Онлайн журнал электрика. Вентильные разрядники

Вентильный разрядник - это... Что такое Вентильный разрядник?

Вентильные разрядники, как и другие типы разрядников, предназначены для ограничения возникающих в электрических сетях коммутационных и атмосферных перенапряжений, с целью предотвращения возможных пробоев изоляции, повреждения оборудования и прочих негативных последствий.

Конструкция и принцип действия

Вентильный разрядник РВМК-1150

Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. В связи с тем, что вилит меняет характеристики при увлажнении, рабочий резистор герметично закрывается от внешней среды. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Вентиль обладает особенным свойством — его сопротивление нелинейно — оно падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вентильные разрядники и получили свое название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени. 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 резиновых прокладок 7.

Работа разрядника происходит в следующем порядке.

При появлении перенапряжения пробиваются три последовательно включенных блока искровых промежутков 2. Импульс тока при этом через рабочие резисторы замыкается на землю. Возникший сопровождающий ток ограничивается рабочими резисторами, которые создают условия для гашения дуги сопровождающего тока.

Основные характеристики вентильного разрядника

Класс напряжений сети (стандартное номинальное напряжение сети, для работы в которой предназначен разрядник) Uнр.
Номинальное напряжение (наибольшее допустимое напряжение на разряднике) — это действующее максимальное напряжение промышленной частоты, при котором гарантируется надежное гашение дуги разрядника. По этому параметру все разрядники делят на 2 группы:
- для работы в сети с глухозаземленной нейтралью;
- для работы в сети с изолированной нейтралью;
- комбинированные разрядники.
Пробивное напряжение при промышленной частоте в сухом состоянии и под дождем.
Импульсное пробивное напряжение при предельном разрядном времени 2-20 мкс. Эта характеристика определяет величину напряжения, которое будет действовать на изоляцию электроустановки до срабатывания разрядника.

Остаточное напряжение на разряднике — напряжение, остающееся на разряднике после его срабатывания при протекании по нему импульса тока заданной формы и длительности.
Токовая пропускная способность — показывает, сколько импульсов заданной формы пропустит разрядник без ухудшения своих характеристик.
Длина пути утечки внешней изоляции — характеризует длину пути утечки тока по внешнему изолятору.

Выбор вентильных разрядников

Номинальное напряжение разрядника должно соответствовать номинальному напряжению сети.
Вольт-секундная характеристика разрядника должна идти ниже характеристики защищаемого объекта и должна быть пологой, то есть напряжение пробоя и остаточное напряжение разрядника должны быть меньше либо равны допустимому напряжению сети.
По допустимой отключающей способности.
Расстояние до защищаемого объекта должно быть таким, чтобы импульс перенапряжения не успел достигнуть защищаемый объект до того как будет ограничен.
Место установки должно соответствовать указанному для данного разрядника (наружная или внутренняя).

Маркировка вентильных разрядников

По позициям в обозначении:

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

Литература

Чунихин А. А. Электрические аппараты: Общий курс. Учебник для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 720 с.: ил.
Родштейн Л. А. Электрические аппараты: Учебник для техникумов. — 4-е изд., перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. — 304 с: ил.

Ссылки

dic.academic.ru

5.5. Вентильные разрядники

Вентильные разрядники являются основными аппаратами в схемах защиты изоляции электрооборудования станций и подстанций.

Вентильный разрядник, например, РВС (рис.5.4) состоит из системы соединенных последовательно искровых промежутков ИП и варистора (нелинейного сопротивление). Сопротивление варистора зависит от приложенного напряжения, поэтому его вольтамперная характеристика (и соответственно разрядника в целом) также нелинейная (рис.5.5).

Работает вентильный разрядник следующим образом. Когда мгновенное значение волны перенапряжения Un на разряднике достигает импульсного пробивного напряжения искровых промежутков, они пробиваются. Сопротивление разрядника при этом мало, и через него протекает значительный по величине импульсный токIp, который и определяет напряжение на разряднике. Наибольшее напряжение на разряднике при максимально допустимом импульсном токе через негоIu, maxназывают остающимся напряжениемUост. Это напряжение должно быть на 20…25% меньше импульсной прочности защищаемой изоляции. После прохождения импульсного тока через разрядник начинает протекать сопровождающий ток промышленной частотыIсопр, обусловленной рабочим напряжением сети. Так как это напряжение значительно ниже амплитуды импульса перенапряжения, то сопротивление варистора резко возрастает, и величина сопровождающего тока ограничивается до величины, при которой дуга, разбитая в искровых промежутках на большое число отдельных дужек небольшой длины, гасится при первом же переходе сопровождающего тока через нуль.

Наибольшее действующее значение напряжения гашения дуги Uгаш, при котором надежно обрывается проходящий через разрядник ток, называемый током гашенияIгаш, должно быть выше максимально возможного напряжения на разряднике в момент гашения дуги, иначе разрядник может не погасить дугу сопровождающего тока при первом прохождении его через нуль и выйдет из строя.

где Uном- номинальное линейное напряжение;

Кз- коэффициент, зависящий от способа заземления нейтрали;

Кз= 0,8 или 1,1 для установки с заземленной и изолированной нейтралью соответственно.

Важной характеристикой вентильных разрядников является коэффициент защиты

Так как Uгаш зависит отUномустановки, то Кзащопределяет значениеUостразрядника, т.е. требуемый уровень изоляции. Снижение уровня изоляции при сохранении надежности защиты ее с помощью РВ может быть достигнуто путем применения разрядников или ОПН с более пологой вольтамперной характеристикой (рис. 5.5, кривые 2,4) или путем увеличения тока гашения за счет улучшения дугогасящих свойств искровых промежутков (кривая 3).

Искровые промежутки вентильных разрядников делаются многократными, т.е. состоящими из большего числа последовательно соединенных единичных промежутков. Простейший единичный промежуток (рис. 5.6) состоит из двух латунных электродов 1, разделенных изолирующей шайбой 2. Электрическое поле между электродами близко к однородному, поэтому промежуток пробивается при коэффициенте импульса, близком к единице. Количество единичных промежутков в разряднике устанавливают из расчета примерно 1 промежуток на 1-2 кВ фазового номинального напряжения разрядника.

Таким образом, дуга сопровождающего тока оказывается разбитой на ряд дуг малой длины, что обеспечивает при токах Iсопрдо 100 А надежное гашение дуги. Применяются такие промежутки в разрядниках РВП и РВС. При сопровождающих токах свыше 100 А применяются промежутки с подвижной дугой.

Такой промежуток (рис. 5.7) представляет собой зазор между кольцом 1 и диском 2. Дуга 3, горящая между этими электродами, в результате взаимодействия с магнитным полем, создаваемым постоянным магнитом 4, перемещается с большой скоростью по кольцевому зазору, что обеспечивает ее гашение. Указанные промежутки надежно гасят дугу при Iсопрдо 250…300 А.

Принцип действия искровых промежутков с растягивающейся дугой показан на рис. 5.8. Два электрода 1 располагаются между стенками дугогасительной камеры 2 в магнитном поле Н. в таком поле на дугу 4 сопровождающего тока действует сила F, в результате чего дуга перемещается и растягивается между перегородками 3 камеры 2, стремясь занять конечное положение 4, охлаждается и гаснет. Стенки камеры 2 изготавливаются из дугогасительной керамики. Промежутки с растягивающейся дугой применяются в разрядниках РВТ и РВРД.

Для увеличения пробивного напряжения разрядников при промышленной частоте и облегчения гашения дуги сопровождающего тока распределения напряжения по искровым промежуткам должно быть равномерным. Для этого искровые промежутки шунтируют резисторами R (рис. 5.4), сопротивление которых выбирают так, чтобы через них протекал ток, превышающий в несколько раз емкостный ток искровых промежутков.

Рабочие сопротивления (варисторы) r разрядников РВС, РВП изготавливаются из порошка электротехнического карборунда SiC. На поверхности зерен карборунда имеется тонкий запорный слой из окиси кремния SiO2.

Удельное сопротивление зерен карборунда невелико – порядка 10-2Ом м, а сопротивление запорного слоя нелинейно зависит от напряженности электрического поля. При малых напряженностях (небольших напряжениях на варисторе) удельное сопротивление запорного слоя составляет 104…106Омм, все приложенное напряжение падает при этом на запорный слой, который и определяет сопротивление варистора.

При повышении напряженности поля сопротивление запорного слоя резко падает, и величина сопротивления варистора начинает определяться сопротивлением собственно карборунда.

Нелинейное сопротивление вентильных разрядников выполняется в виде дисков, состоящих из карборундового порошка и связующего материала. В настоящее время применяются диски из вилита и тервита. Для изготовления вилитовых дисков в качестве связующего применяется жидкое стекло. Это позволяет спекать диски при сравнительно низкой температуре (около 300 С). Тервитовые диски при изготовлении обжигаются, при температуре свыше 1000 С. При этом часть запорных пленок выгорает, что повышает пропускную способность материала, но уменьшает степень нелинейности.

Вентильные разрядники по ГОСТ 16537-70, который устанавливает требования к электрическим характеристикам вентильных разрядников, разделены на четыре группы. К 1 группе отнесены разрядники с наилучшими защитными свойствами, т.е. имеющие наименьшее значение остающегося напряжения. К этой группе относятся разрядники серий РВТ и РВРД. Затем следуют разрядники 2 группы – серии РВМ, разрядники 3 группы – серии РВС и 4 – серии РВП.

Облегченные разрядники серии РВП применяются для защиты изоляции подстанций напряжением 3…10 кВ. они имеют варисторы из дисков диаметром 55 мм, и импульсный ток для них не должен превышать 5 кА.

Разрядники унифицированной серии РВС служат для защиты электрооборудования подстанций и выпускаются в виде элементов на напряжение 15,20,33,35 кВ, причем элемент на 33 кВ предназначен исключительно для комплектования разрядников на более высокие напряжения (110…220 кВ). Пропускная способность разрядников 10 кА (диаметр дисков 100 мм).

Вентильные разрядники с магнитным гашением маркируются на напряжение 3…35 кВ как РВМ, на напряжение 110 кВ и выше, как РВМГ (грозозащитные). Разрядники РВМ применяются, в основном, для защиты изоляции вращающихся машин. На напряжение 3…20 кВ разрядники выпускаются в виде отдельных элементов, на напряжение 35 кВ и выше комплектуются из нескольких элементов. В разрядниках этих серий применены искровые промежутки с магнитным гашением. Блоки единичных искровых промежутков шунтируются нелинейным резистором полукольцевой формы. Применение вилитовых дисков диаметром 150 мм позволило вдвое увеличить пропускную способность разрядников РВМ и РВМГ по сравнению с разрядниками типа РВС.

В новой серии магнитно-вентильных разрядников РВТ (разрядник вентильный токоограничивающий) применены токоограничивающие искровые промежутки с растягивающейся дугой (рис.5.8). Магнитное поле создается катушками, включенными последовательно с искровыми промежутками. За время протекания импульсного тока дуга существенно растянуться не успевает, и сопротивление ее не велико. При протекании сопровождающего тока промышленной частоты дуга вводится в узкую щель разрядника, растягивается, ее сопротивление возрастает, и величина сопровождающего тока ограничивается уже не только сопротивлением рабочего варистора, но и сопротивлением дуги.

Варисторы разрядников РВТ на напряжение 3…10 кВ комплектуется из тервитовых дисков диаметром 70 мм, а разрядников 110…500 кВ – из дисков диаметром 100 мм. Остающееся напряжение разрядников РВТ примерно на 20 % ниже, чем у разрядников серии РВМ.

ОПН выполняется в виде системы керамических резисторов на основе окиси цинка (ZnO) с высокой степенью нелинейности. Металлизированные с торцов диски (например, 4 параллельных колонки из дисков диаметром 28 мм и высотой 8 мм – ОПН 110) размещаются в геометрическом изолирующем корпусе. ОПН обеспечивают ограничение сопровождающего тока до 10-4…10-5А при рабочем напряжении сети, обладая достаточно высокой пропускной способностью при перенапряжениях. Уровень ограничения грозовых перенапряжений с помощью ОПН составляет (2,0…2,2)Uф, коммутационных – (1,68…1,8)Uф.

Расчетными величинами при выборе и установке ОПН являются длительность воздействия перенапряжения. В зависимости от длительности воздействия определяется параметр , гдеUc– напряжение на ОПН, которое он должен выдерживать как угодно долго;Un(t)– перенапряжение заданной длительности. Типичная характеристика Tc=f(Un(t)]приведена на рис. 5.10.

Error: Reference source not found

Рис. 5.10. Зависимость

Эта характеристика необходима для корректного выбора уставок релейной защиты и других систем автоматики. Так же расчетной величиной при выборе ОПН является количество импульсов заданной формы и максимальное значение импульсного тока. Соответствующее нормированному остающемуся напряжению Uосt. Типичная характеристикаUопн=f(I) приведена на рис. 5.11.

Error: Reference source not foundError: Reference source not foundРис. 5.11. СоотношениеUосtкUсв зависимости от импульсного тока

В зависимости от типа и назначения ОПН К=24. При Uопн  Uс, ток протекающий через нелинейный резистор, составляет единицыmA и главной проблемой при эксплуатации ОПН является недопущение возрастания этого тока (разгерметизация и увлажнение конструкции и т.д.).

Методика расчета и выбора ОПН продолжает совершенствоваться, и со временем ОПН должны заменить все виды защитных разрядников.

studfiles.net

Вентильный разрядник Википедия

История создания

Первый в мире вентильный разрядник был разработан в 1908 г. и представлял из себя комбинацию из многократного искрового промежутка и уравнивающих конденсаторов. В СССР (1935 г.) были разработаны вентильные разрядники с применением тирита, называвшиеся тиритовыми наружными (РТН). До 1960г. в СССР выпускались вентильные разрядники только для защиты от грозовых перенапряжений. В 1960г. был освоен выпуск комбинированных вентильных разрядников - как от грозовых так и от коммутационных перенапряжений.

Конструкция и принцип действия

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. 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

Работа разрядника происходит в следующем порядке.

Основные характеристики вентильного разрядника

Класс напряжений сети (стандартное номинальное напряжение сети, для работы в которой предназначен разрядник) Uнр.
Номинальное напряжение (наибольшее допустимое напряжение на разряднике) — это действующее максимальное напряжение промышленной частоты, при котором гарантируется надежное гашение дуги разрядника. По этому параметру все разрядники делят на 2 группы:
- для работы в сети с глухозаземленной нейтралью;
- для работы в сети с изолированной нейтралью;
- комбинированные разрядники.
Пробивное напряжение при промышленной частоте в сухом состоянии и под дождем.
Импульсное пробивное напряжение при предельном разрядном времени 2-20 мкс. Эта характеристика определяет величину напряжения, которое будет действовать на изоляцию электроустановки до срабатывания разрядника.
Остаточное напряжение на разряднике — напряжение, остающееся на разряднике после его срабатывания при протекании по нему импульса тока заданной формы и длительности.
Токовая пропускная способность — показывает, сколько импульсов заданной формы пропустит разрядник без ухудшения своих характеристик.
Длина пути утечки внешней изоляции — характеризует длину пути утечки тока по внешнему изолятору.

Выбор вентильных разрядников

Номинальное напряжение разрядника должно соответствовать номинальному напряжению сети.
Вольт-секундная характеристика разрядника должна идти ниже характеристики защищаемого объекта и должна быть пологой, то есть напряжение пробоя и остаточное напряжение разрядника должны быть меньше либо равны допустимому напряжению сети.
По допустимой отключающей способности.
Расстояние до защищаемого объекта должно быть таким, чтобы импульс перенапряжения не успел достигнуть защищаемый объект до того как будет ограничен.
Место установки должно соответствовать указанному для данного разрядника (наружная или внутренняя).

Отечественная маркировка вентильных разрядников

Маркировка вентильных разрядников, ещё принятая в СССР:

По позициям в обозначении: Первые две буквы:

Р — разрядник.
В — вентильный.

Следующие за ними:

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:

Номинальное напряжение в сети, кВ.

После него через знак дроби:

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

После него:

Категория размещения (от 1 до 5)

Современное состояние

В настоящее время вентильные разрядники считаются морально устаревшими и заменяются ограничителями перенапряжения ( ОПН ) на основе окиси цинка ZnO.

Литература

Чунихин А.А. Электрические аппараты: Общий курс. Учебник для вузов. — 3-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 720 с.
Родштейн Л.А. Электрические аппараты: Учебник для техникумов. — 2-е изд. перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1989. — 304 с.
Юриков П.А. Вентильные разрядники для электроустановок. — 2-е изд. перераб и доп.. — М.: Энергия, 1975. — 96 с. — (Библиотека электромонтера, вып. 425).

Ссылки

wikiredia.ru

Вентильный разрядник Википедия

История создания[ | код]

Конструкция и принцип действия[ | код]

Вентильный разрядник РВМК-1150

Вентильный разрядник РВС-10 и его характеристики

Работа разрядника происходит в следующем порядке.

Основные характеристики вентильного разрядника[ | код]

Класс напряжений сети (стандартное номинальное напряжение сети, для работы в которой предназначен разрядник) Uнр.
Номинальное напряжение (наибольшее допустимое напряжение на разряднике) — это действующее максимальное напряжение промышленной частоты, при котором гарантируется надежное гашение дуги разрядника. По этому параметру все разрядники делят на 2 группы:
- для работы в сети с глухозаземленной нейтралью;
- для работы в сети с изолированной нейтралью;
- комбинированные разрядники.
Пробивное напряжение при промышленной частоте в сухом состоянии и под дождем.
Импульсное пробивное напряжение при предельном разрядном времени 2-20 мкс. Эта характеристика определяет величину напряжения, которое будет действовать на изоляцию электроустановки до срабатывания разрядника.
Остаточное напряжение на разряднике — напряжение, остающееся на разряднике после его срабатывания при протекании по нему импульса тока заданной формы и длительности.
Токовая пропускная способность — показывает, сколько импульсов заданной формы пропустит разрядник без ухудшения своих характеристик.
Длина пути утечки внешней изоляции — характеризует длину пути утечки тока по внешнему изолятору.

ru-wiki.ru

Вентильный разрядник — WiKi

Вентильный разрядник РВМК-1150

Вентильный разрядник РВС-10 и его характеристики

Работа разрядника происходит в следующем порядке.

Маркировка вентильных разрядников, ещё принятая в СССР:

По позициям в обозначении: Первые две буквы:

Р — разрядник.
В — вентильный.

Следующие за ними:

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:

Номинальное напряжение в сети, кВ.

После него через знак дроби:

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

После него:

Категория размещения (от 1 до 5)

ru-wiki.org

Вентильный разрядник — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

История создания

Видео по теме

Конструкция и принцип действия

Вентильный разрядник РВМК-1150

Работа разрядника происходит в следующем порядке.

Основные характеристики вентильного разрядника

Класс напряжений сети (стандартное номинальное напряжение сети, для работы в которой предназначен разрядник) Uнр.
Номинальное напряжение (наибольшее допустимое напряжение на разряднике) — это действующее максимальное напряжение промышленной частоты, при котором гарантируется надежное гашение дуги разрядника. По этому параметру все разрядники делят на 2 группы:
- для работы в сети с глухозаземленной нейтралью;
- для работы в сети с изолированной нейтралью;
- комбинированные разрядники.
Пробивное напряжение при промышленной частоте в сухом состоянии и под дождем.
Импульсное пробивное напряжение при предельном разрядном времени 2-20 мкс. Эта характеристика определяет величину напряжения, которое будет действовать на изоляцию электроустановки до срабатывания разрядника.
Остаточное напряжение на разряднике — напряжение, остающееся на разряднике после его срабатывания при протекании по нему импульса тока заданной формы и длительности.
Токовая пропускная способность — показывает, сколько импульсов заданной формы пропустит разрядник без ухудшения своих характеристик.
Длина пути утечки внешней изоляции — характеризует длину пути утечки тока по внешнему изолятору.

Выбор вентильных разрядников

Номинальное напряжение разрядника должно соответствовать номинальному напряжению сети.
Вольт-секундная характеристика разрядника должна идти ниже характеристики защищаемого объекта и должна быть пологой, то есть напряжение пробоя и остаточное напряжение разрядника должны быть меньше либо равны допустимому напряжению сети.
По допустимой отключающей способности.
Расстояние до защищаемого объекта должно быть таким, чтобы импульс перенапряжения не успел достигнуть защищаемый объект до того как будет ограничен.
Место установки должно соответствовать указанному для данного разрядника (наружная или внутренняя).

Отечественная маркировка вентильных разрядников

Маркировка вентильных разрядников, ещё принятая в СССР:

По позициям в обозначении: Первые две буквы:

Р — разрядник.
В — вентильный.

Следующие за ними:

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:

Номинальное напряжение в сети, кВ.

После него через знак дроби:

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

После него:

Категория размещения (от 1 до 5)

Современное состояние

Литература

Чунихин А.А. Электрические аппараты: Общий курс. Учебник для вузов. — 3-е изд. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 720 с.
Родштейн Л.А. Электрические аппараты: Учебник для техникумов. — 2-е изд. перераб. и доп. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1989. — 304 с.
Юриков П.А. Вентильные разрядники для электроустановок. — 2-е изд. перераб и доп.. — М.: Энергия, 1975. — 96 с. — (Библиотека электромонтера, вып. 425).

Ссылки

wikipedia.green

Вентильные разрядники: принцип действия и характеристики

Устройство и принцип деяния вентильных разрядников

Основными элементами вентильного разрядника являются искровой просвет и нелинейный поочередный резистор, которые врубаются поочередно меж токоведущим проводом и землей параллельно защищаемой изоляции.

При воздействии на разрядник импульса грозового перенапряжения его искровой просвет пробивается и через разрядник проходит ток. Разрядник таким макаром вводится в работу. Напряжение, при котором пробиваются искровые промежутки, именуется пробивным напряжением разрядника.

После пробоя искрового промежутка напряжение на разряднике, а означает, и на защищаемой им изоляции понижается до величины, равной произведению импульсного тока Iи на сопротивление поочередного резистора Rи. Это напряжение именуется остающимся напряжением Uосн. Его величина не остается неизменной, а меняется совместно с конфигурацией величины импульсного тока Iи, проходящего через разрядник. Но в течение всего времени работы разрядника остающееся напряжение не должно повышаться до величины, небезопасной для защищаемой изоляции.

Рис. 1. Электронная схема включения вентильных разрядников. ИП — искровой просвет, Rн — сопротивление нелинейного поочередного резистора, U — импульс грозового перенапряжения, И — изоляция защищаемого объекта.

После прекращения протекания импульсного тока через разрядник продолжает проходить ток, обусловленный напряжением промышленной частоты. Этот ток именуется провождающим. Искровые промежутки разрядника должны обеспечить надежное гашение дуги провождающего тока при первом прохождении его через нуль.

Рис. 2. Форма импульса напряжения до и после срабатывания вентильного разрядника. tр — время срабатывания разрядника (время разряда), Iи — импульсный ток разрядника.

Напряжение гашения вентильных разрядников

Надежность гашения дуги искровым промежутком находится в зависимости от величины напряжения промышленной частоты на разряднике в момент гашения провождающего тока. Наибольшая величина напряжения, при которой искровые промежутки разрядников накрепко разрывают провождающий ток, именуется большим допустимым напряжением либо напряжением гашения Uгаш.

Величина напряжения гашения вентильного разрядника задается режимом работы электроустановки, в какой он работает. Потому что при грозовых воздействиях могут происходить сразу замыкание одной фазы на землю и работа вентильных .разрядников на других неповрежденных фазах, то напряжение на этих фазах при всем этом увеличивается. Напряжение гашения вентильных разрядников выбирается с учетом схожих повышений напряжения.

Для разрядников, работающих в сетях с изолированной нейтралью, напряжение гашения принимается равным Uгаш=1,1 х 1,73 х Uф = 1,1 Uн, где Uф — рабочее фазное напряжение.

При всем этом учитывается возможность увеличения напряжения на неповрежденных фазах до линейного при замыкании одной фазы на землю и еще на 10% из-за регулирования напряжения потребителя. Как следует, наибольшее рабочее напряжение разрядника составляет 110% номинального линейного напряжения Uном.

Для разрядников, работающих в сетях с глухо заземленной нейтралью, напряжение гашения составляет 1,4 Uф, т. е. 0,8 номинального линейного напряжения сети: Uгаш = 1,4 Uф = 0,8 Uном. Потому такие разрядники время от времени именуются 80%-ными.

Искровые промежутки вентильных разрядников

Искровые промежутки вентильных разрядников должны удовлетворять последующим требованиям: иметь размеренное пробивное напряжение при малых разбросах, иметь пологую вольт-секундную характеристику, не изменять свое пробивное напряжение после неоднократных срабатываний, гасить дугу провождающего тока при первом переходе его через нулевое значение. Этим требованиям удовлетворяют неоднократные искровые промежутки, которые собираются из единичных искровых промежутков с малыми воздушными зазорами. Единичные искровые промежутки врубаются поочередно и на любой из их при самом большом допустимом напряжении приходится около 2 кВ.

Деление дуги на недлинные дуги в единичных искровых промежутках увеличивает дугогасящие характеристики вентильного разрядника, что разъясняется насыщенным остыванием дуги и огромным падением напряжения у каждого электрода (эффект катодного падения напряжения).

Напряжение пробоя искровых промежутков вентильного разрядника при воздействии атмосферных перенапряжений определяются его вольт-секундной чертой, т. е. зависимостью времени разряда от амплитуды импульса перенапряжения. Время разряда — это время от начала воздействия импульса перенапряжения до пробоя искрового промежутка разрядника.

Для действенной защиты изоляции вольт-секундная черта ее должна лежать выше вольт-секундной свойства разрядника. Сдвиг вольт-секундных черт нужен для того, чтоб сохранить надежность защиты при случайном ослаблении изоляции в эксплуатации, также из-за наличия зон разброса разрядных напряжений как у самого разрядника, так и у защищаемой изоляции.

Вольт-секундная черта разрядника обязана иметь пологую форму. Если она будет крутой, как это показано на рис. 3 пунктиром, то это приведет к тому, что разрядник растеряет универсальность, потому что для каждого вида оборудования, владеющего персональной вольт-секундной чертой, будет нужно собственный особый разрядник.

Рис. 3. Вольт-секундные свойства вентильных разрядников и защищаемой ими изоляции.

Нелинейный поочередный резистор. К нему предъявляются два обратных требования: тогда, когда через него проходит ток молнии, его сопротивление должно уменьшаться; тогда же когда через него проходит провождающий ток промышленной частоты, оно должно, напротив, возрастать. Таким требованиям удовлетворяет карборундовое сопротивление, которое меняется зависимо от приложенного к нему напряжения: чем выше приложенное напряжение, тем ниже его сопротивление и, напротив, чем ниже приложенное напряжение, тем больше его сопротивление.

Не считая того, поочередно включенное карборундовое сопротивление, являясь активным сопротивлением, уменьшает сдвиг по фазе меж провождающим током и напряжением, а при одновременном переходе их через нулевое значение гашение дуги облегчается.

С увеличением напряжения величина сопротивления запорных слоев падает, что обеспечивает прохождение огромных токов при относительно маленьких падениях напряжения.

HTML clipboardЗависимость напряжения на разряднике от величины проходящего через него тока (вольт-ампернаячерта) приближенно выражается уравнением:

U=СIα,

где U — напряжение на сопротивлении нелинейного резистора вентильного разрядника, I — ток, проходящий через нелинейный резистор, С — неизменная, численно равная сопротивлению при токе 1 А, α — коэффициент вентильности.

Чем меньше коэффициент α, тем меньше меняется напряжение на нелинейном резисторе при изменении проходящего через него тока и тем меньше остающееся напряжение на вентильном разряднике.

Величины остающихся напряжений, приводимые в паспорте вентильного разрядника, даются для нормированных импульсных токов. Величины этих токов лежат в границах 3 000—10000 А.

Каждый импульс тока оставляет в поочередном резисторе след разрушения — происходит пробой запорного слоя отдельных зернышек карборунда. Неоднократное прохождение импульсов тока приводит к полному пробою резистора и разрушению разрядника. Полный пробой резистора наступает тем быстрее, чем больше амплитуда и длина импульса тока. Потому пропускная способность вентильного разрядника ограничена. При оценке пропускной возможности вентильных разрядников учитывается пропускная способность и поочередных резисторов и искровых промежутков.

Резисторы должны выдерживать без повреждения 20 импульсов тока продолжительностью 20/40 мкс с амплитудой, зависящей от типа разрядника. К примеру, для разрядников типов РВП и РВО напряжением 3 — 35 кВ амплитуда тока равна 5000 А, типа РВС напряжением 16 — 220 кВ — 10 000 А и типов РВМ и РВМГ напряжением 3 — 500 кВ — 10000 А.

Для увеличения защитных параметров вентильного разрядника необходимо снижать остающееся напряжение, чего можно достигнуть уменьшением коэффициента вентильности α поочередного нелинейного резистора при одновременном повышении дугогасящих параметров искровых промежутков.

Увеличение дугогасящих параметров искровых промежутков дает возможность прирастить провождающий ток, обрываемый ими, а как следует, позволяет уменьшить сопротивление поочередного резистора. Техническое усовершенствование вентильных разрядников в текущее время идет конкретно этими способами.

Необходимо подчеркнуть, что в схеме вентильного разрядника принципиальное значение имеет заземляющее устройство. При отсутствии заземления разрядник работать не может.

Заземления вентильного разрядника и защищаемого им оборудований соединяются воединыжды. В тех случаях, когда вентильный разрядник по любым причинам имеет отдельное от защищаемого оборудования заземление, величина его нормируется зависимо от уровня изоляции оборудования.

elektrica.info