- •Конспект не отредактирован !!!
- •Назначение и классификация электрических аппаратов.
- •Коммутационные аппараты.
- •Воздушные выключатели.
- •Дугогасительные устройства высоковольтных воздушных выключателей.
- •Изоляция выключателей высокого напряжения.
- •Классы поверхностной проводимости изоляторов.
- •Элегазовые высоковольтные выключатели.
- •Продольное электромагнитное дутье.
- •Способы повышения отключающей способности и повышения эффективности работы газовых выключателей.
- •Вакуумные выключатели.
- •П олупроводниковые аппараты высокого напряжения.
- •Комбинированные полупроводниковые выключатели высокого напряжения.
- •Токоограничивающие аппараты.
- •Оптимизация расположения витков реактора и их намотки.
- •Электрические аппараты управления режимами электропередач.
- •Статический компенсатор реактивной мощности.
- •Конструкция реакторов.
- •Предохранители.
- •Аппараты ограничения перенапряжения.
- •Высоковольтные трансформаторы тока.
- •Оптоэлектронный трансформатор.
- •Трансформаторы напряжения.
- •Оптоэлектронный трансформатор.
- •Масляные выключатели.
Предохранители.
Ограничивают токи перегрузки за счет плавления специальной вставки.
Применяются до 220 кВ. Низкая стоимость, постоянная готовность к работе, компактны — преимущества. Недостаток — плавкая вставка одноразовая.
Два вида предохранителей:
1. С мелкозернистым наполнителем.
Д уга гасится из-за:
— отсутствия внутри предохранителей токопроводящих элементов
— температура плавления кварцевого песка очень высока.
Этот вид предохранителей применим для 35 кВ U.
Бытовые предохранители (может быть пружина — ускоряет разведение контактов).
Наличие шариков. При загорании плавкой вставки олово расплавляется и создает повышенное давление, что благоприятно сказывается на дугогашении.
2. Выхлопные.
Принцип действия основан на испарении ПВХ изоляции и создании повышенного давления в зоне гашения дуги.
Ток протекает по меди, у нихрома сопротивление выше. Нихром греется и плавится.
Аппараты ограничения перенапряжения.
Разряд между землей и облаком — U = 10-12 млн. В. Разряд между облаками на порядок выше.
Самый простой ограничитель состоит из сопротивления и искрового промежутка.
Только один ИП тоже является защитным средством, но тогда срок его службы будет очень мал, т.к. при дуговом разряде изменяются его геометрические размеры, а следовательно и пробивное напряжение. Поэтому к ИП добавляют нелинейное сопротивление, т.е. величина сопротивления зависит от приложенного напряжения.
П ри разряде разрушается ИП. Добавляется нелинейное сопротивление из карбида кремния.
Резистор набирается из таких таблеток.
α= Rпри раб.∙U/Rпри перенапр.=0.25÷0.4
Коэффициент нелинейности карбида кремния.
Рабочее напряжение — такое, при котором R как можно больше.
При применении нелинейного R стабилизируется значение сопровождающего тока. При возникновении перенапряжения пробивается ИП, и энергия рассеивается в резисторе.
ИП бывает двух видов:
1. С неподвижной дугой сопровождающего тока.
2. С магнитным дутьем.
1.
1 - электроды, подключающиеся к соответствующим цепям. 2 - рабочая прокладка (из слюды миканита) — от нее зависит величина перенапряжения при нормальном напряжении это электрический картон.
Форма электродов способствует стабилизации Uпр и условиям гашения дуги.
3 - корпус из изоляционного материала.
При разряде миканит разрушается и металл оплавляется. Между электродами и прокладкой возникают частичные разряды. При этом возникают фотоэлектроны, которые стабилизируют величину U пробоя ИП. При частичных разрядах испускаются кванты света, попадающие в воздушный промежуток и ионизируя его, а именно от ионизации среды зависит стабильность Uпр. Наиболее стабильный ток пробой в газе.
Данные ИП маленькие, неразборные, простые, дешевые.
2. Для более мощных ИП используется электромагнитное дутье.
1 и 2 — внутренние и внешние электроды. Расстояние между ними неодинаково. Постоянный магнит создает равномерный поток, под действием которого дуга вытесняется в зону, где расстояние между электродами больше, остывает и гаснет.
Устройство надежно, разборно, ток сопровождения 500-1000 А.
В зависимости от диаметра 2:
d, мм h, мм I, А
30-40 2 300-500
70 4 1000
ОПН: = 0,02. I — единицы мА.
ОПН с высокими характеристиками. Элементы но основе окиси цинка. Окись цинка подвергается тепловой обработке (350 грС) в среде кислорода. невысок — 0,3 - 0,45 затем в смесь добавляют оксид бериллия, окиси кобальта, марганца и свинца. Все это измельчают, перемешивают и при р = = 40 МПа, t = 1300 грС запекают в таблетки.
Еще существуют материалы на основе окиси кремния. Они дешевле, но очень низок.
Наименование разрядника |
РВП |
РВС РВМ |
РВС |
РВМГ |
РВМК |
Номинальное рабочее U, кВ |
310 |
10 - 35 |
110 - 220 |
110 - 500 |
330 - 1150 |
Uпробоя, Uфазное |
3,6 - 4,3 |
3,2 - 3,4 |
2,7 - 2,8 |
2,3 - 2,5 |
2,1 - 2,2 |
РВ — разрядник велитовый. Простая технология, дешевы.
С — стационарный.
М — с магнитным дутьем.
Г — грозозащитный.
К — комбинированный.
Разброс Uпр/Uфаз = 3,2 - 3,4 — из-за технологии производства.
По конструкции:
* Для напряжений до 35 кВ включительно.
Фарфоровый корпус (1) в виде изолятора, внутрь закладываются таблетки (2), есть воздушные каналы (3) — чтобы устройство не взорвалось при выделении газов из-за высокой температуры.
* Для более высоких напряжений
С ам разрядник внутри корпуса.
При больших напряжениях в этой гирлянде изоляторов может возникнуть неравномерное распределение напряжения. Чтобы этого избежать, подвешивают стальное кольцо для увеличения емкости по отношению к проводу с высоким напряжением. Но при очень больших напряжениях кольцо, выравнивающее емкостное распределение напряжения не помогает.
П ри грозовом разряде (емкость в первый момент времени имеет нулевое значение) за счет емкостного тока происходит пробой. ИП шунтируется, часть емкости защищает гирлянду от броска емкостного тока, а затем идет процесс ограничения уровня перенапряжения с поглощением выделенной энергии в нелинейных резисторах. Каждый элемент имеет свою емкость. Элементы шунтируют ИП и выравнивают распределение напряжения на ИП.
Конструкция дорога, требует обслуживания.
Используют ограничители на основе оксида цинка:
достоинства
— стабильность характеристик
— снижение Uпр при загрязненности и увлажненности
— отсутствие поглощения энергии
— простота конструкции
недостаток — стоимость на порядок выше, чем на основе карбида кремния.
Активный ток оксидных ОПН 3 -5 мкА/см кв.
Емкостный ток 10 - 20 мкА/см кв.
Диаметр таблеток 70 - 120 мм.