостоятельной теоретической подготовки рекомендуется исполь-зовать литературные источники [1, 4, 6 – 10].