7.5.4. Конструкции разрядников, физические явления в них

Конструкции и параметры отечественных и зарубежных разрядников приведены в справочниках по электрическим сетям и электроооборудованию.

7.5.5. Трубчатые разрядники, физические явления в них

При нормальной работе установки разрядник заземлен от линии воздушным промежутком S2.

Рис. 7.5.2. Трубчатый разрядник:

1 - трубка; 2- электроды; 3 - кольцевой электрод; 4 - заземленный электрод; 5 - буферный объем

При возникновении перенапряжения пробиваются оба промежутка S1 и S2 и импульсный ток отводится в землю. Возникающая в трубе дуга вызывает сильную газогенерацию из стенок трубки. Газы устремляются через выхлопные отверстия в кольцевом электроде 3, образуя интенсивное продольное дутье, которое гасит дугу при прохождении ток через нуль, одновременно гаснет дуга и на промежутке S2. Отключение сопровождается большим выбросом пламени и газов. Предельный отключаемый ток определяется прочностью трубки и, например для разрядников серии РТВ на 6-10 кВ составляет 12 кА. Предельные токи отключения разрядников с фибробакетовыми трубками меньше, чем у разрядников с винипластовыми трубками.

7.5.8. Ограничители перенапряжения, физические явления в электрических аппаратах

ОПН выпускаются на широкую гамму напряжений – от 0,04 кВ до 500 кВ.

На основе оксида цинка, имеющего резко выраженную нелинейность вольт-амперной характеристики, разработана серия нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН) на номинальное напряжение110—500 кВ.

ОПН представляет собой нелинейный резистор с высоким коэффициентом нелинейности =0,04 (против 0,1—0,2 для вилита). Он включается параллельно защищаемому объекту (между потенциальным выводом и землей) без разрядных промежутков. Благодаря высокой нелинейности при номинальном фазном напряжении через ОПН протекает ничтожный ток 1 мА. При увеличении напряжения сопротивление ОПН резко уменьшается, ток, протекающий через него, растет. При напряжении 2,2Uф через ОПН протекает ток 10⁴А. После прохождения импульса напряжения ток в цепи ОПН определяется фазным напряжением сети.

Рис. 7.5.5. Вольт-амперная характеристика ограничителя ОПН-500

ОПН ограничивают коммутационные перенапряжения до уровня 1,8 Uф и атмосферные перенапряжения до (2-2,4)Uф. Из вольт-амперной характеристики ОПН-500 (рис. 7.5.5) видно, что при снижении перенапряжений с 2 Uф доUф ток, протекающий через резисторы, уменьшается в 10⁶ раз. Сопровождающий ток, протекающий после срабатывания аппарата, невелик (миллиамперы), так же как и невелика мощность, выделяемая в резисторах. Это позволяет отказаться от последовательного включения нескольких искровых промежутков и дает возможность присоединять ОПН непосредственно к защищаемому оборудованию, что значительно повышает надежность работы.

Высокая нелинейность резисторов ОПН (для области больших токов=0,04) позволяет значительно снизить перенапряжения и уменьшить габариты оборудования, особенно при напряжении 750 и 1150 кВ.

Габаритные размеры и масса ОПН намного меньше, чем у обычных вентильных разрядников того же класса напряжения.

7.5.9. Выбор разрядников

А. Выбор разрядников и ограничителей напряжения.

Трубчатые разрядники.

1. Номинальное напряжение разрядника Uном.разр должно соответствовать номинальному напряжению сетиUном.сети.

2. Токи короткого замыкания, возникающие при срабатывании разрядника, должны находиться в пределах токов, отключаемых разрядником.

3. Искровые промежутки S₁иS₂берутся в соответствии с данными табл. справочника.

Вентильные разрядники и ограничители перенапряжения.

1. Номинальное напряжение U_HOM разрядника или ограничителя перенапряжения должно быть равно номинальному напряжению сети Uном.сети.

2. Расстояние до защищаемого объекта выбирается в зависимости от номинального напряжения сети, схемы установки и типа разрядника в соответствии с ПУЭ.