Вентильный разрядник.

Для защиты изоляции электрооборудования подстанций применяются вентильные разрядники (РВ) и нелинейные ограничители напряжения (ОПН). В соответствии с за­щитными характеристиками этих аппаратов устанавлива­ются уровни изоляции трансформаторов и аппаратов под­станций.

Основными элементами вентильного разрядника явля­ются многократный искровой промежуток и соединенный последовательно с ним резистор с нелинейной вольт-ам­перной характеристикой (рис. 22.4). При воздействии па РВ импульса грозового перенапряжения пробивается искровой промежуток (ИП) и через разрядник проходит им­пульсный ток, создающий падение напряжения на сопро­тивлении резистора. Благодаря нелинейной вольт-ампер­ной характеристике это падение напряжения мало ме­няется при существенном изменении импульсного тока (рис. 22.5).

Одной из основных характеристик разрядника является остающееся напряжение разрядника U_ост. , т.е. напряжение при определенном токе, который называется током координации. U_пр.и. и близкой к нему U_ост. должны быть на 20-25% ниже разрядного напряжения изоляции.

После окончания процесса ограничения перенапряжения через разрядник продолжает проходить ток, определяемый рабочим напряжением. Этот ток называется сопровождающим током. Сопротивление нелинейного резистора разрядника резко возрастает при малых по сравнению с перенапряжениями рабочих напряжений, сопровождающий ток существенно ограничивается, и при переходе тока через нулевое значение дуга в искровом промежутке гаснет. Наибольшее напряжение промышленной частоты на вентильном разряднике, при котором надежно обрывается проходящий через него ток, называется напряжением гашенияU_гаш.

Нелинейные резисторы вентильных разрядников выполняются в виде дисков, состоящих из карборундового порошка и связующего материала. В настоящее время применяют диски из велита и тервита. В качестве связи применяют жидкое стекло. Свойства материала резко меняет свое сопротивление в зависимости от напряжения, обеспечивая пропускание очень больших токов при высоких напряжениях и весьма малых – при пониженных напряжениях, называют «вентильными». Отсюда и название разрядника.

Рис. 14.9. Конструкция вентильного разрядника.

Работа вентильного разрядника начинается с пробоя ИП и заканчивается гашением дуги сопровождающего тока. Простейший единичный промежуток состоит (рис.14.10) из двух латунных электродов 1, разделенных миканитовой шайбой 2. При приложении к промежутку 3 напряжения в воздушных прослойках происходит пробой. Гашение сопровождающего тока простейшими ИП основано на естественном восстановлении электрической прочности между холодными электродами.

Вентильные разрядники состоят из основных частей (рис.14.9): фарфорового цилиндра 1, искровых промежутков 2, вилитовых дисков 3, пружины 4 и крышки 5.

Рис. 14.10. Конструкция искрового промежутка вентильного разряда.

Вентильные разрядники по защитным свойствам делятся наIVгруппы.Iгруппа – серии РВТ (токоограничивающие) и РВРД (с растягивающейся дугой),IIгруппа – серии РВМ (магнитный), РВМГ (магнитный газоразрядной), РВМК-П (магнитный комбинированный с повышенным напряжением),IIIгруппа – серии РВС (станционный) иIVгруппа – серии РВП (подстанционный).

ОПН

В ограничителях перенапряжений (ОПН — ограничи­тель перенапряжений нелинейный) в силу очень большой нелинейности характеристики резистора сопровождающий ток при рабочем напряжении имеет значение долей милли­ампера, что безопасно для защитного аппарата и не созда­ет заметных потерь энергии. Поэтому ОПН выполняются без искровых промежутков. Имеют малые габариты. При перенапряжении рассивается много тепла, следовательно они могут перегреваться и разрушаться, поэтому его нельзя часто включать.

Разработанные в последнее время в СССР и за рубе­жом резисторы на основе окиси цинка обладают значитель­но большей нелинейностью, чем резисторы на основе кар­борунда. Это позволило создать новый тип защитного ап­парата — нелинейный ограничитель перенапряжении (ОПН).

Преимуществами ОПН являются возможность глубоко­го ограничения перенапряжении, в том числе междуфазных, малые габариты, позволяющие использовать их в качестве опорных изоляционных колонн, большая пропускная спо­собность.

Применительно к OПН отсутствует понятие напряже­нии гашения. Однако длительное воздействие резонансных перенапряжений, связанных с прохождением через ОПН больших токов, может нарушить тепловую устойчивость аппарата и привести к аварии. В связи с этим для ОПН установлены допустимые длительности приложения повы­шенных напряжений, которые должны быть скоординированы, с действием релейных защит.

Применение ОПН позволяет глубоко ограничивать так­же и междуфазные перенапряжения. Для этого может быть использована схема с искровыми промежутками.