18. Назначение, конструкция, принцип действия и область применения вентильных разрядников, достоинства и недостатки.
Вентильные разрядники, как и другие типы разрядников, предназначены для ограничения возникающих в электрических сетях коммутационных и атмосферных перенапряжений, с целью предотвращения возможных пробоев изоляции, повреждения оборудования и прочих негативных последствий.
Конструкция и принцип действия
Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких однократных) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых дисков). Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. В связи с тем, что вилит меняет характеристики при увлажнении, рабочий резистор герметично закрывается от внешней среды. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Вентиль обладает особенным свойством — его сопротивление нелинейно — оно падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вентильные разрядники и получили свое название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени.
Разрядник типа РВС-10 (разрядник вентильный станционный на 10 кВ) показан на рисунке. Основными элементами являются вилитовые кольца 1, искровые промежутки 2 и рабочие резисторы 3. Эти элементы расположены внутри фарфорового кожуха 4, который с торцов имеет специальные фланцы 5 для крепления и присоединения разрядника. Рабочие резисторы 3 изменяют свои характеристики при наличии влаги. Кроме того, влага, оседая на стенках и деталях внутри разрядника, ухудшает его изоляцию и создает возможность перекрытия. Для исключения проникновения влаги кожух разрядника герметизируется по торцам с помощью пластин 6 и уплотнительных резиновых прокладок 7.
Работа разрядника происходит в следующем порядке.
При появлении перенапряжения пробиваются три последовательно включенных блока искровых промежутков 2. Импульс тока при этом через рабочие резисторы замыкается на землю. Возникший сопровождающий ток ограничивается рабочими резисторами, которые создают условия для гашения дуги сопровождающего тока.
Рис. 1. Электрическая схема включения вентильных разрядников. ИП — искровой промежуток, Rн — сопротивление нелинейного последовательного резистора, U — импульс грозового перенапряжения, И — изоляция защищаемого объекта.
Следует отметить, что в схеме вентильного разрядника важное значение имеет заземляющее устройство. При отсутствии заземления разрядник работать не может.
Достоинствами ОПН, по сравнению с вентильными разрядниками, являются взрывобезопасность, более высокая надежность, снижение уровня перенапряжений, воздействующих на защищаемое оборудование, и возможность контроля старения сопротивлений по току в рабочем режиме. Существенным недостатком ОПН и вентильных разрядников является невозможность обеспечения с их помощью защиты от квазистационарных перенапряжений (резонансные и феррорезонансные перенапряжения, смещение нейтрали при перемежающейся электрической дуге). Не следует забывать, что при длительных перенапряжениях происходит интенсивное старение ОПН, и они могут отказать, т. е. повредиться.
Одним из основных недостатков вентильных разрядников является высокое значение коэффициента нелинейности материалов (тервита и вилита) a = (0,2—0,4), а также нестабильность напряжений пробоя.
ДОП ИНФА НЕ ЗНАЮ НУЖНА КОМУ ИЛИ НЕТ:
Основные характеристики вентильного разрядника
Класс напряжений сети (стандартное номинальное напряжение сети, для работы в которой предназначен разрядник) Uнр.
Номинальное напряжение (наибольшее допустимое напряжение на разряднике) — это действующее максимальное напряжение промышленной частоты, при котором гарантируется надежное гашение дуги разрядника. По этому параметру все разрядники делят на 2 группы:
для работы в сети с глухозаземленной нейтралью;
для работы в сети с изолированной нейтралью;
комбинированные разрядники.
Пробивное напряжение при промышленной частоте в сухом состоянии и под дождем.
Импульсное пробивное напряжение при предельном разрядном времени 2-20 мкс. Эта характеристика определяет величину напряжения, которое будет действовать на изоляцию электроустановки до срабатывания разрядника.
Остаточное напряжение на разряднике — напряжение, остающееся на разряднике после его срабатывания при протекании по нему импульса тока заданной формы и длительности.
Токовая пропускная способность — показывает, сколько импульсов заданной формы пропустит разрядник без ухудшения своих характеристик.
Длина пути утечки внешней изоляции — характеризует длину пути утечки тока по внешнему изолятору.
Выбор вентильных разрядников
Номинальное напряжение разрядника должно соответствовать номинальному напряжению сети.
Вольт-секундная характеристика разрядника должна идти ниже характеристики защищаемого объекта и должна быть пологой, то есть напряжение пробоя и остаточное напряжение разрядника должны быть меньше либо равны допустимому напряжению сети.
По допустимой отключающей способности.
Расстояние до защищаемого объекта должно быть таким, чтобы импульс перенапряжения не успел достигнуть защищаемый объект до того как будет ограничен.
Место установки должно соответствовать указанному для данного разрядника (наружная или внутренняя).