Защитные и токоограничивающие аппараты

Вакуумные выключатели.

Принцип действия – гашение дуги производится в закрытом безвоздушном пространстве.

При расхождении контактов в вакуумной дугогасящей камере между контактами образуется жидкометаллический мостик, который потом разрушается. Происходит ионизация паров металла жидкометаллического мостика под воздействием напряжения сети. Таким образом, дуга в вакууме существует за счет ионизации паров контактного мостика, а затем за счет испарения материала электродов под действием дуги.

При прохождении тока через ноль дуга гасится, т.к. при скорость деионизации высока. В вакууме электрическая дуга существует либо в рассеянном (диффузном) виде – при токах до 15 кА; либо в сжатом (концентрированном) виде – при токах свыше 15 кА.

Для создания условий гашения дуги при больших токах применяют:

1) Радиальные и аксиальные поля;

2) На контактах делают специальные прорези;

3) Специальные композиции материалов, которые малоионизируются.

I. Разрядники и ограничители перенапряжений.

Разрядники – это электрические аппараты, искровые промежутки которых пробиваются при определенном значении приложенного напряжения, ограничивая тем самым перенапряжения в установке.

Конструктивно разрядник состоит:

1) Электродов с искровыми промежутками;

2) Дугогасящее устройство.

Защитная вольтсекундная характеристика:

сеть

U _ном

U, В

t, с

3

2

1

4

U _ост

1 – номинальное напряжение.

2 – вольт-секундная характеристика разрядника.

3 – характеристика изоляции.

4 – кривая перенапряжения.

U_ост < U_ном

Требования к разрядникам:

ü Вольт-секундная характеристика разрядника должна быть ниже характеристики изоляции защищаемого объекта.

ü Искровой промежуток разрядника должен иметь определенную гарантированную электрическую прочность при промышленной частоте и номинальном напряжении.

ü Остаточное напряжение на разряднике не должно превышать номинальное напряжение.

ü Сопровождающий ток должен отключаться за малое время.

ü Разрядник должен допускать большое число срабатываний без осмотра и ремонта.

Виды разрядников по конструкции:

1. Трубчатые – представляют собой дугогасительную трубку из винипласта.

Обозначение – РТВ, напряжение 6…35 кВ.

2. Вентильные – РВС (до 220 кВ).

Такой разрядник состоит из многочисленных искровых промежутков, каждый из которых шунтирован нелинейным резистором, предназначенным для выравнивания распределения напряжений, и из рабочего резистора, составленного из велитовых дисков.

Резистор из велита – нелинейное сопротивление, с ростом тока сопротивление падает. Он пропускает большой ток при малом падении напряжения. При приближении тока к нулю сопротивление резко растет, что облегчает гашение дуги.

3. Магнито-вентильные – РВМГ (150-500 кВ)

Комплектуют из стандартных блоков по 30 кВ.

4. Ограничители перенапряжений – ОПН (110…1150 кВ).

Состоят из комплекта варисторов, заключенных в фарфоровый корпус. В них нет искровых промежутков. При рабочем напряжении токи через варисторы очень небольшие (порядка милиампер), а при перенапряжениях токи исчисляются килоамперами, так как варисторы являются нелинейными элементами.

II. Реакторы.

~

G2

LR

~

G1

LR1

LR2

Q1

Q2

QS2

QS1

Токоограничивающим реактором называется электрический аппарат, выполненный в виде катушки неизменной индуктивности, предназначенный для ограничения токов короткого замыкания и поддержания напряжения на шинах распределительных устройств в аварийном режиме.

X _p=2π fL=ωL; R _р ≈0

x _р>> x _г

При возникновении короткого замыкания на одной из отходящих

линий ток короткого замыкания будет ограничиваться сопротивлением реактора и сопротивлением генератора.

Для поддержания постоянного сопротивления x _р, реакторы выполняют без стальных сердечников, так как сердечники насыщаются и снижается индуктивность.

Реактор представляет собой кольцевой многожильный кабель, намотанный на бетонные стержни. Витки располагаются с большим воздушным зазором (для улучшения охлаждения и снижения воздействий электродинамических усилий при токах короткого замыкания).

Дата добавления: 2014-01-07