Разрядники служат для защиты электрических установок от опасных перенапряжений, которые могут возникать вследствие атмосферных явлений и коммутационных процессов.
Отвод волны перенапряжения через разрядник сопровождается протеканием значительных токов при относительно небольших сопротивлениях. Поэтому после прекращения тока, вызванного перенапряжением, через разрядник начинает протекать сопровождающий ток от рабочего напряжения установки. Этот ток разрядник должен погасить раньше, чем произойдет отключение защищаемого устройства.
Установка разрядников производится:
а) на линиях электропередачи высокого напряжения;
б) в распределительном устройстве 6 и 10 кВ для защиты аппаратов от атмосферных перенапряжений при наличии высоковольтных вводов в виде воздушных линий электропередачи.
Рис. 45-1. Трубчатые разрядники:
а — схема включения: б — общий вид разрядника типа РТ-6-10: 1 — внешний искровой промежуток; 2 — внутренний искровой промежуток; 3 — наконечник с кольцевым электродом; 4 — газогенерирующая трубка; 5 — стержневой электрод; 6 — буферный объем
Существуют следующие типы разрядников: трубчатые, роговые и вентильные.
Трубчатые разрядники служат для защиты линий электропередач. Включается такой разрядник между проводами линии и землей через внешний искровой промежуток (рис. 45-1). Искровой промежуток служит для предохранения органической изоляции разрядников от утечки токов. Гашение сопровождающего тока в разряднике производится выдуванием дуги газом газогенерирующей фибровой трубки.
В обозначении типа трубчатого разрядника в числителе указывается номинальное напряжение, а в знаменателе — пределы отключаемых токов в кА.
Трубчатые разрядники вентильного типа на 6—10 кВ выпускаются типа РТВ. Они отличаются от обычных трубчатых разрядников тем, что вместо газогенерирующей трубки из фибробакелита в них применены трубки из винипласта.
Роговые разрядники и защитные (искровые) промежутки (ПЗ) являются наиболее простыми, но зато и менее совершенными видами защиты от перенапряжения. Защитные промежутки обычно выполняются в виде рогов из круглой медной шинки с воздушным зазором. Величина воздушного зазора между рогами зависит от номинального напряжения установки, но при этом следует иметь в виду, что если зазор меньше диаметра шинки рога, то электрическое поле достаточно равномерное и вольт секундные характеристики таких промежутков пологие, т. е. пробивное напряжение не зависит от продолжительности импульса.
Согласно ПУЭ защитные промежутки на линии могут применяться в тех случаях, когда отсутствуют разрядники или последние по каким-либо причинам не могут быть установлены.
Сухое разрядное напряжение при 50 гц для стандартного защитного промежутка (рис. 45-2) в пределах от 10 до 30 мм можно считать равным 1 кВ на 1 мм зазора.
Вентильные разрядники для распределительных устройств переменного тока выпускаются стационарные типа РВС и подстанционные типа РВП.
Рис. 45-3. Общий вид вентильного разрядника типа РВП-6 на 6 кВ: 1 — нажимная пружина; 2 — фарфоровый корпус; 3 — элементы с искровым промежутком: 4 — колонка дисков «из вилита; 5 — резиновая прокладка
Рис. 45-2. Форма стандартного рогового разрядника
Разрядники состоят из набора рабочих искровых промежутков, шунтируемых омическими сопротивлениями, и последовательно соединенного ограничивающего сопротивления.
В качестве последнего используются диски из вилита. Сопротивление этого материала обратно пропорционально напряжению в третьей степени. При пробое искровых промежутков к вилитовым дискам приложено большое напряжение. Coпротивление дисков при этом резко снижается и ток замыкания на землю будет наибольшим. Вилит состоит из зерен электротехнического карборунда, скрепленных между собой керамической массой (жидкое стекло и мел). После разряда напряжение на дисках уменьшается, сопротивление их возрастает и ток в цепи уменьшается настолько, что после очередного прохождения через нуль он прекращается.
Для улучшения гашения дуги применяется несколько последовательно соединенных искровых промежутков. Чтобы участие всех промежутков при пробое было одинаковым, они шунтируются большими омическими сопротивлениями.
Общий вид вентильных разрядников изображен на рис. 45-3. Для защиты от атмосферных перенапряжений электрических сетей, например линий связи напряжением до 250 в, выпускаются вентильные разрядники типа РВН-250. Принцип работы их аналогичен высоковольтным разрядникам, но вместо вилита применяется тервит, который получают путем обжига вилита в водородной среде. Тервит не гигроскопичен и по отношению к вилиту обладает большей пропускной способностью импульсных токов.
§ 46. Реакторы
Рис. 46-1. Бетонный реактор РБ-10/600 для внутренней установки на 10 кВ, 600 а
Реактор представляет собой индуктивную катушку без железа и служит для ограничения .тока к. з. в цепях 6—10 кВ и для поддержания напряжения на шинах (до реактора) при к. з.
Снижение токов к. з. реакторами в ряде случаев позволяет уменьшить сечение жил кабелей и выбрать более легкую и дешевую аппаратуру распределительных устройств.
Современные бетонные реакторы имеют обмотку из медного или алюминиевого провода сечением 70-185 мм2. Реакторы изготавливаются однофазными на номинальные токи до 4000 а с реактивным относительным сопротивлением от 3 до 12% (рис. 46-1).
В распределительных устройствах три фазы реакторов могут быть установлены горизонтально (рядом) или вертикально одна фаза над другой. Чаще применяется вертикальное расположение реакторов.