Разрядники: назначение, типы, принцип работы

Принцип работы разрядника

Вентильный разрядник РВМК-1150

Вентильный разрядник РВМК-1150

Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких однократных) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых или тиритовых 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.

https://www.youtube.com/watch{q}v=2ZZwQRD6q4I

Вентиль обладает особенным свойством — его вольт-амперная характеристика нелинейна — падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вилита вентильные разрядники и получили своё название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени.

Вентильный разрядник РВС-10 и его характеристики

Вентильный разрядник РВС-10 и его характеристики

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 прокладок из озоностойкой резины 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.

Высокочастотное оборудование защищается не только молниеотводами, но и с помощью высоковольтных разрядников. Каждый из них состоит из двух основных частей – электродов и устройства для гашения дуги.

Один из электродов устанавливается на защищаемую цепь, а к другому подводится заземление. Между ними образуется пространство, известное как искровой промежуток. Когда напряжение достигает определенного значения, наступает пробой искрового промежутка между двумя электродами. За счет этого с защищаемого участка цепи снимается перенапряжение.

После пробоя в действие вступает дугогасительное устройство. Под действием импульса повышается ионизация искрового промежутка, в результате чего пробивается фазное напряжение, действующее в нормальном режиме. Оно приводит к короткому замыканию и срабатыванию защитных устройств на этом участке. Основной задачей дугогасительного устройства как раз и является скорейшее устранение замыкания, до срабатывания средств защиты.

Широкое распространение получили конструкции газовых разрядников. В их состав входит коаксиальный элемент с незначительным разрядным промежутком, и патрон с выводом на землю. В промежутке между ними выполняется установка газоразрядного элемента в форме таблетки, заключенного в стеклянную или керамическую оболочку и оборудованного электродами с каждой стороны. Внутреннее пространство оболочки заполнено газом – аргоном или неоном.

В случае перенапряжения происходит срабатывание защиты: под действием высокой температуры в разряднике наступает резкое падение сопротивления. После этого образуется дуговой разряд с напряжением около 10 вольт. Каждый такой разрядник оборудуется собственным заземлением, в противном случае он будет бесполезен.

Во всех газовых разрядниках центральная жила коаксиального кабеля и первый электрод соединяются между собой. Второй электрод соединяется с заземленным корпусом разрядника. Когда через устройство проходит высокий импульс с большим напряжением, происходит пробой разрядника и центральная жила кабеля в течение короткого времени шунтируется на землю.

Газоразрядная трубка считается одноразовой деталью разрядника, требующая замены после каждого срабатывания.

Разрядник состоит из двух основных частей: электродов и дугогасительного устройства.

Устройство разрядника  в зависимости от его вида бывает разным.

Разрядник имеет прочный герметичный корпус, который предохраняет его от внешних   механических повреждений. Промежуток между электродами называется искровым промежутком. Один из электродов присоединяется к защищаемому элементу электрической цепи, а другой обязательно заземляется. Без заземления разрядник бесполезен.

Разрядники: назначение, типы, принцип работы

Важно то, что дугогасительное устройство несёт большее значение в работе разрядника, в ином случае разрядник  не сможет предотвратить от фазного пробоя. Фазный пробой повлечет за собой короткое замыкание (КЗ).

На рисунке 2 показано устройство трубчатого разрядника. Он имеет прочный корпус 1, который способен выдержать большую температуру. Фланец 3, к нему присоединяется защищаемый участок электрической цепи, сам фланец является электродом разрядника. Электрод 2 подключается к заземлению. Он бывает двух видов: с регулировкой и без неё. Первый может менять размер искрового промежутка, тем самым изменяет величину пробивного напряжения.

Рис 2. Устройство трубчатого разрядника

Пробивное напряжение – это одна из главных характеристик разрядника, которая показывает напряжение, при котором в разряднике, между его электродами возникает искры, то есть разрядник пробивается. Полярность подключение к электродам  2 и 3 не имеет существенной разницы, если это разрядник переменной сети.

Дугогасительное устройство в данном случае представляет из себя корпус, который выделяет газ. Современные методы производства позволяют создавать разрядники  различных характеристик.

Принцип работы разрядника довольно прост, как и его устройство. При возникновение перенапряжения на электродах разрядника значительно возрастает напряжение. Если это напряжение станет больше напряжение пробоя, которое прописано в характеристике устройства, то возникнет пробой.

Между электродами проскочит искра. При этом снизится напряжение на его электродах, а в искровом промежутке ионизируется воздух. Разрядник станет пробиваться фазным напряжением и возникнет короткое замыкание.

Чтобы этого не произошло, в разряднике присутствует дугогасительное устройство. В зависимости от вида разрядника имеются различные виды дугогасительных устройств. Все разрядники подразделяются на несколько  видов.

Ниже представлены основные виды разрядников.

Трубчатый разрядник представляет собой трубку из прочного материала. Сам материал – это различные полимеры. Самый распространённый из них – это полихлорвинил. Полихлорвинил способен вынести  температуру, пригодную для данного типа разрядников.

В трубку помещены два электрода (рис 1.). Один присоединяется к защищаемому элементу, а другой заземляется. Принцип работы трубчатого разрядника довольно прост.

При напряжении пробоя образуется искра, которая ионизирует воздух. Воздух сильно нагревается, при этом идет массовое выделение газов.

Интенсивная газовая генерация гасит дугу фазного напряжения. Такое дугогасительное устройство называется продольным дутьём. Для выхода газов наружу, в  разряднике имеется отверстие.

Газовый разрядник отличается от воздушного только тем, что его корпус наполняют инертным газом (аргоном или неоном). В отличие от воздушного разрядника, в газовом разряднике дугу, образованную фазным напряжением, гасят инертные газы.

В современной электронике трубчатые разрядники распространены повсеместно. Они просты по устройству и надежны.  Пробивное напряжение воздушных разрядников невысокое, поэтому такие разрядники не применяются в более высоковольтной аппаратуре.

Более высокое пробивное напряжение  у газовых разрядников. Они гораздо эффективнее, так как газы не вступают в реакции, тем самым продлевают жизнь электродам.

Рис 3. Трубчатый разрядник

Ограничители перенапряжения нелинейные не имеют электродов. Они состоят из набора нелинейных полупроводниковых сопротивлений – варисторов.

Варистор – это полупроводниковый резистор, который меняет сопротивление в зависимости от приложенного к нему напряжения. При возрастании напряжения, сопротивление варистора падает, поэтому он пропускает через себя электрический ток, тем самым снимая напряжение с защищаемого участка электрической цепи.

Варисторы в процессе работы очень сильно нагреваются, поэтому корпуса нелинейных ограничителей перенапряжения делают теплопроводными. Это позволяет отводить тепло.

Сама конструкция ОПН очень проста,  поэтому это упрощает методы производства. Также у ОПН неплохие технические характеристики. Количество варисторов можно варьировать в зависимости от нужного пробивного напряжения нелинейного ограничителя перенапряжения.

Рис 6.Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН).

Разрядники: назначение, типы, принцип работы
Разрядники: назначение, типы, принцип работы

Вентильный разрядник РВМК-1150

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.

Прочитайте также:  Как ухаживать и вырастить колокольчик скученный

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.

Разрядники: назначение, типы, принцип работы
Разрядники: назначение, типы, принцип работы

Вентильный разрядник РВС-10 и его характеристики

Ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН).

Схема,
содержащая ненагруженную линию,
представляет собой многочастотный
колебательный контур, содержащий
индуктивность и емкость. Так
же, как при включении и АПВ, при повторном
зажигании дуги в выключателе возникает
целый ряд свободных составляющих,
которые наряду с увеличением
свободной составляющей первой основной
частоты увеличивают
напряжение в конце линии. Максимальная
кратность перенапряжений при этом может
достигать 3,5. Напряжение
в начале линии при этом меньше, чем
напряжение в конце линии.

Если
на линии имеются реакторы, то после
обрыва дуги емкость линии
начинает разряжаться на реактор и
возникают затухающие колебания
с частотой, которая обычно меньше частоты
источника. Наличие реакторов
является благоприятным фактором, так
как уменьшает восстанавливающееся
напряжение и скорость его нарастания.

Отключение
ненагруженных линий 500 кВ обычно не
сопровождается
повторными пробоями при использовании
воздушных выключателей
даже при отсутствии реакторов или
масляных выключателей,
но при включенных шунтирующих реакторах.
Вследствие указанных причин (применение
реакторов, быстродействующих воздушных
выключателей) отключение ненагруженной
линии СВН (500
кВ и выше) не является расчетной операцией,
т. е. обычно не
учитывается при проектировании защиты
от внутренних перенапряжений.

Основные
принципы защиты
оборудования подстанций сводятся к
следующему:

  1. • защита
    от прямых ударов молнии стержневыми
    молниеотводами;

  2. • защита
    оборудования от волн, приходящих с
    линии, с помощью разрядников или ОПН;

  3. • защита
    подходов линий от прямых ударов молнии.

Зоны
защиты молниеотводов
определяют исходя из того, чтобы
вероятность прорыва молнии в защищаемый
объект не превосходила 0.05 (одно попадание
прямого удара из двадцати ударов), иногда
– 0.005.

Разрядники: назначение, типы, принцип работы

Для
успешной защиты
оборудования от волн,
набегающих с линии, разрядник должен
иметь пробивное и остающееся напряжение
ниже допустимого на защищаемом объекте
на некоторую величину, называемую
интервалом координации, который должен
составлять не менее 15% уровня допустимого
напряжения. Особенностью перенапряжений
на подстанции является их существенная
зависимость от крутизны фронта набегающей
волны и слабая зависимость от амплитуды
набегающей волны.

Амплитуда влияет лишь
на величину остающегося напряжения,
слабо меняющегося благодаря пологой
вольтамперной характеристике нелинейного
резистора разрядника или ОПН. Величина
перенапряжения зависит от крутизны
набегающей волны потому, что при
прохождении волны от объекта до разрядника
(если объект оказался первым по ходу
волны) и обратной волны от сработавшего
разрядника до объекта подъем напряжения
на объекте за время двойного пробега
прямо определяется скоростью нарастания
напряжения падающей волны.

При
продвижении волны вдоль линии фронт
волны сглаживается (удлиняется) за счет
импульсной короны, потерь в земле и в
проводах, поэтому выполняют защиту
подходов линий от прямых ударов молнии
на определенной длине (рис. 8), что к тому
же снижает величину тока в разрядниках
подстанции. Количество и места установки
ОПН и разрядников выбирают так, чтобы
расстояние между разрядниками и
защищаемыми объектами не превышали
безопасной величины (от 30 м до 150 м для
разных случаев).

Рис.
8. Схема защищенного подхода линии
электропередачи

При
защите подхода линии грозозащитные
тросы подвешивают даже в случае их
отсутствия на других участках линии,
трос заземляют на каждой опоре, а
сопротивление заземления опоры
выдерживают на уровне не более 10-20 Ом.
В начале подхода устанавливают трубчатый
разрядник, способствующий ограничению
амплитуды тока в разряднике подстанции.

Подстанции
напряжением 3..20 кВ имеют обычно кабельные
вводы. Обобщенная схема защиты от
перенапряжений такой подстанции показана
на рис. 9.

Разрядники: назначение, типы, принцип работы

Рис.
9. Обобщенная схема защиты подстанции
3-20 кВ

Наличие
кабельной вставки на входе такой
подстанции обычно не обеспечивает
достаточной грозоупорности подстанции
из-за неизбежных многократных отражений
волн в кабельной линии. Поэтому в месте
соединения воздушной линии с кабельной
устанавливают вентильный или трубчатый
разрядник для ограничения приходящей
волны.

Модели с удлиненной дугой

Коммутационный разрядник замечательно походит для электростанций разной мощности. Диски в данном случае применяются высокой проводимости. Если верить специалистам, то чувствительность конденсаторных блоков доходит до 30 мВ. У многих моделей применяется диодный блок, который предотвращает перегорание модуля.

Непосредственно резисторы используются, как правило, волнового типа, подкладки устанавливаются небольшой высоты. Для трансформаторов серии РК указанные разрядники не подходят однозначно. Стоит качественная модификация в пределах 14.500 руб.

Разрядник вентильный с удлиненной дугой разрешается использовать только в цепи переменного тока. Многие эксперты говорят о том, что модификации обладают хорошей выходной проводимостью. При этом проблемы с отрицательной полярностью возникают нечасто. Системы защиты в основном используются класса РК40. Рабочая влажность разрядников находится в районе 90%. Атмосферные перегрузки данным устройствам не страшны.

Для трансформаторов серии РА данные модификации не подходят. Если говорить про параметры, то важно отметить, что номинальное напряжение у них не сильно высокое. При этом частота максимум составляет 66 Гц. Блоки защемления применяются разной проводимости. Диски в основном устанавливаются в верхней части конструкции.

Характеристики разрядников ОПН 10

  1. Класс напряжений сети (стандартное номинальное напряжение сети, для работы в которой предназначен разрядник) Uнр.
  2. 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.
  3. Пробивное напряжение при промышленной частоте в сухом состоянии и под дождем.
  4. Импульсное пробивное напряжение при предельном разрядном времени 2-20 мкс. Эта характеристика определяет величину напряжения, которое будет действовать на изоляцию электроустановки до срабатывания разрядника.
  5. Остаточное напряжение на разряднике — напряжение, остающееся на разряднике после его срабатывания при протекании по нему импульса тока заданной формы и длительности.
  6. Токовая пропускная способность — показывает, сколько импульсов заданной формы пропустит разрядник без ухудшения своих характеристик.
  7. Длина пути утечки внешней изоляции — характеризует длину пути утечки тока по внешнему изолятору.
  1. Номинальное напряжение разрядника должно соответствовать номинальному напряжению сети.
  2. 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.
  3. По допустимой отключающей способности.
  4. Расстояние до защищаемого объекта должно быть таким, чтобы импульс перенапряжения не успел достигнуть защищаемый объект до того как будет ограничен.
  5. Место установки должно соответствовать указанному для данного разрядника (наружная или внутренняя).

По позициям в обозначении:

  1. Р — разрядник.
  2. В — вентильный.
  3. К — коммутационный, Н — низковольтный, О — облегченный, РД — с растянутой дугой, С — станционный, У — унифицированный, Э — для электроподвижного состава.
  4. Номинальное напряжение в сети, кВ.
  5. Климатическое исполнение (У — умеренный климат, ХЛ — холодный климат, ТВ — тропический влажный климат, ТС — тропический сухой климат)
  6. Категория размещения (от 1 до 5)

Каждый газовый разрядник обладает специфическими электрическими свойствами и техническими характеристиками.

  • Номинальный импульсный ток разряда. Технические требования, предъявляемые к разряднику, определяют его способность выдерживать определенное значение импульсного тока. Отклонение от нормы имеет допустимые пределы, определяемые требованиями. Номинальное значение тока всегда указано в технической спецификации конкретного устройства.
  • Емкость и сопротивление изоляции. Данные параметры достигают, соответственно, свыше 10 гОм и менее 1 пФ, что делает такие устройства буквально незаменимыми при использовании в той или иной сети.
  • Статическое напряжение срабатывания. Данным параметром определяется тип разрядника, установленного в защитном устройстве. Его значение равно напряжению, достаточному для зажигания разрядника, при условии медленного возрастания величины напряжения.
  • Динамическое напряжение срабатывания. Эта величина является своеобразным пределом, когда наступает быстрый рост напряжения, при котором происходит срабатывание газового разрядника.
Прочитайте также:  Зимние работы в саду

Трубчатый разрядник

Изготовлен в виде полихлорвиниловой трубки, предназначенной для гашения дуги. На каждом конце разрядника имеется по одному электроду. К одному электроду подводится заземление, а другой устанавливается на незначительном расстоянии от защищаемого участка.

Регулировка этого расстояния осуществляется в зависимости от величины напряжения на участке. В случае возникновения перенапряжения, возникает пробой сразу в двух местах – между обоими электродами и между разрядником и защищаемым участком. Действие пробоя приводит к возникновению в трубке интенсивной газогенерации, а продольное дутье, образующееся в выхлопном отверстии, вполне способно погасить электрическую дугу.

Конструкция включает две основные части: многократный искровой промежуток, состоящий из нескольких однократных элементов и рабочий резистор, представляющий собой последовательно набранные вилитовые диски. Оба основных элемента последовательно соединены между собой. Рабочий резистор обеспечивается герметичной защитой от внешней среды, в связи со свойствами вилита изменять свои характеристики при повышенной влажности. При появлении перенапряжения возникает пробой многократного искрового промежутка.

Рабочий резистор выполняет задачу снижения тока до такой величины, чтобы ее могли свободно погасить искровые промежутки. Сопротивление вилита является нелинейным, оно снижается по мере увеличения силы тока. Данное свойство дает возможность пропускать больше тока при уменьшении падения напряжения. Основным достоинством разрядников этого типа считается бесшумное срабатывание при отсутствии выбросов газа или пламени.

В его состав входят несколько блоков, соединенных последовательно, с магнитными искровыми промежутками и вилитовыми дисками. В каждом блоке имеются единичные искровые промежутки, соединенные последовательно, и постоянные магниты. Все элементы блока размещаются в фарфоровом цилиндре. Во время пробоя в единичных промежутках возникает дуга.

В этом разряднике отсутствуют искровые промежутки. Конструкция активной части ограничителя включает в себя последовательный набор варисторов. Именно на их свойствах основан принцип работы всего устройства, поскольку проводимость варисторов находится в зависимости от прилагаемого напряжения.

Высоковольтные разрядники: виды и назначение

Контактор КМИ: назначение и принцип работы

Высоковольтные разрядники: виды и назначение

Трансформаторы тока назначение и принцип действия

Высоковольтные разрядники: виды и назначение

Виды заземления и их назначения

Высоковольтные разрядники: виды и назначение

Назначение предохранителей

Высоковольтные разрядники: виды и назначение

Виды реле

Высоковольтные разрядники: виды и назначение

УЗО: Назначение, причины срабатывания, подключение УЗО

Разрядник- это устройство, которое защищает современную электронику от высоких скачков напряжения.

С высоким развитием промышленности удалось сделать разрядники экономичными и эффективными для использования в своих целях. Сейчас в наше время использование надежной изоляции весьма дорого и неэффективно, удобнее всего,  конечно же, использовать разрядники.

В узком смысле разрядники являются защитными элементами электрических цепей, без которых  часто бы портились электрические приборы, изоляция ЛЭП кабелей или проводов.

Вентильный разрядник состоит из набора многократно повторяющихся искровых промежутков и нелинейных сопротивлений.

Принцип работы вентильного разрядника немного другой, чем у трубчатых разрядников. Во время работы электроды искрового промежутка снимают перенапряжения, а нелинейные сопротивления(резисторы) гасят дугу фазного напряжения.

Резисторы состоят из набора вилитовых дисков. Вилит – это запеченная смесь карбида кальция с жидким стеклом. По сравнению с трубчатыми и газовыми разрядниками, вентильные разрядники  имеют более высокое напряжение пробоя.

Рис 4. Вентильный разрядник.

В отличие от устройства вентильного разрядника, в устройство магнитовентильного разрядника входит набор кольцевых магнитов.

Принцип работы магнитовентильного разрядника немного другой. При пробое фазным напряжением образуются дуга. Под воздействием магнитного поля магнитов   дуга начинает вращаться, тем самым дуга гасится.

Рис 5. Магнитовентильный разрядник (РВМГ).

По позициям в обозначении:
Первые две буквы:

  1. Р — разрядник.
  2. В — вентильный.

Следующие за ними:

  1. К — коммутационный, Н — низковольтный, О — облегченный, РД — с растянутой дугой, С — станционный, У — унифицированный, Э — для электроподвижного состава, ВМ – для вращающихся машин, М – вентильный магнитный, Т – токоограничивающий, П – подстанционный.

Далее через знак тире:

  1. Номинальное напряжение в сети, кВ.

Разрядники: назначение, типы, принцип работы

После него через знак дроби:

  1. Климатическое исполнение (У — умеренный климат, ХЛ — холодный климат, ТВ — тропический влажный климат, ТС — тропический сухой климат)

После него:

  1. Категория размещения (от 1 до 5)

Низковольтный разрядник хорош тем, что не боится магнитных помех. Привод используется низкой частоты. При этом номинальное напряжение лежит в пределах 100 – 200 В. Многие модификации способны похвастаться высокой проводимостью и низким остаточным напряжением. Также стоит отметить, что устройства замечательно подходят для трансформаторов серии РК.

Система защиты у разрядников используется в основном класса МЕ40. Рабочая влажность находится в районе 90%. Атмосферные перегрузки в данном случае электронной цепи не страшны. Для трансформаторов серии КЕ разрядники не подходят. Конденсаторные блоки здесь применяются невысокой мощности. Купить качественный разрядник пользователь может по цене от 8 тыс. руб.

Стационарные разрядники можно применять на трансформаторах серии КЕ. Системы защиты у моделей используются разных классов. Если верить мнению экспертов, то проводимость у них в среднем равняется 120 мк. Довольно часто устройства производятся с дисками на подкладках. Многие модели могут похвастаться высокой чувствительностью. Также стоит отметить, что конденсаторные блоки применяются с преобразователями и без них. Показатель емкости максимум равняется 50 пФ.

Разрядники: назначение, типы, принцип работы

Для работы в сети с переменным током разрядники стационарного типа подходят замечательно, атмосферные перегрузки им не страшны. Резисторы, как правило, применяются дипольного типа. При этом класс напряжения зависит от модулятора. Некоторые модификации разрешается применять на трансформаторах серии РК40.

Разрядник вентильный РВО 10 интересен тем, что у него имеется два модулятора. Частота в данном случае контролируется за счет модуля. Процесс преобразования у разрядника много времени не отнимает. Большинство экспертов утверждают, что данный аппарат замечательно подходит для трансформаторов серии РК.

Характеристики разрядников РВО 10

Для работы с трансформатором МО модификации применяются нечасто. Емкость конденсаторного блока составляет ровно 50 пФ. Отдельного внимания в устройстве заслуживает линейный проводник, который борется с импульсными помехами. Отрицательная модуляция для него не страшна. Отдельно нужно отметить, что рабочая влажность разрядника составляет 80%. Купить его пользователь может за 20 тыс. руб.

которая
справедлива при отрицательной полярности,
но может быть использована и при
положительной полярности, так как эффект
полярности
невелик.

Провода
линий электропередачи свиты из большого
числа отдельных
проволок и поэтому имеют не гладкую
поверхность,
вследствие чего напряженность поля в
различных точках
поверхности неодинакова. Так
как коронный разряд прежде всего
возникает на выступающих
частях провода, где
напряженность превышает
среднюю (для гладкого цилиндра), то
начальная напряженность поля для витого
провода
меньше, чем для гладкого провода того
же радиуса, и равна тЕ0{amp}lt;
Ео.
Коэффициент

т {amp}lt;
1 называется коэффициентом
гладкостипровода.
Различные заусеницы и шероховатости,
которые всегда
имеются на поверхности проводов, еще
больше снижают начальную
напряженность поля, а следовательно, и
коэффициент т,
который
для проводов линий электропередачи
обычно лежит в пределах
0,82—0,9.

Ионизационные
процессы в коронном разряде происходят
лишь вблизи
провода, в узкой зоне, которая обычно
называется чехлом
короны.
За счет процессов ударной ионизации в
чехле короны непрерывно
создаются заряженные частицы обоих
знаков. Частицы того же
знака, что и коронирующий провод, под
действием электрического
поля выходят из чехла короны во внешнюю
область, создавая объемный заряд, который
постепенно перемещаются к противоположному
электроду.

Движение
этого объемного заряда под действием
электрического поля
создает ток короны, который на много
порядков превышает нормальный ток
утечки в линиях электропередачи.
Связанные с прохождением
этого тока потери энергии могут иметь
очень большую величину,
соизмеримую с потерями в активных
сопротивлениях проводов
под действием рабочего тока.

Появление
коронного разряда на проводах линий
электропередачи сопровождается потерями
энергии и радиопомехами. Необходимость
ограничения до приемлемых значений
уровня
потерь энергии и радиопомех приводит
к тому, что рациональная
конструкция проводов и арматуры линий
электропередачи в
значительной мере определяется коронным
разрядом, особенно при
сверхвысоких номинальных напряжениях.

Прочитайте также:  Особенности работы ручным заклепочником: устройство, как пользоваться клепальником, выбор инструмента

Из
электростатики известно, что при
некотором напряжении U
напряжённость поля на поверхности
провода радиусом г0
при расстоянии S
между проводами может быть рассчитана
по формуле

Теперь
можно определить напряжение, при котором
возникает корона на проводе, приняв в
последнем выражении Е = Екр, учтя
коэффициент m
получим

Для
воздушных ЛЭП – ln
S/r0
= const,
тогда Uкp=f(ro).

Таким
образом, основной мерой борьбы с короной
является увеличение
радиуса провода. При очень высоких
номинальных напряжениях пришлось бы
применять провода
чрезмерно большого сечения, даже
если передаваемая мощность невелика.
Для
уменьшения потерь на корону вместо
одного провода в фазе
можно применить пучок проводников,
находящихся друг от друга
на расстоянии нескольких десятков
сантиметров. Такой пучок
параллельно соединенных проводников
называетсярасщепленным
проводом.

Провода
расщепленной фазы располагаются в
вершинах правильного многоугольника
с
радиусом описанной окружности
гр,
который называется радиусом
расщепления. В
этом случае
эквивалентный радиус расщепленного
провода может вычисляться
по формуле

Разрядники: назначение, типы, принцип работы

14.
Распределение напряжения между
элементами гирлянды изоляторов и способы
его выравнивания.(
см. МУ к лаб. раб. № 5)

Для
предотвращения перекрытия по поверхности
загрязнённых изоляторов
применяют ряд мер, сводящихся к следующему.

1. В
местах умеренного и интенсивного
промышленного загрязнения доводят
длины пути утечки до норм, предусмотренных
для этих районов. Это может
быть достигнуто увеличением числа
изоляторов в гирляндах и колонках,
путём
применения специальных конструкций
изоляторов с увеличенным числом рёбер
или с сильно развитой поверхностью.

2. В
районах с очень интенсивными промышленными
или солевыми переходят
на закрытые
РУ и кабельные линии. Но это
очень дорого.

3.На
подстанциях, находящихся в зоне
интенсивных загрязнений обычно
систематически чистят изоляцию.
Существуют методы обмывки
изоляторов струёй воды под
большим давлением без снятия
напряжения.

4.
Эффективным средством является применение
на изоляторах гидрофобных покрытий
типа кремний органических паст. Твёрдые
частицы не образуют
сплошных проводящих мостиков при
увлажнении поверхности. Вследствие
гидрофобности паст поверхность изоляторов
не смачивается, а
капли легко скатываются с поверхности
вместе с твёрдыми частицами. Недостатком
таких паст является необходимость их
смены через каждые 3-6 месяцев.

Разрядники: назначение, типы, принцип работы

Рис.
3. Зависимость электрической прочности
внутренней изоляции от времени
воздействия
напряжения.

Внутренняя
изоляция любого типа (кроме чисто
газовой) имеет специфическую
зависимость электрической прочности
от времени воздействия
напряжения. Зависимость имеет пять
характерных областей,
показанных на рис. 3. В области малых
времен, исчисляемых
микросекундами, пробой изоляции имеет
чисто электрический
характер, т. е.

не связан с химическими,
механическими и тепловыми
процессами, и зависимость пробивного
напряжения от времени
аналогична вольт-секундным характеристикам
газовых промежутков
(область А).
При
временах от 10 мкс до 103—104
мкс (область
В)
пробивное
напряжение остается приблизительно
неиз­менным,
так как время развития чисто электрического
пробоя значительно
меньше, а механические и химические
процессы не успевают
развиться.

В интервале времен от 0,01 с
до 1 мин (область С) происходит
снижение электрической прочности,
особенно заметное при
наличии жидких диэлектриков, связанное,
в частности, с образованием
проводящих мостиков из примесей и
другими медленными процессами.
При временах от 1 мин до нескольких часов
(область D)
пробой
может быть обусловлен нарушением
тепловой устойчивости изоляции
(см.

тепловой пробой) или процессами
электрического старения . Наконец, при
временах более 10 ч (область Е)
происходит
постепенное, длящееся иногда годами,
снижение электрической
прочности из-за старения изоляции, т.
е. вследствие изменения
ее свойств под влиянием внешних
электрических, тепловых
и механических воздействий.

Электрические
поля во внутренней изоляции обычно
получаются неоднородными.
Такие поля характеризуются отношением

= Емакс/Еср,которое
называют коэффициентом неоднородности
электрического
поля.

Разрядники: назначение, типы, принцип работы

В слабо
неоднородном поле (kн
{amp}lt; 3.0) разрядный процесс, возникший в
области
наибольших напряжённостей, развивается
вглубь изоляционного промежутка и может
привести к сквозному пробою или
значительному повреждению
изоляции. Поэтому для нормальной работы
изоляционной конструкции
должно
соблюдаться условие

где
Едоп
– допустимая напряженность, соответствующая
отсутствию разрядных процессов в
изоляции при данном виде воздействующего
напряжения
Uвозд
(импульсном, одноминутном испытательном,
рабочем).

Из
этого условия
следует,
что толщина изоляции d
должна быть

т. е.
в kн
раз больше, чем в однородном поле.

В резко
неоднородных электрических полях (kн
{amp}gt; 3) принципиально допустимы разрядные
процессы в малых объемах изоляции при
условии, что выделяемая при
этом энергия недостаточна для разрушения
изоляции.

Для
снижения степени неоднородности поля
(уменьшения kн)
или уменьшения
областей с особенно большими напряжённостями
поля применяется регулирование
электрических полей. Регулирование
полей позволяет уменьшить толщину
изоляции при сохранении её электрической
прочности. В зависимости от конструкции
и технологии изготовления изоляции
применяют различные
способы регулирования.

1.
Скругление
краев электродов.
При отсутствии скругления острые края
электродов имеют очень малый радиус
кривизны и kн
достигает 5.. 10, т. е. поле резконеоднородное.

При
r
{amp}gt; 0,5*S
– поле слабонеоднородное, а при r/S
{amp}gt; 1,0 – kн
не превышает 1,3. (Здесь r
– радиус скругления; S
– расстояние между электродами.

2. Полупроводяшие
покрытия
(см. МУ к л.р. №6).

Разрядники: назначение, типы, принцип работы

3.
Дополнительные электроды.
Такой способ регулирования эл. поля уострого
края электрода наиболее удобен в случае
многослойной
изоляции (бумажнопропитанной,
маслобарьерной).
Такая
конструкция называется конденсаторной
разделкой края электрода. Дополнительные
электроды широко используются для
регулирования электрических
полей в
проходных
изоляторах и кабельных муфтах.

4.
Градирование изоляции
применяется, как правило, в изоляционных
конструкциях с электродами в виде
соосных цилиндров, например в кабелях
ВН, и позволяет выравнивать эл.
поле в радиальном направлении.
Регулирование поля
достигается за счёт изменения
диэлектрической проницаемости
слоев изоляции (рис.

В силу симметрии
эл. поля и теоремы Гаусса имеет место
равенство

где
Eмакс1,
Eмакс2,
Eмакс3,-
наибольшие напряжённости в соответствующих
слоях изоляции.

Отсюда
следует, что при условии
достигается равенство максимальных
напряженностей в слоях. При этом, как
видно из рисунка неоднородность поля
уменьшается.

Все
рассмотренные способы регулирования
применяются для изоляции, работающей
при переменном напряжении, а некоторые,
например скругление электродов, и при
постоянном напряжении. При выборе
средств регулирования
полей в изоляции оборудования постоянного
тока необходимо
учитывать особенности распределения
эл.

Особенности стационарных разрядников

Принцип действия вентильного разрядника основан на преобразовании тока. В первую очередь напряжение подается на пластины. За магнитные помехи отвечает резистор. Конденсаторный блок пропускает через себя ток только в одном направлении. Весь процесс преобразования происходит в модуляторе. На выходе получается переменный ток с частотой не ниже 20 Гц.

Показатель рабочей частоты находится на уровне 55 Гц. Трубчатые устройства используются в сетях с переменным током. Для трансформаторов серии РЕ подходят магнитные модификации. В отдельную категорию выделены стационарные устройства. Параметр номинального напряжения у них может доходить до 340 Вт.

Система защиты применяется класса РК50. Если верить мнению экспертов, то для высоковольтных трансформаторов устройство не подходит. Коммутационные помехи этой модели не страшны. Однако важно отметить, что центральный проводник в некоторых случаях перегорает. При этом рабочая влажность разрядника располагается на уровне 30%. Купить модель данной серии пользователь можно от 20 тыс. руб.

Конденсаторный блок применяется высокой емкости. Чувствительность модуля располагается на отметке 50 мВ. Для трансформаторов серии КЕ50 модификация не подходит. Рабочая влажность разрядника располагается на отметке 60%. Приобрести эту модификацию пользователь способен по цене от 22 тыс. руб.

https://www.youtube.com/watch{q}v=hCVfbxS1ZJw

Номинальное напряжение при этом не превышает 400 В. Для трансформаторов серии КЕ устройства не подходят. Конденсаторный блок используется большой емкости. При этом применяется система защиты класса АК 50. Пробивное напряжение модификации располагается на уровне 430 В. Система защиты от волновых помех у модификации не предусмотрена. Рабочая влажность разрядника составляет 50%. Приобрести модель пользователь может за 18 тыс. руб.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Энциклопедия садовника
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector