Разрядник вентильный линейный РВЛ-20У

Разрядник вентильный линейный РВЛ-20У

опорах с изоляторами штыревого, подвесного и натяжного типов.

2. Описание конструкции и принцип действия

Разрядник состоит из рабочего резистора с нелинейной вольтамперной характеристикой

(РР) и внешнего искрового промежутка (ИП). Рабочий резистор выполнен в виде колонки

варисторов, заключенных в герметичный полимерный корпус, армированный металлическими

фланцами. РР с помощью специальной арматуры устанавливается на опоре ВЛ. Внешний

искровой промежуток образуется между двумя электродами, один из которых установлен на

верхнем фланце РР, а другой – на проводе или арматуре ВЛ, находящейся под напряжением.

Для крепления на ВЛ с изолированными проводами используется электрод со встроенным

прокалывающим элементом. Длина ИП устанавливается при монтаже в соответствии с

рекомендациями п. 12 настоящего «Руководства по эксплуатации».

При воздействии перенапряжений искровой промежуток РВЛ пробивается и

подсоединяет к проводу рабочий резистор. При воздействии напряжения промышленной

частоты ток через рабочий резистор ограничивается до значений, при которых существование

дуги в искровом промежутке невозможно.

3. Условное обозначение

РВЛ — разрядник вентильный линейный;

20 — разрядник для классов напряжения 6÷20 кВ;

У — универсальная комплектация (для установки на опорах с изоляторами штыревого,

подвесного и натяжного типов).

Пример условного обозначения разрядников: РВЛ-20 У.

4. Условия эксплуатации

Работоспособность разрядников обеспечивается при номинальных значениях

климатических факторов внешней среды по ГОСТ 15150 для климатического исполнения УХЛ,

категории размещения 1, при следующих условиях эксплуатации:

— рабочие значения температуры окружающего воздуха – минус 60 С ÷ плюс 40 С;

— соответствующих работе в атмосфере со степенями загрязнения – I, II, III и IV;

— высота установки над уровнем моря – до 1000 м.

5.2 Характеристики внешней изоляции РР, входящих в состав РВЛ.

Изоляция рабочих резисторов является трекинго-эрозионо стойкой и стойкой к

5.3 Характеристики конструкции

Группа условий эксплуатации по вибростойкости М6.

Сейсмостойкость, баллов по шкале MSK – 9.

Уровень частичных разрядов разрядников при напряжении 1,05UНДР не более 10 пКл.

Металлические части разрядника изготовлены из коррозиестойкого металла или имеют

защитное (антикоррозионное) покрытие. Антикоррозионное покрытие соответствует

требованиям ГОСТ-79 «Арматура линейная. Общие технические условия».

Корпуса рабочих резисторов герметичны.

Пожаробезопасность разрядников удовлетворяет требованиям ГОСТ 12.1.004.

Разрядники взрывобезопасны.Рабочие резисторы, входящие в состав РВЛ, выдерживают

без опасного взрывного разрушения следующие токи короткого замыкания:

– 40 кА (действующее значение) в течение 0,2 с (не менее);

– 800 А (действующее значение) в течение 2 с (не менее).

Разрядники соответствуют требованиям ГОСТ 12.2.007.3.

Разрядник вентильный линейный РВЛ-20У

Разрядники предназначены для снижения числа грозовых отключений воздушных линий

классов напряжения 6÷20 кВ и предотвращения пережога изолированных проводов ВЛЗ дугой

сопровождающего тока промышленной частоты. Разрядники предназначены для установки на

опорах с изоляторами штыревого, подвесного и натяжного типов.

2. Описание конструкции и принцип действия

Разрядник состоит из рабочего резистора с нелинейной вольтамперной характеристикой

(РР) и внешнего искрового промежутка (ИП). Рабочий резистор выполнен в виде колонки

варисторов, заключенных в герметичный полимерный корпус, армированный металлическими

фланцами. РР с помощью специальной арматуры устанавливается на опоре ВЛ. Внешний

искровой промежуток образуется между двумя электродами, один из которых установлен на

верхнем фланце РР, а другой – на проводе или арматуре ВЛ, находящейся под напряжением.

Для крепления на ВЛ с изолированными проводами используется электрод со встроенным

прокалывающим элементом. Длина ИП устанавливается при монтаже в соответствии с

рекомендациями п. 12 настоящего «Руководства по эксплуатации».

При воздействии перенапряжений искровой промежуток РВЛ пробивается и

подсоединяет к проводу рабочий резистор. При воздействии напряжения промышленной

частоты ток через рабочий резистор ограничивается до значений, при которых существование

дуги в искровом промежутке невозможно.

3. Условное обозначение

РВЛ — разрядник вентильный линейный;

20 — разрядник для классов напряжения 6÷20 кВ;

У — универсальная комплектация (для установки на опорах с изоляторами штыревого,

подвесного и натяжного типов).

Пример условного обозначения разрядников: РВЛ-20 У.

4. Условия эксплуатации

Работоспособность разрядников обеспечивается при номинальных значениях

климатических факторов внешней среды по ГОСТ 15150 для климатического исполнения УХЛ,

категории размещения 1, при следующих условиях эксплуатации:

— рабочие значения температуры окружающего воздуха – минус 60 С ÷ плюс 40 С;

— соответствующих работе в атмосфере со степенями загрязнения – I, II, III и IV;

— высота установки над уровнем моря – до 1000 м.

5.2 Характеристики внешней изоляции РР, входящих в состав РВЛ.

Изоляция рабочих резисторов является трекинго-эрозионо стойкой и стойкой к

5.3 Характеристики конструкции

Группа условий эксплуатации по вибростойкости М6.

Сейсмостойкость, баллов по шкале MSK – 9.

Уровень частичных разрядов разрядников при напряжении 1,05UНДР не более 10 пКл.

Металлические части разрядника изготовлены из коррозиестойкого металла или имеют

защитное (антикоррозионное) покрытие. Антикоррозионное покрытие соответствует

требованиям ГОСТ-79 «Арматура линейная. Общие технические условия».

Корпуса рабочих резисторов герметичны.

Пожаробезопасность разрядников удовлетворяет требованиям ГОСТ 12.1.004.

Разрядники взрывобезопасны.Рабочие резисторы, входящие в состав РВЛ, выдерживают

Устройство и принцип действия трубчатого разрядника.

Разрядники используют на территории нашей страны. Они эффективны и имеют долгую работоспособность. Длинно-искровые разрядники петлевого типа используются в целях грозозащиты на высоковольтных линиях, при этом их провода являются голыми.

У разрядников имеются неоспоримые преимущества, они устраняют пережог проводов, эффективно препятствуют отключению высоковольтных линий. Они помогают устранять последствия, вызванные грозовыми перекрытиями. В такие моменты линии ВЛ не получают повреждения, станции тоже находятся в безопасности.

Следующим преимуществом является их экономность. Ресурс срабатывания ВЛ включателей значительно минимизируется, а при грозе электрические сети также находятся под их защитой и не получают перенапряжение. Сами разрядники не могут быть разрушены во время удара молнии и замыканиям. Устройства не требуют специального обслуживания, так как не находятся под воздействием действующего напряжения. В специальных требованиях по уменьшению заземления опор не нуждаются.

Монтаж разрядника РДИП должен происходить корректно и по всем необходимым требованиям, именно тогда будет исключено возникновение одновременного перекрытия сразу двух фаз одной опоры, а также предотвращено короткое замыкания между фазами. Монтаж разрядника происходит по одному устройству с каждой стороны опоры, при этом обязательно чередовать фазы.

К характеристикам РДИП следует отнести многократно выдерживаемое напряжение в 50 импульсов, достаточно низкий вес, что означает легкость в установке, а также срок службы не меньше 30 лет.

Применение [ править | править код ]

В электрических сетях часто возникают импульсные всплески напряжения, вызванные коммутациями электроаппаратов, атмосферными разрядами или иными причинами. Несмотря на кратковременность такого перенапряжения, его может быть достаточно для пробоя изоляции или p-n переходов полупроводниковых приборов и, как следствие, короткого замыкания, приводящего к разрушительным последствиям. [1] Для того, чтобы устранить вероятность короткого замыкания, можно применять более надёжную изоляцию и высоковольтные полупроводниковые приборы, но это приводит к значительному увеличению стоимости оборудования. В связи с этим в электрических сетях целесообразно применять разрядники.

Характеристики разрядника РМК

Устройство представлено мультикамерной системой, которое имеет основной стержень из стеклопластика, а также специальный стержень. Установка происходит на стержень изолятора, при этом делается воздушно-искровой промежуток между разрядником и проводом. В таком случае при ударе молнии попадание затрагивает воздушно-искровой промежуток, а после – разрядник РМК. Чтобы защитить ЛЭП необходимо чередовать разрядники по одному на опору.

РМК предназначены для индуктированных перенапряжений, которые вызываются грозами. Воздушные линии электропередач с напряжением в 6, 10 кВт будут надежно защищены. Благодаря разряднику все последствия и повреждения будут минимизированные или ликвидированные, поэтому никогда не произойдет пережог провода или отключение электричества. Он предназначен для того, чтобы работать на открытом пространстве при любых погодных условиях. Минимальная температура зимой минус 60, а летом плюс 50 градусов по Цельсия, а срок службы очень длительный – 30 лет, обслуживание не требуется. Разрядник состоит из мультикамерной системы, кронштейна для закрепления к арматуре изолятора, зажим для провода. В зависимости от фирмы, РМК могут быть оборудованные индикаторами срабатывания.

Молния, которая попадет в РМК не сможет его повредить, так как многократное попадание для такого оборудования – нормальный рабочий процесс. Вес установки намного меньше, чем у РДИП, поэтому производить монтаж оборудования будет совершенно не сложно.

Разрядники позволяют эффективно защищать оборудование от перенапряжения и выхода из строя, значительно сокращают ресурс. Используя РМК и РДИП, никогда не возникнет отключение электроэнергии, пережог провода, дуговое перенапряжение. Они доступны по своей стоимости, имеют большой эксплуатационный срок и износостойкие. При попадании молнии, разрядник остается невредимый.

Содержание

• 1 Применение
• 2 Устройство и принцип действия 2.1 Электроды
• 2.2 Дугогасительное устройство

3.1 Воздушный разрядник закрытого или открытого типа (трубчатый разрядник)

Устройство и принцип работы газового разрядника

Принцип работы газового разрядника построен на использовании газового пробоя. Его возникновение показано на примере трехвыводного трубчатого газового разрядника (рисунок 2а). Такой разрядник представляет собой керамическую колбу с инертным газом. Колба герметично запечатана. Внутренняя часть электродов (L1, L2, общего) имеет особую форму, которая призвана сформировать электрическое поле. В ряде случаев разрядники снабжены дополнительным термопредохранителем (Failsafe Clip), его работа описана ниже.

Рис. 2. Принцип работы и устройство газового разрядника

Условную ВАХ газоразрядника можно разделить на несколько участков (рисунок 2б).

• Участок 1 (участок низких напряжений). Если между общим выводом и одним из выводов L (L1 или L2) приложено незначительное напряжение, то ток через разрядник не потечет из-за сверхнизкой электропроводности инертного газа. Увеличение напряжения не сопровождается ростом тока до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение срабатывания.
• Участок 2 (возникновение тлеющего разряда). При достижении напряжения срабатывания энергия электрического поля оказывается достаточной для того, чтобы произошла ионизация молекул газа. Происходит лавинное нарастание числа носителей заряда. Через газовый промежуток начинает протекать незначительный ток, а напряжение падает до значения напряжения тлеющего разряда.
• Участок 3 (тлеющий разряд). При дальнейшем увеличении тока напряжение между электродами незначительно увеличивается.
• Участок 4 (возникновение электрической дуги). Если мощность внешнего источника достаточно велика, то, при росте тока свыше определенного предела энергия поля оказывается достаточной для того, чтобы заряженные частицы преодолели путь от электродов L к общему электроду без потерь энергии. Устанавливается устойчивый проводящий канал – электрическая дуга. Напряжение резко падает.
• Участок 5. Дальнейшее увеличение тока происходит без роста напряжения.

Если после возникновения дуги снять внешнее напряжение, то проводящее состояние газового промежутка сохраниться до тех пор, пока накопленная энергия не будет поглощена и число свободных носителей не придет в норму. Данный процесс достаточно сильно затянут во времени. Большая инерционность газоразрядника является одним из основных его недостатков.

Для защиты разрядника от перегрева и разрушения используется особое корпусное исполнение с дополнительным термопредохранителем (Failsafe Clip). Термопредохранитель представляет собой металлическую пластину, которая работает как термостат. Если в процессе работы происходит перегрев общего вывода, то перегретый термопредохранитель деформируется и замыкает общий вывод и выводы L между собой. Ток начинает протекать вне газового промежутка. Таким образом, разрядник оказывается защищенным от перегрева и разрушения.

Достаточно сложный механизм работы разрядника – причина большого числа приводимых производителем в документации специфических параметров.

Обозначение [ править | править код ]

На электрических принципиальных схемах в России разрядники обозначаются согласно ГОСТ 2.727—68. 1. Общее обозначение разрядника 2. Разрядник трубчатый 3. Разрядник вентильный и магнитовентильный 4. ОПН

Сейчас в наше время разрядники распространены повсеместно. Поэтому вопросы о разрядниках стали актуальными. Но на большинстве сайтов информация очень сложная и непонятная. Эта статья очень проста в понимании. Из неё вы узнаете: что такое разрядник, принцип работы, устройство и виды разрядников.

В современной электронике довольно часто возникают сильные всплески напряжения. Перенапряжения могут сильно повлиять на электрические устройства, работающие при нормальных условиях, даже если они кратковременны. Причиной этого может стать плохая коммутация электрических цепей, слабая изоляция, резонансные помехи. Причины бывают, как и внутренние, так и внешние. Атмосферные разряды гроз могут стать внешней причиной перенапряжения.

Для предохранения от перенапряжения раньше применялись только громоотводы. Сейчас с высоким развитием современной электроники стали применяться такие замечательные устройства, как разрядники.

Основные параметры газоразрядников

Основными параметрами газоразрядников являются статическое и динамическое напряжение срабатывания, номинальный и импульсный ток разряда, напряжение во включенном состоянии (напряжение дуги), сопротивление изоляции, собственная емкость в состоянии покоя, параметры эксплуатационного ресурса. Каждый из параметров нуждается в особом пояснении.

Как было показано выше, пробой представляет собой многоступенчатый растянутый во времени процесс. Возникновение лавины, время пролета ионов между электродами – все это требует времени. По этой причине, если входное напряжение нарастает достаточно быстро, то к моменту включения разрядника напряжение достигнет достаточно большого значения. Чем выше скорость нарастания, тем больше будет напряжение, при котором включится разрядник (рисунок 3).

Рис. 3. Зависимость напряжения срабатывания от скорости нарастания входного импульса

Чтобы учесть эту особенность, в документации указывается несколько напряжений пробоя для различных скоростей нарастания входного напряжения.

Статическое напряжение срабатывания/включения (DC Breakdown), В, определяет напряжение срабатывания при медленной скорости нарастания импульса. Обычно используется скорость нарастания 100 В/с.

Динамическое напряжение срабатывания/включения (Impulse Breakdown), В, определяет напряжение срабатывания при высокой скорости нарастания импульса. Обычно используется скорость нарастания 100 В/мкс и 1 кВ/мкс.

Напряжение дуги (Arc Voltage или On State Voltage), В – напряжение горения дуги. Фактически, эта характеристика определяет, насколько сильно разрядник может ограничить входную помеху. Данный параметр приводится для конкретного минимального значения протекающего тока.

Напряжение тления (Glow Voltage), В – вспомогательная характеристика, указывающая значение напряжения тлеющего разряда. Этот параметр имеет большое значение при маломощных помехах, которые не способны сгенерировать дугу разрядника.

Ток возникновения дуги (Glow to arc transition current), А. Как было показано выше, переход от тлеющего разряда к электрической дуге требует протекания минимального тока. По сути, данный параметр оказывается вспомогательным.

Номинальный ток разряда (Nominal Discharge Current), А – номинальное значение тока разряда, который разрядник может выдерживать без разрушения.

Номинальный ток импульсного разряда (Nominal Impulse Discharge Current), А. Традиционно указывается для вполне конкретных типов импульсов (8/20 мкс, 10/350 мкс и так далее). Чем короче импульс – тем большее значение токов способен выдерживать разрядник.

Значения разрядных токов тесно связаны с параметрами эксплуатационного ресурса. К сожалению, разрядники не являются «вечными» приборами. С течением времени они выходят из строя – разрушаются электроды, ухудшаются параметры инертного газа. Чем мощнее уровень блокируемых ими помех, тем скорее GDT приходит в негодность.

Эксплуатационный ресурс (Surge Life), количество срабатываний, указывает число срабатываний при заданных параметрах импульсов и разрядных токов.

Собственная емкость в состоянии покоя (Capacitance), пФ – емкость разрядника в выключенном состоянии.

Сопротивление изоляции (Insulation Resistance), Ом, определяет токи утечки в выключенном состоянии. Значение сопротивления разрядников составляет десятки ГОм,

Емкость GDT достаточно мала (единицы пФ), а сопротивление изоляции составляет десятки ГОм. Таким образом, одно из основных достоинств газоразрядников заключается в том, что они не влияют на параметры защищаемых цепей.

Рассмотрение принципа работы и основных параметров газоразрядников позволяет сделать выводы об их плюсах и минусах.

Вентильные разрядники высокого напряжения — Магнитно-вентильные комбинированные разрядники

Комбинированные разрядники типов РВМК-330П и РВМК-500П 1 , предназначенные для защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений, разработаны и освоены отечественной промышленностью в 1960—1964 гг. [22, 74].

Рис. 4-13. Принципиальная электрическая схема комбинированных разрядников: 1 — вентильный элемент разрядника; 2 — основной элемент разрядника; 3 — искровой элемент; 4 — имитатор

Первоначально разрядники маркировались как РВМК-330 и РВМК-500. В дальнейшем они были усовершенствованы и модернизированы, в результате чего повышена их дугогасящая способность, уменьшены веса и габариты [70]. Разрядники, выпускаемые на повышенное напряжение гашения в коммутационном режиме, маркированы РВМК-330П и РВМК-500П.

1 Разрядники вентильные магнитные комбинированные с повышенным напряжением гашения при коммутационных перенапряжениях.

Принципиальная схема комбинированных разрядников показана на рис. 4-13. Разрядник состоит из элементов трех типов, получивших название основных, вентильных и искровых. Основные элементы 2 содержат в себе колонку нелинейных последовательных сопротивлений и многократный искровой промежуток; вентильные элементы 1 заполнены только нелинейными последовательными сопротивлениями; искровые элементы 3 представляют собой многократный искровой промежуток. Пробивное напряжение разрядника определяется искровыми промежутками основных элементов. Поэтому если на разрядник воздействует перенапряжение, превышающее величину его пробивного напряжения, то пробиваются искровые промежутки основных элементов и ток в разряднике течет через основные и вентильные элементы. Величина сопротивлений основных и вентильных элементов взяты такими, чтобы амплитуда тока, протекающего через разрядник при коммутационных перенапряжениях расчетной кратности, не превысила 1000 и 1500 а соответственно для разрядников 330 и 500 кВ. Пробивное напряжение искровых элементов выше остающегося напряжения на вентильных элементах при протекании через них указанных токов. Поэтому при срабатывании разрядника от коммутационного перенапряжения искровые элементы разрядника не пробиваются. Когда на разрядник воздействует грозовая волна перенапряжения, вызывающая его срабатывание, и импульсный ток, протекающий через разрядник, превысит нормированный ток коммутационного перенапряжения, искровые элементы пробиваются. При этом остающееся напряжение на разряднике определяется лишь последовательным сопротивлением основных элементов. Вольт-амперная характеристика разрядника приведена на рис. 3-9.
Разрез основного элемента комбинированных разрядников показан на рис. 4-14. В элементе два блока последовательных сопротивлений. Каждый блок состоит из трех параллельных колонок тервитовых дисков диаметром 70 мм. Блок искровых промежутков состоит из восьми единичных искровых промежутков с вращающейся дугой с рабочим диаметром внутреннего электрода 40 мм и выполнен со схемой поджига*. Принципиальная схема соединения блока искровых промежутков показана на рис. 1-44.

Рис. 4-14. Основной элемент разрядника: 1—шунтирующее сопротивление; 2 — поджигающий искровой промежуток; 3 — блок искровых промежутков; 4 — блок последовательного сопротивления
Блок разделен на два комплекта по четыре единичных искровых промежутка. Параллельно каждому комплекту подключена цепь 1 из трех ШС. Напряжение на такой цепи сопротивлений при токе 1,2 ма составляет 3 кВ. В одном комплекте параллельно двум ШС подключен специальный поджигающий искровой промежуток 2.

При этом пробивное напряжение блока искровых промежутков составляет примерно 80% пробивного напряжения блока, которое имело бы место при тех же единичных искровых промежутках с вращающейся дугой, но без поджигающего промежутка. Таким образом, принятая схема поджига повышает относительную восстанавливающуюся прочность блока искровых промежутков примерно на 25%. Шунтирующие сопротивления и поджигающий искровой промежуток размещены на внешней поверхности фарфорового корпуса блока искровых промежутков (рис. 4-14).
Электрическое соединение цепи ШС со средней точкой блока искровых промежутков осуществляется перемычкой, пропущенной через отверстие в корпусе блока. Поджигающий промежуток выполнен с неподвижной дугой по типу промежутков РВС, но имеет меньший диаметр.
В вентильных элементах четыре блока нелинейных сопротивлений, однотипных с блоками основных элементов.
В искровых элементах восемь блоков искровых промежутков по четыре единичных искровых промежутка в каждом. Каждый блок искровых промежутков шунтирован цепью из двух нелинейных сопротивлений и конденсатором 200 пф.

В основных элементах разрядников РВМК-330 и РВМК-500 содержится 20 единичных промежутков с вращающейся дугой, расположенных в пяти фарфоровых корпусах.
Для комбинированных разрядников коэффициент импульса искровых элементов должен быть близким к единице, что существенно для предотвращения пробоя искровых элементов при срабатывании разрядника от коммутационных перенапряжений (см. § 4-8).

Рис. 4-15. Разрядник РВМК-500П

Таблица 4-7
Комплектовка разрядников РВМК-П

Рис. 4-16. Разрядник РВМК-750
Количество элементов в разрядниках на 330 и 500 кВ приведено в табл. 4-7.
Общий вид разрядника РВМК-500П приведен на рис. 4-15. Элементы подвешены на опорной несущей конструкции из трех колонн стержневых изоляторов, скрепленных между собой стальными рамами. На первом (снизу) этаже двумя параллельными цепями располагаются искровые и вентильные элементы, над ними — во втором и третьем этажах — основные элементы. Первые снизу элементы изолированы от рамы разрядника, что позволяет включить в цепь разрядника регистрирующие приборы. Комплектно с каждым разрядником поставляется имитатор (см. § 5-3).

Комбинированный разрядник типа РВМК-750, предназначенный для защиты электрооборудования класса напряжения 750 кВ от коммутационных и грозовых перенапряжений, был разработан и изготовлен в 1966—1967 гг.
В разряднике применены искровые промежутки с вращающейся дугой с рабочим диаметром внутреннего электрода 65 мм. Последовательное сопротивление состоит из двух параллельных колонок тервитовых дисков диаметром 115 мм.
Внешний вид разрядника показан на рис. 4-16.
Разрядник состоит из пяти однотипных элементов, смонтированных в одну свободно стоящую колонну. В каждом элементе искровые промежутки и диски последовательного сопротивления соединены по схеме, характерной для комбинированных разрядников (см. рис. 4-13).
Основная часть разрядника образована из блоков искровых промежутков, выполненных со схемой поджига по рис. 1-44, и из блоков последовательного сопротивления. Параллельно части блоков последовательного сопротивления вклю-ι чены блоки искровых промежутков, аналогичные искровым элементам в разряднике РВМК.-500П. Внутри фарфоровой покрышки все блоки располагаются зигзагообразно и крепятся на двух изоляционных стойках. В разряднике применена емкостно-омическая шунтировка блоков искровых промежутков. Разрядник снабжен предохранительным клапаном (рис. 4-17). При избыточном давлении заданной величины мембрана 3 вырывается из места своего закрепления и для выхода газов открывается отверстие, равное внутреннему диаметру фланца 1. Длина пути утечки по внешней изоляции разрядника не менее 1200 см.
Электрические характеристики комбинированных разрядников приведены в приложении.
Комбинированный разрядник типа РВМК-1200, предназначенный для защиты электрооборудования испытательного стенда 1200 кВ от коммутационных и грозовых перенапряжений был разработан и изготовлен в 1969—1970 гг. Разрядник состоит из шести однотипных рабочих элементов, смонтированных в свободно стоящую колонну. В разряднике применены искровые промежутки с вращающейся дугой и тервитовые последовательные сопротивления.

Рис. 4-17. Предохранительный клапан
1 — фланец; 2 — крышка элемента; 3 — мембрана; 4— резиновая прокладка; 5 — болт

Наибольшее допустимое напряжение разрядника составляет 1,55; пробивное напряжение при частоте 50 Гц — не более 1,8UФ; остающееся напряжение при импульсном токе 14 ка не превышает 2,15U.
В режиме коммутационного перенапряжения разрядник выдерживает не менее 50 раз воздействие двух полупериодов тока длительностью 5 мсек каждый с амплитудой соответственно 1,5 ка и 0,75 ка.
По типу разрядников РВМК-750 и РВМК-1200 в 1969—1970 гг. разработана новая конструкция разрядников РВМК-330П и РВМК-500П в одноколонковом исполнении. В этих разрядниках блоки искровых промежутков и блоки последовательного сопротивления также располагаются зигзагообразно внутри фарфоровой покрышки элемента и крепятся на двух изоляционных стойках. Разрядник на номинальное напряжение 500 кВ состоит из трех рабочих элементов и имеет общую высоту 7,5 м. Серийный выпуск одноколонковых разрядников новой конструкции начнется в 1972—1973 гг.

Разрядник. Типы, виды, устройство высоковольтных разрядников.

При коммутациях, а также вследствие атмосферных разрядов в электротехнических установках часто возникают импульсы напряжения — перенапряжения, существенно превышающие номинальное. Электрическая изоляция оборудования не должна повреждаться при этом и выбирается с соответствующим запасом. Однако возникающие перенапряжения зачастую превосходят этот запас, и изоляция тогда повреждается — пробивается, что может привести к тяжелым авариям. Для ограничения возникающих перенапряжений, а следовательно, и снижения требований к уровню электрической изоляции (снижения стоимости оборудования) применяются разрядники.

Разрядник — это электрический аппарат, искровой промежуток которого пробивается при определенном значении приложенного напряжения, ограничивая тем самым перенапряжения в установке.

Разрядник состоит из электродов с искровым промежутком между ними и дугогасительного устройства. Один из электродов присоединяется к защищаемой цепи, другой — заземляется.

Если кривая 1 (рис. 3-6) — номинальное напряжение, а кривая 3 — вольт-секундная характеристика изоляции оборудования (т. е. время, в течение которого изоляция может выдержать данное перенапряжение не повреждаясь), то вольт-секундная характеристика разрядника должна определяться кривой 2. При возникновении перенапряжения (кривая 4) искровой промежуток разрядника пробивается раньше (точка О), чем изоляция оборудования. После пробоя линия (сеть) заземляется через сопротивление разрядника или накоротко. При этом напряжение на линии определяется значением тока через разрядник, сопротивлением разрядника и заземления.

Падение напряжения на разряднике при протекании импульсного тока данного значения и формы называется остающимся напряжением. Чем меньше это напряжение, тем лучше качество разрядника.

После пробоя разрядника от импульса напряжения его искровой промежуток ионизирован и легко пробивается фазным напряжением. Возникает короткое замыкание на землю, и через разрядник протекает ток промышленной частоты, который называется сопровождающим. Чтобы избежать срабатывания защиты и отключения оборудования, разрядник должен отключить сопровождающий ток в возможно малое время (примерно в полупериод промышленной частоты).

Рис. 3-6. Вольт-секундные характеристики.

К разрядникам предъявляются следующие требования:

1. Вольт-секундная характеристика разрядника должна быть ниже, чем у защищаемого объекта.

2. Искровой промежуток разрядника должен иметь определенную гарантированную электрическую прочность при промышленной частоте.

3. Остающееся напряжение на разряднике, и характеризующее его ограничивающую способность, не должно превышать значений, которые опасны для изоляции оборудования.

4. Сопровождающий ток должен отключаться на малое время.

5. Разрядник должен допускать большое число срабатываний без осмотра и ремонта.

Трубчатые разрядники. Разрядник (рис. 3-7) представляет собой дугогасительную трубку 3из полихлорвинила марки «винипласт», на концах которой закреплены металлические наконечники: верхний, закрытый, 2 и нижний, открытый, 7. Внутри трубки помещается стержневой электрод 4, который крепится в хвостовике 9 верхнего наконечника. Вторым электродом внутреннего искрового промежутка служит шайба б, закрепленная в нижнем наконечнике. При помощи хомутов 5 нижний наконечник (разрядник) крепится к заземленной конструкции. К нижнему же наконечнику крепится ленточный указатель срабатывания 8, свободный конец которого изгибается и заводится внутрь наконечника. При срабатывании разрядника конец указателя выбрасывается газовым дутьем, и лента выпрямляется.

Рис. 3-7. Общий вид трубчатого разрядника.

С целью разгрузки изоляционного материала разрядника от электрического поля при номинальном режиме разрядник отделяется от линии наружным (lнар) искровым промежутком, для регулирования которого служит удлинитель (рог) 1.

При возникновении перенапряжения пробиваются оба промежутка (lвн и lнар). Возникающая в трубке дуга вызывает сильную газогенерацию из стенок трубки. Газы устремляются через выхлопное отверстие в шайбе б и открытый наконечник, образуя интенсивное продольное дутье, которое гасит дугу при прохождении тока через нуль, одновременно гаснет дуга и на промежутке lнар. Отключение сопровождается большим выбросом пламени и газов (при U = 35 кВ А = 3 м, В = 1,5 м). В объеме, занимаемом пламенем и газами, не должны располагаться какие-либо токоведущие части. Предельный отключаемый ток определяется прочностью трубки и, например, для разрядников серии РТВ на 6-35 кВ составляет 12 кА. Предельные токи отключения разрядников с фибробакелитовыми трубками меньше, чем у разрядников с винипластовыми трубками.

Вентильные разрядники. Вентильный разрядник (рис. 3-8, а) состоит из двух основных частей: блока искровых промежутков 4, в который входит несколько последовательно соединенных единичных искровых промежутков 3 (рис. 3-8, б), шунтированных подковообразными нелинейными резисторами 9, предназначенными для выравнивания распределения напряжения, и рабочего резистора, составленного из набора последовательно включенных вилитовых дисков 2. Искровые промежутки заключены в фарфоровые цилиндры 5.

Блок искровых промежутков соединен последовательно с рабочим резистором, закрыт фарфоровым кожухом 1, сжат спиральной пружиной 6 и герметизирован озоностойкой резиной 7. Необходимость герметизации обусловлена гигроскопичностью вилита, который меняет свои характеристики при увлажнении. Разрядник крепится при помощи фланцев 8 к чугунному основанию (на рисунке не показано).

Провод фазы линии высокого напряжения подключается к болту на крышке. Заземляющий проводник присоединяется к чугунному основанию разрядника непосредственно или через счетчик срабатываний.

Разрядник работает следующим образом. При возникновении перенапряжения пробиваются искровые промежутки и импульсный ток через рабочий резистор уходит в землю. Сопровождающий ток ограничивается рабочим резистором до значения, при котором дуга может быть погашена искровыми промежутками. Единичный промежуток способен отключить ток с амплитудой 80—100. А при действующем восстанавливающемся напряжении 1—1,5 кВ. Число искровых про­межутков и число дисков резистора выбираются исходя из указанных условий. Дуга при этом погаснет за один полупериод.

Рис. 3-8. Вентельный разрядник.

Рис. 3-9. Блок с магнитными искровыми промежутками.

Резистор из вилита характеризуется нелинейностью своего сопротивления. С ростом тока значение сопротивления падает. Это позволяет пропустить через резистор большой ток при малом падении напряжения (из-за этого разрядники получили название в ентильных). Напряжение на разряднике практически мало меняется в широком диапазоне изменения токов. По мере приближения тока к нулю сопротивление резко возрастает, снижая ток до нуля ранее его естественного перехода через нуль. Это обстоятельство облегчает гашение дуги в единичных искровых промежутках.

Вентильные разрядники работают бесшумно и без какого-либо выброса газов и пламени. Для фиксации числа срабатываний устанавливаются специальные (электромагнитные, электромеханические и др.) счетчики. Вентильные разрядники выполняются на напряжения до 220 кВ и предназначены для защиты изоляции элек­трооборудования от атмосферных перенапряжений. Они применяются в открытых и закрытых электроустановках с частотой 50 Гц. Разрядники на 3, 6 и 10 кВ отличаются Друг от друга только числом искровых промежутков и числом вилитовых резисторов, а также габаритами. Разрядники на номинальные напряжения 15, 20 и 35 кВ состоят из одного стандартного элемента, аналогичного изображенному на рис. 3-8, а; разрядники на напряжение 60 кВ и выше—из трех и более соединенных последовательно стандартных элементов номинальным напряжением 15, 20 или 35 кВ.

Разрядники магнитовентнльные (РМВГ). Эти разрядники выполняются на номинальные напряжения 150—500 кВ. Они комплектуются из стандартных блоков (на 30 кВ) с магнитными искровыми промежутками и соответствующего числа дисков вилитовых резисторов.

Блок магнитных искровых промежутков (рис. 3-9) представляет собой набор (здесь четыре) единичных искровых промежутков 2, расположенных вперемежку с постоянными магнитами 3 кольцевой формы. Все устройство размещено в фарфоровом цилиндре 1 и закрыто стальными крышками 5. Крепление всех элементов внутри цилиндра осуществляется за счет давления пружины 4. Каждый блок шунтируется резисторами с высокоомным нелинейным сопротивлением.

Единичный магнитный искровой промежуток состоит из двух концентрически расположенных медных электродов б и 8. Щель 7 между ними образует искровой зазор. Кольцевые магниты 3 создают в щели магнитное поле (480—640 А/см).

Возникающая в щели дуга начинает вращаться по кольцевой щели с большой скоростью. По сравнению с обычными искровыми промежутками пропускная и дугогасительная способность магнитного искрового промежутка много выше.

Разрядники постоянного тока. Применение разрядников с обычными искровыми промежутками для защиты электрооборудования постоянного тока невозможно. Падение напряжения на искровом промежутке после его пробоя составит всего 20-30 В, и для гашения дуги потребуется чрезвычайно большое число промежутков; напряжение пробоя будет чрезмерно высоким, и не будет обеспечена защита изоляции.

Разрядники постоянного тока выполняются с устройствами для гашения дуги. Так, магнитные разрядники постоянного тока серии РМБВ состоят из искровых промежутков с дугогасящей камерой (шунтированных или не шунтированных резисторами с высокоомными нелинейными сопротивлениями), блока рабочего нелинейного вилитового резистора и дугогасящего искрового промежутка с постоянными магнитами. Конструктивно они выполняются аналогично вентильным разрядникам.

Магнитный разрядник типа РАН-1 — разрядник многократного действия с пониженным давлением внутри корпуса, предназначен для защиты от перенапряжений обмоток возбуждения синхронных машин. Разрядник имеет диапазон регулирования уставки по пробивному напряжению 1200-3500 В (амплитудное значение) и позволяет пропускать ток до 5000 А (амплитудное значение) при среднем значении тока в течение 1 с до 1000 А. Номинальное напряжение разрядника 1000 В постоянного тока.