Файл: Техника высоких напряжений учеб. пособие.pdf

жения из-за повторных зажиганий дуги в выключателе, которые происходят вследствие того, что электрическая прочность дугового

ключенных к линии; сплошные кривые —напряжение на линии м2; штрнх-пунктпрные — напряжение на шинах и х\ пунктирные—ток через выключатель і

промежутка между контактами оказывается меньше восстанавливаю“ щегося на них перенапряжения. При этом включается источник э.д.с. на линию, заряженную до некоторого напряжения, опреде­ ляемого процессом отключения.

Для оценки возможных кратностей перенапряжений воспользу­ емся эквивалентной схемой, приведенной на рис. 13.23, а.

Как видно из рис. 13.23,6, спустя не более чем 0,01 сек после начала расхождения контактов выключателя в момент /1П ток га проходит через нуль, выключатель пытается погасить дугу и на линии остается напряжение. Распределение этбго напряжения в первом

314

315

где %1= ri^riJ (t3l)— коэффициент затухания остаточного напряжения на линии; при отсутствии реакторов яй 0,9 sin Х Х.

Оценим максимальные перенапряжения после первого повторного зажигания дуги в момент t31. Сразу после t31 на емкостях Сп и Сл устанавливается среднее напряжение

где Кс = Сп/Сл— соотношение емкостей.

Затем емкости Сп-}-Сл в колебательном процессе перезаря­ жаются примерно до и выіш. Максимальное перенапряжение в конце линии после первого повторного зажигания можно вычислить при­

где /СУд— ударный коэффициент, соответствующий наибольшему мак­ симуму напряжений, который в соответствии с 13.3 отвечает пер­

Максимальная кратность перенапряжений после первого повтор­ ного зажигания

ной частоты с наложенными высокочастотными составляющими (см.

тель должен окончательно погасить дугу, так как его контакты к этому времени разойдутся уже почти полностью. Вычисленные по формуле (13.57) кратности перенапряжений приведены в табл. 13.8.

Опыт эксплуатации показывает, что масляные и старые воздуш­ ные выключатели, особенно при отключении линий сравнительно небольшой длины, когда отсутствуют шунтирующие реакторы, а также включение и отключение разъединителями малых емкостей шин, иногда дают многократные повторные зажигания дуги при все возрастающем напряжении Аив и соответственно повышенные кратности перенапряжений. Действительно, в момент tml, когда напряжение на емкости Сл проходит через первый максимум и ток через выключатель ів « Сл (dujdt) = 0 (см. рис. 13.23,6), последний вновь пытается погасить дугу. При это^ остаточное напряжение на линии иг(іт1) т и тгх1^> ив(іп1). В случае повторного зажигания в-

316

момент /п2, т. е. спустя еще 0,01 сек, максимальное перенапряжение

U m a x 2 ^ > Ü m a x l И Т 0 К СН О ВЭ П рО Х О Д И Т Ч е р е з Н у Л Ь И Т . Д .

Для оценки предельных перенапряжений примем, что произошел ряд повторных зажиганий дуги в наиболее неблагоприятные моменты времени и ряд соответствующих погасаний в моменты наибольшего напряжения на линии и прохождения тока через нуль, а электри­ ческая прочность междуконтактного промежутка достигла -своего

рическая прочность u3n — Ua, (см. рис. 13.24) и напряжение А«вЫ= ~ 1іі м — ы 2 („)= £/<»• В этот момент произошло п-е повторное зажигание.

. 317'

Вычисленные по формуле (13.59) кратности К„„ы приведены в табл. 13.8.

Эти кратности перенапряжений относятся к наиболее тяжелым условиям возникновения повторных зажиганий. В реальных условиях перенапряжения имеют значительный разброс в основном из-за слу­ чайности процесса восстановления электрической прочности. Чрезвы­ чайно большое влияние на характер и число повторных зажиганий ■оказывает конструкция выключателя. Воздушные выключатели, осо­ бенно с отделителем в сжатом воздухе, дают повторные зажигания весьма редко, причем эти зажигания происходят, как правило, в течение первых после погасания дуги 0,005 сек и не приводят к опас­ ным перенапряжениям. Масляные выключатели, напротив, дают обычно несколько повторных зажиганий при каждом отключении, вследствие чего перенапряжения могут достигать значительных ве­ личин. Как показали опыты в энергосистемах, коэффициент перена­ пряжений в этом случае подчиняется нормальному закону с парамет­

рами Кп — 2,0, (Tfc=0,34.

Таким образом, из табл. 13.8 и приведенных статистических дан­ ных видно, что при отключении линий могут возникать перенапряже­ ния, представляющие несомненную опасность для изоляции и обус-

.ловливающие необходимость принятия специальных мер по их ограни­ чению, особенно в дальних электропередачах высших классов напряже­ ния. Наиболее радикальным средством при этом является применение быстродействующих, особенно воздушных, выключателей и шунти­ рующих реакторов на линии. При наличии реакторов напряжение и3 после погасания дуги меняется с частотой собственных колебаний контура Сл— г/р, которая имеет порядок 50 гц. Поэтому напряжение между контактами выключателя возрастает медленно и повторных зажиганий не возникает, что подтверждается автоматической регист­ рацией перенапряжений в сетях.

В качестве мер защиты от перенапряжений, возникающих при от­ ключении холостых линий, могут быть также использованы разряд­ ники для защиты от коммутационных перенапряжений и шунтирую­ щие сопротивления в выключателях. Эффективность этих мер не от­ личается от таковой в случае включения линии в цикле АПВ и была рассмотрена в § 13.2 б, д.

§ 13.4. ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ПРИ ОТКЛЮЧЕНИИ И ВКЛЮЧЕНИИ ИНДУКТИВНОСТЕЙ

а. Физическая картпна явления

Выключающие устройства с интенсивным дугогашением могут от­ ключить ток раньше его прохождения через нулевое значение. Физи­ чески такое явление неустойчивого горения и обрыва дуги возникает при интенсивном отводе тепла с поверхности дуги, которое пропор­ ционально площади боковой поверхности, т. е. радиусу. Если напря­ женность в стволе дуги приблизительно'" постоянна, то количество

318