За счет чего осуществляется гашение дуги в трубчатых разрядниках

Трубчатые разрядники

Трубчатые разрядники, как правило, обеспечивают 7-8 успешных срабатываний, после чего газогенерирующая трубка не обеспечивает требуемого давления и дугогасящей способности. Винипластовая газогенерирующая трубка выгорает быстрее фибробакелитовой. Для подсчета числа срабатываний разрядники снабжается однократными или многократными указателями срабатывания.

Трубчатый разрядник

Трубчатый разрядник при нормальной работе установки отделен от линии воздушным промежутком S2. При появлении перенапряжения пробиваются промежутки S1 и S2 и импульсный ток отводится в землю. После прохождения импульсного тока по разряднику течет сопровождающий ток промышленной частоты. В узком канале обоймы (трубки) 1 из газогенерирующего материала (винипласта или фибры) в промежутке S1 между электродами 2 и 3 загорается дуга. Внутри обоймы поднимается давление. Образующиеся газы могут выходить через отверстие в кольцевом электроде 3
При прохождении тока через нуль происходит гашение дуги под Действием охлаждения промежутка S1 газами, выходящими из разрядника.
В заземленном электроде 4 имеется буферный объем 5, где накапливается потенциальная энергия сжатого газа. При проходе тока через нуль создается газовое дутье из буферного объема, что способствует эффективному гашению дуги.
Предельный отключаемый ток промышленной частоты определяется механической прочностью обоймы и составляет 10 к А для фибробакелитовой обоймы и 20 кА для винипластовой, упрочненной стеклотканью на эпоксидной смоле. Сопровождающий ток частотой 50 Гц определяется местом расположения разрядника и меняется в довольно широком диапазоне в зависимости от режима работы энергосистемы. Поэтому должны быть известны минимальные и максимальные значения тока КЗ в месте установки разрядника.
Минимальный ток разрядника определяется гасящей способностью трубки. Чем меньше диаметр выхлопного канала, чем больше его длина, тем меньше нижний предел отключаемого тока. Однако при больших токах в трубке возникает высокое давление. При недостаточной механической прочности трубки может произойти разрушение разрядника. В настоящее время выпускаются винипластовые разрядники высокой прочности с наибольшим отключаемым током до 20 кА.
Работа трубчатого разрядника сопровождается сильным звуковым эффектом и выбросом газов. Так, зона выброса газов разрядника РТВ-110 имеет вид конуса с диаметром 3,5 и высотой 2,2 м. При размещении разрядников необходимо, чтобы в эту зону не попадали элементы, находящиеся под высоким потенциалом.
Защитная характеристика разрядника в значительной степени зависит от вольт-секундной характеристики искрового промежутка. В трубчатом разряднике промежуток образован стержневыми электродами, имеющими крутую вольт-секундную характеристику из-за большой неоднородности электрического поля. В то же время электрическое поле в защищаемых аппаратах и оборудовании стремятся сделать равномерным с целью более полного использования изоляционных материалов и уменьшения габаритов и массы. При равномерном поле вольт-секундная характеристика получается пологой, практически мало зависящей от времени. В связи с этим трубчатые разрядники, имеющие крутую вольт-секундную характеристику, непригодны для защиты подстанционного оборудования. Обычно с их помощью защищается только линейная изоляция (изоляция, создаваемая подвесными изоляторами). При выборе трубчатого разрядника необходимо рассчитать возможный минимальный и максимальный ток КЗ в месте установки и по этим токам выбрать соответствующий разрядник. Номинальное напряжение разрядника должно соответствовать номинальному напряжению сети. Размеры внутреннего S1 и внешнего S2 промежутков (рис.) выбираются по специальным таблицам.

Источник

Содержание материала

Заземление нейтрали через омическое сопротивление или малую индуктивность и особенно глухое заземление нейтрали вызывают неоправданно большое число отключений линий, которых можно избежать, применяя средства гашения дуги. Оба эти, казалось бы, несовместимые мероприятия, т. е. гашение дуги и заземление нейтрали, могут быть реализованы одновременно, если использовать трубчатые разрядники. Начало широкому применению разрядников было положено в 1931 г. Их назначение состоит в том, чтобы заведомо определить путь разряда, не вызвав перекрытия изоляции, а затем быстро погасить дугу. Для этого параллельно линейным изоляторам на каждой опоре либо в опасных точках или на определенном расстоянии друг от друга устраиваются промежутки, имеющие меньшую электрическую прочность и соединенные последовательно с дугогасящими элементами. В этих элементах дуга ограничивается в узкой изоляционной трубке, имеющей один открытый конец и специальные электроды. Под действием дуги с внутренней поверхности трубки, из тонкого слоя фибры, происходит интенсивное выделение газа. Вырываясь через открытый конец трубки, газ разрывает дугу при первом же прохождении сопровождающего тока через нуль. Эта трубка размещается в прочном кожухе из фарфора либо из другого материала. В последнем случае кожух специально окрашивают для повышения его влагостойкости. Для того чтобы предохранить изоляцию трубки от преждевременного разрушения из-за постоянного воздействия напряжения, устраивается открытый воздушный промежуток, как это показано на рис. 107,а или в более общем виде для линий на деревянных опорах на рис. 107,б.
В тех случаях, когда одним из электродов является сам провод, его защищают от обгорания несколькими витками такого же провода. Дополнительная электрическая прочность изоляции на землю за счет траверс деревянных опор может быть сохранена. Для этого последовательно с тремя соединенными в звезду разрядниками отдельных фаз устанавливают четвертый разрядник.
Опыт эксплуатации трубчатых разрядников дал вполне удовлетворительные результаты. В системе 66 кВ [Л. 4], имеющей протяженность линий более 320 км, после установки около 5 000 трубчатых разрядников число отключений в год на 100 км линии снизилось с 18,7 до 2,2. Подобное улучшение, правда не всегда столь значительное, было отмечено и во многих других системах [Л. 5—7], работающих при напряжениях 13,8—138 кВ. Здесь следует иметь в виду, что результаты зависят также и от числа грозовых дней в году.

Рис. 107. Защита линейной изоляции трубчатыми разрядниками: а — трубчатый разрядник, общей вид (разряд происходит с линейного провода на металлический колпак и затем внутри трубки на землю; газы выбрасываются через отверстие в нижнем электроде); б — трехфазное устройство. 1— линейный провод; защищенный от воздействия дуги; 2 — внешний промежуток; 3 — металлический колпак. 4 — внутренние электроды; 5 — изоляционная трубка с многослойными стенками; 6 — внутренний промежуток; 7 — металлический электрод, соединенный с землей; 8 — отверстия для крепления; 9 — выхлопное отверстие.

Указанная конструкция разрядника обеспечивает удовлетворительное гашение дуги только тогда, когда величина тока лежит в определенном диапазоне, например 900— 5 000 а. Отклонение тока за пределы этого диапазона может привести к разрушению разрядника. Правильно выбранный разрядник на некоторый период времени соответствует условиям, имеющимся в дайной системе. Однако позже пределы изменения токов короткого замыкания могут расширяться. Как уже указывалось, разрядники не в состоянии работать при токах 6 000 а и выше. Кроме того, они допускают лишь ограниченное число срабатываний, в среднем 4 или 5. Это связано с тем, что повторные срабатывания вызывают частичное разрушение трубки. Считают, что выходное отверстие диаметром 9,5 мм не должно увеличиваться более чем на 1,6 мм. Для удовлетворительной работы разрядника большое значение имеет правильная его эксплуатация. Желательно иметь индикатор срабатывания, который можно легко выполнить, закрыв выходное отверстие полоской из фосфористой бронзы. При срабатывании разрядника выходящие газы отгибают полоску, что можно обнаружить путем осмотра в бинокль при обходе линии. После этого полоску возвращают в исходное положение с помощью штанги.

Затруднения в эксплуатации возникают в связи с опасностью засорения выходного отверстия насекомыми. При этом нарушается нормальная вентиляция внутри трубки, происходит увлажнение фибровой вставки, которая, разбухая, может вылезть разрушение корпуса разрядника. После этого фибровая вставка уже не будет защищена от атмосферных воздействий; разряд может произойти по ее внешней поверхности, что приведет к повреждению самой трубки. Может оказаться, что периодические проверки состояния выходных отверстий разрядников, установленных в определенных районах, составят наиболее существенную часть работ по уходу за разрядниками.
Трубчатые разрядники разрывают дугу и восстанавливают электрическую прочность промежутка в пределах одного полупериода. Они не ограничивают амплитуду тока короткого замыкания, протекающего по поврежденному проводу на землю, а поэтому не могут привести к снижению напряжений, наводимых при этом в линиях связи. Большая величина тока повреждения является наиболее существенным недостатком трубчатого разрядника по сравнению с дугогасящей катушкой. Кроме того, последняя обеспечивает более благоприятные условия для восстановления электрической прочности изоляции. Однако в этом отношении трубчатые разрядники находятся в более благоприятных условиях, чем выключатели, так как параллельно дуге в трубчатом разряднике остается включенной полная емкость линии, которая замедляет скорость восстановления напряжения. Защитное действие разрядников не зависит от сопротивления заземления опор, если они установлены на каждой опоре. Если же защитная зона разрядника распространяется на несколько опор, то необходимо низкое сопротивление заземления. Вольт-секундные характеристики трубчатых разрядников лучше, чем у промежутка стержень — плоскость. Эффект полярности весьма незначителен. Применение разрядников для зашиты оборудования станций может дать эффективное решение вопросов координации изоляции, а не только гашения дуги. Возможности изменения характеристики разрядника ограничиваются из-за наличия внешнего открытого промежутка, защищающего трубку от продолжительного воздействия чрезмерно большого напряжения. Этот внешний промежуток не может быть произвольно малым. Разрядное напряжение защитных промежутков должно быть ниже, чем у защищаемой изоляции. Поэтому число срабатывания разрядников будет несколько больше возможного числа перекрытий изоляции.
Для получения максимальной эффективности защиты желательно устанавливать трубчатые разрядники на каждой опоре, ибо число перекрытий изоляции резко возрастает по мере увеличения расстояния между разрядниками. Однако часто экономически целесообразнее ограничить число разрядников, установив их на отдельных участках линий или в местах наиболее частого появления атмосферных перенапряжений, т. е. на сверхвысоких опорах при переходах через реки или опорах, стоящих на грунте с низкой проводимостью. При этом зону, защищаемую разрядниками, желательно сделать такой, чтобы она доходила до мест, где эти неблагоприятные условия уже не сказываются. Затраты по установке разрядников на каждой опоре могут быть оправданы лишь в тех случаях, когда это позволяет отказаться от двухцепной линии в пользу линии одноцепной без снижения надежности питания потребителей. Такой подход оправдал себя в нескольких системах, работающих при напряжениях 66, 115 и 132 кВ с линиями как на деревянных, так и на металлических опорах [Л. 9]. Для линии 115 кВ стоимость трубчатых разрядников, включая стоимость их монтажа, была примерно в 6—7 раз выше стоимости дугогасящей катушки.
Более подробные сведения о сравнительной стоимости даны в конце этой главы. По-видимому, разрядники следует применять в тех случаях, когда необходимо более или менее жестко поддерживать потенциал нейтрали системы равным потенциалу земли, например когда имеются устройства с особой изоляцией (ступенчатой) или когда системы разных напряжений имеют электрическую связь (автотрансформаторы). Трубчатые разрядники значительно повышают надежность питания потребителей. Можно также считать, что в силу быстродействия они ограничивают влияние на линии связи, несмотря на то, что число разрядов несколько увеличивается.
В отличие от дугогасящей катушки трубчатые разрядники способны устранять не только однофазные замыкания на землю, но также и замыкания двух и трех фаз на землю.
В США [Л. 6] трубчатыми разрядниками (до 1952 г.) было оборудовано 4,75% линий 100—125 кВ и около 1% линий 126—150 кВ.

Источник

Трубчатые разрядники.

Защитные аппараты, обеспечивающие не только защиту изоляции от перенапряжений, но и гашение дуги сопровождающего тока в течение времени меньшего, чем время действия релейной защиты, получили название защитных разрядников. В настоящее время к ним относятся РТ, РВ и РДИ.

В трубчатых разрядниках гашение дуги сопровождающего тока происходит в результате интенсивного продольного дутья. Принципиальная схема устройства и включения РТ показана на рис. 7.22.

Рис. 7.22. Устройство трубчатого разрядника

Основу разрядника составляет трубка 1 из газогенерирующего материала (фибробакелит, винипласт). Один конец трубки заглушён металлической крышкой, на которой укреплен внутренний стержневой электрод 2. На открытом конце трубки расположен другой электрод в виде кольца 3. Промежуток l₁между стержневым и кольцевым электродами называется внутренним, или дугогасящим, промежутком. Трубка отделяется от провода фазы внешним искровым промежутком l₂, иначе газогенерирующий материал трубки постоянно разлагался бы под действием токов утечки.

Защитное действие РТ характеризуется его вольт-секундной характеристикой и сопротивлением заземления. Вольт-секундная характеристика определяет напряжение срабатывания разрядника, а сопротивление заземления – остающееся на разряднике после его срабатывания импульсное напряжение. Вольт-секундная характеристика зависит от длины внешнего и внутреннего промежутков разрядника и имеет вид, характерный для промежутков с резконеоднородным полем. Длина внешнего искрового промежутка выбирается по условиям защиты изоляции и может регулироваться в определенных пределах. Длина внутреннего искрового промежутка устанавливается в соответствии с дугогасящими свойствами разрядника и регулированию не подлежит.

При воздействии на РТ импульса грозового перенапряжения оба промежутка пробиваются (перекрытие по внешней поверхности не может произойти, поскольку разрядное расстояние по этой поверхности много больше длины внутреннего промежутка) и происходит ограничение импульса напряжения на защищаемой изоляции. После окончания грозового импульса по каналам разряда пробитых промежутков проходит сопровождающий ток рабочей частоты. Под действием высокой температуры канала дуги переменного тока в трубке происходит интенсивное выделение газа. Давление в трубке увеличивается. Газы, устремляясь к открытому концу трубки, создают продольное дутье, в результате чего дуга охлаждается. Баланс подводимой электрической и теряемой тепловой энергий нарушается, и дуга гаснет обычно при первом же прохождении тока через нулевое значение. Срабатывание разрядника сопровождается выхлопом раскаленных газов и звуком, напоминающим выстрел.

Для успешного гашения дуги сопровождающего тока необходимо достаточно интенсивное генерирование газа в трубке, которое зависит от проходящего тока. Поэтому имеется нижний предел токов, которые надежно отключаются трубчатым разрядником. При больших токах слишком интенсивное газообразование может привести к чрезмерному повышению давления и разрыву трубки или срыву наконечников. Поэтому для трубчатых разрядников устанавливается также верхний предел отключаемых токов, при котором гашение дуги еще не может сопровождаться механическим повреждением разрядника. Значения верхнего и нижнего пределов отключаемых токов зависят от размеров внутреннего канала разрядника. Уменьшение длины внутреннего промежутка, а также увеличение диаметра канала разрядника приводят к смещению обоих пределов отключаемых токов в сторону больших значений.

Поскольку работа трубчатого разрядника сопровождается выхлопом сильно ионизированных газов, расположение их на опоре должно быть таким, чтобы выхлопные газы не вызывали междуфазных перекрытий или перекрытий на землю. Для этого в зону выхлопа не должны попадать токоведущие части других фаз, заземленные конструкции, а также зоны выхлопов разрядников, защищающих другие фазы.

Крутая вольт-секундная характеристика и наличие зоны выхлопа не позволяют использовать трубчатые разрядники для защиты подстанционного оборудования. Основное их применение – это защита линейных подходов к подстанциям, электрооборудования маломощных подстанций 3–10 кВ и участков пересечения линий различного номинального напряжения. В последнее время их постепенно заменяют РВ или ОПН.

Источник

Трубчатые разрядники.

Защитные аппараты, обеспечивающие не только защиту изоляции от перенапряжений, но и гашение дуги сопровождающего тока в течение времени меньшего, чем время действия релейной защиты, получили название защитных разрядников. В настоящее время к ним относятся РТ, РВ и РДИ.

В трубчатых разрядниках гашение дуги сопровождающего тока происходит в результате интенсивного продольного дутья. Принципиальная схема устройства и включения РТ показана на рис. 7.22.

Рис. 7.22. Устройство трубчатого разрядника

Основу разрядника составляет трубка 1 из газогенерирующего материала (фибробакелит, винипласт). Один конец трубки заглушён металлической крышкой, на которой укреплен внутренний стержневой электрод 2. На открытом конце трубки расположен другой электрод в виде кольца 3. Промежуток l₁между стержневым и кольцевым электродами называется внутренним, или дугогасящим, промежутком. Трубка отделяется от провода фазы внешним искровым промежутком l₂, иначе газогенерирующий материал трубки постоянно разлагался бы под действием токов утечки.

Защитное действие РТ характеризуется его вольт-секундной характеристикой и сопротивлением заземления. Вольт-секундная характеристика определяет напряжение срабатывания разрядника, а сопротивление заземления – остающееся на разряднике после его срабатывания импульсное напряжение. Вольт-секундная характеристика зависит от длины внешнего и внутреннего промежутков разрядника и имеет вид, характерный для промежутков с резконеоднородным полем. Длина внешнего искрового промежутка выбирается по условиям защиты изоляции и может регулироваться в определенных пределах. Длина внутреннего искрового промежутка устанавливается в соответствии с дугогасящими свойствами разрядника и регулированию не подлежит.

При воздействии на РТ импульса грозового перенапряжения оба промежутка пробиваются (перекрытие по внешней поверхности не может произойти, поскольку разрядное расстояние по этой поверхности много больше длины внутреннего промежутка) и происходит ограничение импульса напряжения на защищаемой изоляции. После окончания грозового импульса по каналам разряда пробитых промежутков проходит сопровождающий ток рабочей частоты. Под действием высокой температуры канала дуги переменного тока в трубке происходит интенсивное выделение газа. Давление в трубке увеличивается. Газы, устремляясь к открытому концу трубки, создают продольное дутье, в результате чего дуга охлаждается. Баланс подводимой электрической и теряемой тепловой энергий нарушается, и дуга гаснет обычно при первом же прохождении тока через нулевое значение. Срабатывание разрядника сопровождается выхлопом раскаленных газов и звуком, напоминающим выстрел.

Для успешного гашения дуги сопровождающего тока необходимо достаточно интенсивное генерирование газа в трубке, которое зависит от проходящего тока. Поэтому имеется нижний предел токов, которые надежно отключаются трубчатым разрядником. При больших токах слишком интенсивное газообразование может привести к чрезмерному повышению давления и разрыву трубки или срыву наконечников. Поэтому для трубчатых разрядников устанавливается также верхний предел отключаемых токов, при котором гашение дуги еще не может сопровождаться механическим повреждением разрядника. Значения верхнего и нижнего пределов отключаемых токов зависят от размеров внутреннего канала разрядника. Уменьшение длины внутреннего промежутка, а также увеличение диаметра канала разрядника приводят к смещению обоих пределов отключаемых токов в сторону больших значений.

Поскольку работа трубчатого разрядника сопровождается выхлопом сильно ионизированных газов, расположение их на опоре должно быть таким, чтобы выхлопные газы не вызывали междуфазных перекрытий или перекрытий на землю. Для этого в зону выхлопа не должны попадать токоведущие части других фаз, заземленные конструкции, а также зоны выхлопов разрядников, защищающих другие фазы.

Крутая вольт-секундная характеристика и наличие зоны выхлопа не позволяют использовать трубчатые разрядники для защиты подстанционного оборудования. Основное их применение – это защита линейных подходов к подстанциям, электрооборудования маломощных подстанций 3–10 кВ и участков пересечения линий различного номинального напряжения. В последнее время их постепенно заменяют РВ или ОПН.

Источник

Высоковольтные разрядники: виды и назначение

1. Разрядник, его назначение, принцип действия

Разрядники представляют собой защитные аппараты. Они предназначены для защиты изоляции электрооборудования от перенапряжений. Разрядник состоит из двух электродов и дугогасительного устройства.

Один из электродов закрепляют на защищаемой цепи, второй электрод заземляют. Пространство между этими двумя электродами называется искровым промежутком. При определенном значении напряжения между электродами искровой промежуток пробивается и снимает перенапряжение с защищаемого участка цепи.

После пробоя импульсом искровой промежуток становится достаточно ионизированным, чтобы фазные напряжения нормального режима могли пробиться, в связи с этим возникает короткое замыкание. Задача дугогасительного устройства — в наиболее короткие сроки устранить это до того, как сработают устройства защиты.

Принцип действия разрядников. В конструкции разрядников предусмотрен воздушный зазор в перемычке, который соединяет фазы линии электропередач и заземляющий контур. При номинальной величине напряжения цепь в перемычке разорвана. В случае грозового разряда в результате перенапряжения в ЛЭП происходит пробой воздушного зазора, происходит замыкание цепи между фазой и землей и импульс высокого напряжения напрямую уходит в землю.

Виды разрядников

Каталог производимых устройств позволяет сделать выбор разрядников наиболее полно отвечающим предъявляемым требованиям и предпочтительных по цене.

Воздушные (трубчатые) разрядники изготовляются в виде трубок из полимера, который при нагреве может выделять большое количество газа. На концах трубки закреплены электроды, расстояние между которыми определяет величину напряжения срабатывания. Во время пробоя материал трубки начинает выделять газ, который выходя через отверстие в корпусе, создаёт дутьё, гасящее электрическую дугу. Напряжение срабатывания превышает 1 кВ.

Газовые разновидности конструктивно аналогичны предыдущим моделям. Пробой осуществляется в герметичной трубке из керамики, содержащей инертный газ. Ионизация газа обеспечивает более быстрое срабатывание, а его давление надёжное гашение дуги. Порог срабатывания может быть от 60 вольт до 5 кВ. Для индикации превышения напряжения часто используется неоновая лампочка.

Вентильные устройства состоят из нескольких искровых промежутков, соединяемых последовательно, и сопротивления, составленного из вилитовых дисков (рабочий резистор). Между собой они соединяются последовательно. Поскольку характеристики вилита зависят от влажности, его помещают в герметичную оболочку.

Во время пробоя задачей резистора является понижение тока короткого замыкания до величины, успешно гасимой искровыми промежутками. Так как величина сопротивления вилита нелинейная ― она тем меньше, чем больше ток, то это даёт возможность пропускать значительный ток при малом падении напряжения. К преимуществам данных приборов нужно отнести срабатывание без шумовых и световых эффектов. Эти разрядники википедия характеризует устаревшими и уже не производящимися.

Магнитовентильные модификации собираются из ряда блоков, снабжённых магнитными искровыми промежутками, и равным им количеством дисков из вилита. Единичный блок состоит из ряда последовательно соединённых искровых промежутков и постоянного магнита, помещённых в корпус из фарфора. В момент пробоя возникшая дуга под воздействием магнитного поля образуемого кольцевым магнитом приобретает вращение, поэтому гасится быстрее, чем в вентильных устройствах.

В длинно-искровых устройствах используется явление скользящего разряда, обеспечивающего значительную протяжённость пути импульса по наружной стороне разрядного элемента. По длине разрядный элемент значительно превышает изолятор электролинии, но электрическая прочность его меньше, поэтому возможность возникновение дуги равна нулю. Этот вид используется на 3-ёхфазных линиях электропередачи. Они могут работать при температуре от — 60° C до + 50° C 30 лет.

В ограничителях перенапряжения нелинейных искровые промежутки отсутствуют. Вместо них используются последовательно соединённые окисно-цинковые варисторы. Их сопротивление тем меньше, чем больше сила тока, поэтому отведение импульса перенапряжения происходит очень быстро с моментальным возвратом в исходное положение. Для пропуска больших токов допускается параллельная установка нескольких ограничителей одной марки. Ограничитель устанавливается на весь срок службы защищаемого объекта.

Газовый разрядник

Газовые разрядники представляют собой компоненты, заполненные инертным газом (рис.2). Корпус разрядника изготовлен в виде керамической трубки, концы которой закрыты металлическими пластинами и выступают в роли электродов.

Рисунок 2 – Структурная схема газового разрядника

Трубчатый разрядник

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.

Предлагаем ознакомиться Герань народное название

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

Выбор разрядников

Основные параметры разрядников: класс пропускной способности, наиболее длительное допустимое рабочее напряжение, уровни остающихся напряжений при коммутационных и грозовых импульсах, номинальное напряжение, величина тока срабатывания противовзрывного устройства, номинальный разрядный ток, длина пути утечки внешней изоляции.

Выбор разрядников производится исходя из назначения, конструктивного исполнения, требуемого уровня ограничения перенапряжений, схемы сети и ее параметров.

Разрядники – используются для ограничения возникающих перенапряжений с целью облегчения изоляции оборудования. Возникающие перенапряжения делят на две группы: внутренние (коммутационные) и атмосферные.

Первые возникают при коммутации электрических цепей (катушек индуктивностей, конденсаторов, длинных линий) дуговых замыканиях на землю и других процессах. Вторые возникают при воздействии атмосфер-ного электричества. Зависимость максимального напряжения импульса от времени разряда называется вольт-секундной характеристикой. Основным элементом разрядника является искровой промежуток. Вольт-секундная ха-

рактеристика этого промежутка (кривая 1 на рис.) должна лежать ниже вольт-секундной характеристики защищаемого оборудования (кривая 2). При появлении перенапряжения промежуток должен пробиться раньше, чем изоляция защищаемого оборудования.

После пробоя линия заземляется через сопротивление разрядника. При этом напряжение на линии определяется током I, проходящим через разрядник,сопротивлениями разрядника и заземления. Чем меньше эти сопротивления, тем эффективнее ограничиваются перенапряжения, т. е. больше разница между возможным (кривая
4)
и ограниченным разрядником перенапряжением (кривая 3). Напряжение на разряднике при протекании импульса тока данного значения и формы называется остающимся напряжением. Чем меньше это напряжение, темлучше качество разрядника.

Трубчатый разрядник – это искровой промежуток дополненный устройством принудитльного гашения дуги, в виде трубки из газогенерирующего материала (фибры, винипласта), т.е. отключение дуги сопровождающего тока к.з производится из-за интенсивного газовыделения трубкой при повышенной t горения.

1-трубка, 2-электрод стержневой, 3- электрод в виде кольца, 4-заземлённый электрод, где имеется буферный обьём5, где накапливается потенциальная энергия сжатого газа. При проходе тока через нуль создается газовое дутье из буферного объема, что способствует эффективному гашению дуги. S1, S2 – искровые промежутки. Спецефическим недостатком ТР является наличие зоны выхлопа, опасной для оборудования и обслужи-вающего персонала. В ТР промежуток образован стержневыми электродами, имеющими крутую вольт-секундную характеристику из-за большой неодно-родности электрического поля. В связи с этим ТР примен: для защ подходов к п/ст; защ маломощ оборуд п/ст 3-10 кВ; защ контакт сети перемен тока.

Вентильные разрядники. Основн элементами явл вилитовые кольца, искровые промежутки и рабочие резисторы. Эти элементы расположены внутри фарфорового кожуха,

который с торцов имеет специальные фланцы для крепления и присоединения разрядника. Кожух разрядника герметизируется по торцам с помощью пластин и уплотнительных резиновых прокладок. При появлении переU пробиваются последовательно включенные блоки искровых промежутков. Импульс тока при этом через рабочие резисторы замыкается на землю. Возникший сопровождающий ток ограничивается рабочими резисторами, которые создают условия для гашения дуги сопровождающего тока. R этих резисторов велико при Uраб и резко снижается при ­U. В качестве материала нелинейных резисторов используется вилит с коэффиц нелинейности 0,1-0,2. Рабочие резисторы изгот в виде дисков. Единичные искровые промежутки соедин последоват для улучшен условий гашения дуги. Форма электродов обеспечивает равномерное электрическое поле, что позволяет получить пологую вольт-секундную характеристику. Возникновение заряда в закрытом объеме разрядника при малой длительности импульса тока затруднено. Для облегчения ионизации искрового промежутка между электродами помещается миканитовая прокладка.

ОПН – в них используются резисторы с большой нелинейгостью (0.04) на основе оксида цинка (на 110-500 кВ). Эти резисторы позволяют ограничивать комутац переU на уровне на уровне (1,65-1,8)Uф, а грозовые на уровне (2,2-2,4)Uф. Конструкция ОПН выполняется последовательным или паралель набором дисков сопротивлений, причём при Uраб ч/з одну парал колонку резисторов протек ток в n*0.01 mA, т.е. отпадает необходимость в искровом промежутке. Сопровождающий ток, протекающий после срабатывания аппарата, невелик (миллиамперы), так же как и невелика мощность, выделяемая в резисторах. Это позволяет отказаться от последовательного включения нескольких искровых промежутков и дает возможность присоединять ОПН непосредственно к защищаемому оборудованию, что значительно повышает надежность работы.

9. Технические характеристики разрядников

Выделяют такие основные технические характеристики разрядников:

11. Разрядники 6 КВ, 10 КВ, 35кВ, 110 кВ, 220 кВ

Основные характеристики разрядников 6-220 кВ приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 – Технические характеристики разрядников 6 кВ, 10 кВ

Таблица 3 – Технические характеристики разрядников 35кВ, 110 кВ, 220 кВ

Источник