36 Нелинейные ограничители перенапряжений, их конструкция и основные характеристики

Класс напряжения сети, для которой предназначен ОПН, - номинальное междуфазное напряжение трехфазной электрической сети U_ном, кВ, действующее значение.

Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ОПН, U_нр.ОПН, кВ, действующее значение. Это напряжение промышленной частоты, непрерывно приложенное между выводами ОПН, которое не приводит к повреждению или термической неустойчивости ОПН при воздействии данного напряжения и при дополнительных нормированных воздействиях.

Номинальное напряжение ОПН U_{ном.ОПН}, кВ, действующее значение. Это напряжение промышленной частоты, которое ОПН может выдержать в течение не менее 10 с в процессе рабочих испытаний. (2.11)

Характеристика «напряжение – время» определяется как выдерживаемое напряжение промышленной частоты U_в.ОПН, кВ, действующее значение, в зависимости от времени t_в, с, его приложения к ОПН. Время t_в – это максимальный промежуток времени, в течение которого к ОПН может быть приложено напряжение U_в.ОПН, превышающее U_нр.ОПН, не вызывая повреждения или термической неустойчивости ОПН .

Пропускная способность ОПН определяется как способность выдерживать без потерь рабочих качеств воздействие 20 импульсов пропускной способности, т.е. нормированных по максимальному значению прямоугольных импульсов тока I_ПИ с условной длительностью максимального значения Т_ПИ (рис.2.8, б).

Удельная энергоемкость ОПН, w_уд, кДж/кВ, - это рассеиваемая ограничителем энергия, отнесенная к U_нр.ОПН, полученная или от нагрева до 60⁰С и последующего одного импульса тока пропускной способности I_ПИ. Полная энергоемкость ОПН - W_ОПН, кДж, равна . (2.12)

а – экспоненциальный импульс; б – прямоугольный импульс; О₁ – условное начало импульса; Т_ф – условное время фронта импульса; Т_и - условное время длительности импульса; Т_t – полная условная длительность прямоугольного импульса; Т_пи - условная длительность амплитуды прямоугольного импульса

Нормированные импульсы тока являются апериодическими, длительность фронта Т_ф и длительность импульса Т_и которые определяются так, как это показано на рис.2.9, а.

Приняты следующие нормированные импульсы тока:

• грозовой импульс тока с временными параметрами и максимальным значением I_Г, при котором определяются остающееся напряжение ОПН при грозовых перенапряжениях.

Для конкретного типа ОПН устанавливается определенное нормированное значение тока I_Г. Этот ток называется номинальным разрядным током ОПН и обозначается I_Н;

• крутой грозовой импульс тока с максимальным значением I_кр. Используется при определении остающегося напряжения ОПН при грозовых перенапряжениях в случае высокой скорости изменения импульса тока;

• импульс большого тока с максимальным значением I_б, который используется для оценки и испытания устойчивости ОПН при прямых ударах молнии;

• коммутационный импульс тока с максимальным значением I_к, используется для определения остающегося напряжения на ОПН при коммутационных перенапряжениях;

• импульс тока большой длительности (прямоугольный импульс I_ПИ), который используется при определении пропускной способности ОПН.

Остающиеся напряжения ОПН определяются как грозовые U_ост.г и коммутационные U_ост.к при протекании через него соответственно нормированных грозовых I_Г, I_кр и коммутационного I_к импульсов тока. Эти напряжения указываются изготовителем в зависимости от , I_Г, I_кр, I_к и класса по пропускной способности .

Ограничители перенапряжений подразделяются на три группы по значению I_н: 5000, 10000 и 20000 А.

По пропускной способности ОПН делят на пять классов. Для каждого класса указываются максимальные значения I_ПИ, А, а также w_уд, кДж/кВ. В табл. 2.1 приведена классификация ОПН и для каждого класса по пропускной способности приведены значения I_ПИ, w_уд, I_н, а также максимальные значения импульсов тока I_к, I_г, I_кр, при которых определяются значения коммутационных и грозовых остающихся напряжений ОПН.

Ограничители перенапряжений должны выдерживать без повреждения двадцать импульсов номинального разрядного тока I_н и два импульса большого тока I_б с максимальными значениями:

I_б = 65 кА для ОПН первого класса с I_н = 5 и 10 кА;

I_б = 100 кА для ОПН 2-5 классов с I_н = 10 и 20 кА.

Характеристика должна выполняться для двух случаев: