Файл: Мельников, Н. А. Проектирование электрической части воздушных линий электропередачи 330-500 кВ.pdf

Пробивным напряжением разрядника при промышленной частоте назы­ вается нарастающая до момента пробоя искровых промежутков наибольшая

величина напряжения промышленной частоты, деленная на Y 2- Величина

пробивного напряжения выбирается в зависимости от расчетной кратности коммутационных перенапряжений, принятых для сетей того или иного номи­ нального напряжения.

Для того чтобы обеспечить надежную работу разрядника, искровые про­ межутки должны иметь пологую вольт-секундную характеристику и гасить дугу при первом прохождении тока через нулевое значение.

Импульсное пробивное напряжение разрядника, также относящееся к чис­ лу его основных нормированных характеристик, характеризует наибольшую величину импульсного напряжения на разряднике в момент перед пробоем его искровых промежутков. В соответствии с изложенным номинальным раз­ рядным током разрядника называется амплитудное значение импульсного то­

тока, который по расчету должен протекать через рязрядник при приложении к нему полупериода напряжения промышленной частоты, равного наиболь­ шему допустимому напряжению.

Остающимся напряжением принято называть наибольшую величину на­ пряженияна разряднике при протекании через него импульсного тока или тока коммутационного перенапряжения с нормированными амплитудой и дли­ ной фронта. Остающееся напряжение на разряднике при нормированном токе коммутационного перенапряжения, как правило, ниже пробивного напряже­ ния при промышленной частоте или близко к нему. Поэтому при воздействии коммутационных перенапряжений перепад напряжений между разрядником и защищаемой изоляцией отсутствует.

Способность рабочих сопротивлений ограничивать протекающие через раз­ рядник токи характеризуется защитным коэффициентом, который определя­

При неизменном напряжении гашения снижение остающегося напряже­ ния приводит к уменьшению защитного коэффициента и одновременно позво­ ляет в большей степени ограничить перенапряжения, воздействующие на изо­ ляцию трансформаторов и аппаратов.

Величина защитного коэффициента непосредственно зависит от вольтамперной характеристики нелинейных последовательных сопротивлений и конструіщии искровых промежутков. Уменьшение остающегося напряжения мо­ жет быть достигнуто увеличением нелинейности последовательных сопротив­ лений.

Дугогасящее действие искрового промежутка разрядника характеризуется

Для достижения высоких значений напряжения гашения пробивное на­ пряжение искровых промежутков стремятся приблизить к уровню защищаемой изоляции.

Снижение пробивного напряжения разрядника дает возможность в боль­ шей степени ограничивать внутренние перенапряжения в тех точках электро­

293

сети, где могут иметь место повы­ шенные значения вынужденной со­ ставляющей и где, следовательно, необходимо обеспечить повышенное напряжение гашения.

В настоящее время в СССР для электропередач сверхвысокого напря­ жения изготовляются магнитно-вен- тилыше разрядники серий РВМГ и РВМ с нелинейными сопротивления­ ми, имеющими пропускную способ­ ность, достаточную для ограничения не только грозовых перенапряжений, но и некоторых видов коммутацион­ ных перенапряжений с токами отно­ сительно небольшой величины, и ком­ бинированные магнитно-вентильные разрядники серии РВМК, специаль­ но предназначенные для защиты от грозовых и коммутационных перена­ пряжений.

Магнитно-вентильные разрядники (серий РВМГ и РВМ). В магнитно­ вентильном разряднике гашение дуги сопровождающего тока достигается за счет перемещения ее с помощью магнитного поля, создаваемого по­ стоянными магнитами.

Единичный искровой промежуток магнитно-вентильного разрядника со­ стоит из двух круглых, концентриче­ ски расположенных медных электро­ дов. Внутренний электрод представля­ ет собой диск, наружный электрод— кольцо. Щель между электродами пронизывается магнитным полем, создаваемым постоянными магнита­ ми, выполненными из оксиднобарие­ вого феррита и расположенными так, чтобы направление их полей совпа­ дало. Дуга образуется в щели между электродами и под действием магнит­ ного поля вращается с большой ско­ ростью, интенсивно охлаждаясь.

Основным преимуществом проме­ жутка с вращающейся дугой являет­ ся быстрое нарастание его восстанав­

ливающейся прочности и термическая устойчивость к протеканию больших то­ ков. Пробивное напряжение единичного промежутка составляет 36—40 кВ. Применение магнитных промежутков, обладающих высокой дугогасящей спо­ собностью, позволило снизить пробивное и остающееся напряжения вентиль­ ного разрядника.

Разрядник в зависимости от класса напряжения комплектуется из раз­ личного числа одинаковых элементов. Каждый элемент выполняется в виде фарфорового полого цилиндра с ребрами на внешней поверхности.

Внутри показанного на рис. 10-13 элемента, в средней части, размещается блок, содержащий 20 единичных искровых промежутков с вращающейся ду­ гой, а в верхней и нижней частях — колонки последовательных нелинейных сопротивлений, каждая из которых составлена из пяти вилитовых дисков диа­ метром 130 мм и высотой 60 мм. Защитный коэффициент разрядников серии

294

Т а б л и ц а 10-8

способности комбинированных разрядников с магнитным гашением при воздей­ ствии коммутационных перенапряжений было достигнуто путем использова­ ния в качестве рабочего сопротивления влагостойкого вентильного материа­ ла — тервита, обладающего в несколько раз большей пропускной способно­ стью и в значительно меньшей степени подвергающегося старению по сравнению с применяющимся в разрядниках серии РВМГ вилитом. В то же время коэффициент нелинейности тервита несколько ниже, чем вилита (<х= =0,35-^0,38), вследствие чего остающееся напряжение на нелинейном тервитовом сопротивлении при прохождении расчетного импульсного тока пре­ вышает значения, допустимые по условиям координации изоляции при воз­ действии грозовых перенапряжений.

Для ликвидации этого противоречия была предложена показанная на рис. 10-14 схема комбинированного разрядника, который состоит из двух по­ следовательно соединенных частей — грозовой и коммутационной. В разряд­ нике имеются элементы трех типов: вентильные 1 , основные 2 и искровые 3 .

Грозовая часть комплектуется из показанных на рис. 10-15 основных элемен­ тов, содержащих колонку нелинейных последовательных сопротивлений и мно­ гократный искровой промежуток. Коммутационная часть состоит из после­ довательно включенных вентильных элементов, заполненных нелинейными последовательными сопротивлениями. Вентильные элементы шунтированы искровыми элементами, представляющими собой многократные искровые про­ межутки.

Пробивное напряжение промежутков коммутационной части выбирается таким образом, чтобы при возникновении грозовых перенапряжений и проте­ кании через разрядник импульсных токов искровые элементы пробивались

295

и шунтировали рабочие сопротивления. Таким образом, в процессе ограниче­ ния сопровождающего тока участвуют только рабочие сопротивления грозовой части, что позволяет снизить остающееся напряжение на разряднике, опреде­ ляемое последовательным сопротивлением основных элементов, до расчетных значений, обеспечивающих координацию с импульсными испытательными на­ пряжениями.

В режиме коммутационных перенапряжений токи через разрядник не пре­ вышают 1,0 и 1,5 кА соответственно для разрядников 330 и 500 кВ и поэтому искровые элементы не пробиваются, а сопровождающий ток через разрядник протекает через последовательные не­ линейные сопротивления основных и вентильных элементов. Как следует из изложенного, надежная работа комбинированных разрядников обес­ печивается только при правильной координации пробивного напряжения искровых элементов, которые не должны срабатывать при коммутаци­ онных перенапряжениях, с остающи­ мися напряжениями на вентильных элементах.

Основные электрические характе­ ристики разрядников серии РВМК-П приведены в табл. 10-9.

І І

т

I

I

£

296