Заключение - Характеристики вентильных разрядников

Разрядник электроустановка резистор ток

В результате работы стало ясно, что любая изоляционная конструкция, независимо от ее исполнения и класса напряжения, в эксплуатации подвергается длительному рабочему напряжению, кратковременным, грозовым перенапряжениям микросекундного диапазона, более длительным перенапряжениям (коммутационным, дуговым и феррорезонансным) миллисекундного или секундного диапазонов.

Приблизительно до 1980 года основным элементом системы защиты от перенапряжений являлись вентильные разрядники, внедряемые в электрические сети среднего, высокого, сверхвысокого и ультравысокого напряжений более 50 лет тому назад. Однако эти защитные аппараты имеют ряд существенных недостатков, основными из которых являются:

    - высокое импульсное, пробивное напряжение Uпр искровых промежутков вследствие чего уровень неограниченных перенапряжений достаточно высок (так, например, по данным ГОСТ 16357-83 кратность импульсного, пробивного напряжения вентильных разрядников 10 кВ I, II и IV групп равна 2,88; 3,13 и 5,88, вентильных разрядников 35 кВ I, II и III групп равна 3,79; 4,07 и 4,38 соответственно); - ограниченная пропускная способность, что заставляет отстроить эти защитные аппараты от большинства внутренних перенапряжений, обладающих большой запасенной электромагнитной энергией; - после 20-25 лет эксплуатации разрядники несколько ухудшают свои вольтамперную (ВАХ) и вольтсекундную (ВСХ) характеристики, что в итоге не обеспечивают защиту оборудования от перенапряжений (так, например, подъем ВСХ на 25-30 % вентильного разрядника 35 кВ ухудшает показатель надежности грозозащиты тупиковой подстанции ~ в 1,5 раза, подъем ВАХ на 25-30 % того же вентильного разрядника ухудшает показатель надежности ~ в 10 раз); - при срабатывании вблизи индуктивных элементов (трансформаторов, реакторов или электрических машин) вызывают в их обмотках градиентные (продольные) перенапряжения, опасные для изоляции упомянутых электромагнитных элементов; - из-за наличия искровых промежутков и шунтирующих сопротивлений обладают большими массогабаритными характеристиками, что связано с большими затратами при транспортировке и монтаже (особенно в слабоосвоенных северных районах страны).

По перечисленным причинам приблизительно 30 лет тому назад в стране приостановили производство вентильных разрядников и началось интенсивное развитие работ по созданию новых защитных аппаратов - нелинейных ограничителей перенапряжений на основе высоконелинейных оксидно-цинковых варисторов. Создание упомянутых ограничителей позволило отказаться от искровых промежутков, значительно (на 30-50%) снизить уровень ограничения коммутационных перенапряжений, в 2-3 раза улучшить массогабаритные показатели защитных аппаратов, существенно сэкономить фарфор, алюминиевое литье, прокат черных и цветных металлов.

Первые нелинейные ограничители перенапряжений, разработанные общими усилиями НИИ "Электрокерамика" (г. Ленинград), отраслевых институтов Минтопэнерго (ВЭИ, ВНИИЭ, НИИПТ, 'Энергосетьпроект', СибНИИЭ), ряда вузов страны (ЛПИ им. М. И. Калинина, НЭТИ, МЭИ и др.), позволили осуществить широкую программу улучшения технико-экономических показателей сетей высокого, сверхвысокого и ультравысокого классов напряжения. Они позволили снизить габариты ОРУ и ЗРУ, сократить площади, занимаемые ими, снизить объемы строительных и монтажных работ, сэкономить материалы при строительстве и производстве кабельных работ, сократить сроки и стоимость строительства, а во многих случаях снизить испытательные напряжения защищаемого электрооборудования.

Нелинейные ограничители перенапряжений (в дальнейшем сокращенно ОПН) в отличии от вентильных разрядников не имеют искровых промежутков и непосредственно подключаются к защищаемому объекту. Это достигается, благодаря применению в них оксидно-цинковых варисторов, обладающих высонелинейной вольтамперной характеристикой (коэффициент нелинейности a в зависимости U приблизительно равен 0,03-0,04) и достаточно высокой пропускной способностью. По упомянутой причине в ряде стран ОПН называются вентильными разрядниками без искровых промежутков.

В нормальном режиме через ограничители перенапряжений, находящихся под рабочим напряжением, течет ток от долей миллиампера до нескольких миллиампер в зависимости от номинального напряжения защищаемого объекта. При этом их внутреннее сопротивление находится в пределах от десятков до сотен мегаом. Однако при появлении перенапряжений в течение наносекунд внутреннее сопротивление аппарата падает на несколько порядков, а ток через ОПН возрастает в 106 -107 Раз. В итоге аппарат в рабочих сопротивлениях (варисторах) рассеивает электромагнитную энергию переходного процесса и тем самым глубоко ограничивает перенапряжения независимо от их природы возникновения.

Похожие статьи




Заключение - Характеристики вентильных разрядников

Предыдущая | Следующая