Принцип работы разрядника

Разрядники на воздушные линии электропередач

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) состоят из проводов и вспомогательных устройств и имеют огромную протяженность — до нескольких тысяч километров. Линии электропередач уязвимы  не только для прямого попадания молнии, но и для её электромагнитного импульса. Он может повреждать оборудование, которое находится на расстоянии до нескольких километров от точки удара. В течение грозового сезона примерно на каждые 30 км сети приходится  один удар молнии. Даже если удаётся избежать негативных последствий короткого замыкания в виде пережога проводов ВЛ, прямое попадание молнии приводит к быстрому старению оборудования и экономическим потерям из-за отключений линии. 

Мероприятия по защите от молнии для воздушных линий электропередач обходится в несколько раз дешевле, чем затраты на непосредственное устранение ущерба.

Установка разрядников на всем протяжении воздушных линий  и на подходах к подстанциям и кабельным вставкам позволяет исключить перекрытия изоляции ВЛ и все негативные сопровождающие последствия как при индуктированных грозовых перенапряжениях, так и при прямом ударе молнии (ПУМ). ·

АО «НПО «Стример» уже более 20 лет ведёт разработку устройств молниезащиты, а ряд наших экспертов занимаются прикладной научной работой с 1959 года.

Наши решения:

  • одобрены научно-техническим советом РАО «ЕЭС России»;
  • прописаны в положении о технической политике ОАО «ФСК ЕЭС»;
  • рекомендованы к применению нормативной документацией ОАО «РЖД», ПАО «Россети», ПАО «Ленэнерго»;
  • предусмотрены в типовых проектах АО «НТЦ ФСК ЕЭС»;
  • сотни тысяч устройств эксплуатируются в таких крупных российских компаниях, как: ПАО «ФСК ЕЭС», ПАО «Газпром», ПАО «Газпром нефть», ОАО «РЖД», ПАО «Транснефть», ПАО «Россети», ПАО «Лукойл», ОАО «ТНК-ВР Холдинг», ПАО «НК «Роснефть» и др.

В энергосистеме России установлено более 1 800 000 единиц нашей продукции. Наиболее популярным и востребованным решением являются мультикамерные разрядники — инновационное средство молниезащиты ВЛ, не имеющее аналогов в мире. 

Разработки АО НПО “Стример” повышают энергоэффективность и надежность линий электропередачи, направлены на сокращение расходов на эксплуатацию и ремонтных издержек. 

      Мы обеспечиваем: 

  • отсутствие грозовых отключений ВЛ;
  • защиту подстанционного оборудования;
  • безопасность изоляторов;
  • защиту проводов от пережога.
  • промышленную безопасность;

Чтобы заказать разрядники на воздушные линии электропередач, узнать цены на молниезащиту для ВЛ и другую информацию, свяжитесь с нами по номеру +7 (812) 327 08 08 или напишите на электронную почту [email protected]

Чем отличаются искровые разрядники от варисторов?

Обычно варисторы и газовые разрядники выполняют одну и ту же задачу по защите от всплесков высокого напряжения, вызванных переходными процессами при коммутации, атмосферными разрядами и другими причинами.

Пример реализации защиты импульсного блока питания от входных всплесков напряжения с помощью трех варисторов (leaded disk varistor) и двух разрядников (surge arresters):

Обозначение различных типов разрядников на электрических схемах:

1 — Разрядник без указания его типа (общее обозначение);

2 — Трубчатый разрядник;

3 — Вентильный/магнитовентильный разрядник;

4 — Варистор (подробнее в статье «О роли варисторов/терморезисторов в блоках питания»);

5 — Пробивной предохранитель;

6 — Газовый разрядник;

7 — Трехэлектродный (управляемый) газовый разрядник;

8 — Термозащищенный газовый разрядник.

Газовые разрядники отличаются от варисторов принципом действия, хотя и выполняют похожие задачи по защите радиоэлектронных цепей от разрушительных высоковольтных импульсов (перенапряжений).

Варисторы в большинстве случаев являются метал-оксидными электронными элементами (MOV, Metal Oxide Varistor) с нелинейно уменьшающимся сопротивлением при увеличении приложенного напряжения (кроме того, существуют кремний-оксидные варисторы — SOV, Silicon Oxide Varistor). Благодаря этому полезному свойству, при всплеске напряжения, его энергия гасится на варисторе, включенном параллельно устройству/нагрузке.

Внутренняя структура метал-оксидного варистора:

Вольт-амперная характеристика метал-оксидного варистора:

Время срабатывания MOV-варистора равно наносекундам. Инертность варистора может привести к прохождению на защищаемый участок цепи большого количества энергии, способной вывести его из строя. Кроме того, варисторы подвержены старению — деградации, из-за которой со временем они работают со значительно худшими характеристиками. Деградацию варисторов сложно выявить в обычных условиях эксплуатации, поэтому она зачастую проявляется в виде выхода из строя защищаемого участка цепи при прохождении большого импульса напряжения.

При подборе MOV-варистора для конкретной конструкции нужно учитывать максимальное пиковое действующее напряжение в электрической цепи (его амплитуду). Для защиты входа устройства, включающегося в сеть нужно учитывать не действующее (среднеквадратичное или эффективное) значение переменного напряжения, которое показывает обычный вольтметр, а его максимальную амплитуду (пиковое напряжение).

Например, в сети с действующим переменным фазным напряжением Ud = 230 вольт (измеряется между фазой и нейтралью), максимальная амплитуда Um достигает значения (с учетом возможного допуска +10%):

Um = (Ud+10%) х 1.41 = 253 х 1.41 = 357 вольт,

для сети с Ud = 240 вольт максимальная амплитуда напряжения будет равна 373 вольтам.

Поэтому на входе устройств, питающихся от сети переменного синусоидального тока напряжением 220-240 вольт, нужно ставить электронные элементы рассчитанные на работу с напряжением не менее 400 вольт.

При слишком большой энергии электрического импульса, который гасится на варисторе, он сгорает. Это может произойти при долговременной подаче высоковольтного импульса и/или его очень большой амплитуде.

Фотография сгоревшего варистора:

В качественных импульсных блоках питания, кроме варисторов используются газовые разрядники или Gas-Filled Surge Arresters (SVT — разрядники, наполненные инертным газом).

В нормальных условиях разрядник имеет бесконечное сопротивление, но если напряжение между его электродами достигает определенного значения, то между ними начинает протекать ионизированный поток (так работает неоновая лампа). При дальнейшем повышении напряжения возникает электрическая дуга с образованием участка с постоянной проводимостью (пробой) с дуговым падением напряжения (arc drop).

Вольт-амперная характеристика типового газового разрядника:

Обычно в схемах с использованием разрядников избыточная энергия высоковольтного импульса гасится через цепь, образованную электрической дугой между электродами разрядника и нагрузочным сопротивлением.

Трубчатый разрядник

Трубчатый разрядник представляет собой трубку из прочного материала. Сам материал – это различные полимеры. Самый распространённый из них – это полихлорвинил. Полихлорвинил способен вынести  температуру, пригодную для данного типа разрядников.

В трубку помещены два электрода (рис 1.). Один присоединяется к защищаемому элементу, а другой заземляется. Принцип работы трубчатого разрядника довольно прост.

При напряжении пробоя образуется искра, которая ионизирует воздух. Воздух сильно нагревается, при этом идет массовое выделение газов.

Интенсивная газовая генерация гасит дугу фазного напряжения. Такое дугогасительное устройство называется продольным дутьём. Для выхода газов наружу, в  разряднике имеется отверстие.

Газовый разрядник отличается от воздушного только тем, что его корпус наполняют инертным газом (аргоном или неоном). В отличие от воздушного разрядника, в газовом разряднике дугу, образованную фазным напряжением, гасят инертные газы.

В современной электронике трубчатые разрядники распространены повсеместно. Они просты по устройству и надежны.  Пробивное напряжение воздушных разрядников невысокое, поэтому такие разрядники не применяются в более высоковольтной аппаратуре.

Более высокое пробивное напряжение  у газовых разрядников. Они гораздо эффективнее, так как газы не вступают в реакции, тем самым продлевают жизнь электродам.

Рис 3. Трубчатый разрядник

Техническое обслуживание и ремонт разрядников

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание и ремонт разрядников рассмотрим на примере разрядника РВП-10. Он состоит (рисунок 7) из многократных искровых промежутков и последовательных нелинейных резисторов (сопротивлений), помещенных в фарфоровый корпус. Единичный искровой промежуток состоит из двух фасонных латунных электродов 14, приклеенных к изоляционной миканитовой или картонной прокладке 15. Искровые промежутки в определенном количестве помещены в бакелитово-бумажный цилиндр, который не позволяет им смещаться друг относительно друга.

Резисторы набирают из вилитовых (вилит — запеченная смесь карборунда и жидкого стекла) дисков, плоскости которых металлизируют алюминием, а боковые поверхности покрывают изолирующей обмазкой.

Разрядник, как правило, находится все время во включенном положении

При осмотрах, особенно после грозы, и автоматических отключениях обращают внимание на целостность фарфоровых корпусов: они должны быть очищены от грязи и пыли и осмотрены. При наличии трещин на корпусе разрядник заменяют. Незначительные трещины эмалевого покрытия допускают дальнейшую эксплуатацию разрядника

Головки болтов и гайки должны быть окрашены, чтобы не было ржавых подтеков

Незначительные трещины эмалевого покрытия допускают дальнейшую эксплуатацию разрядника. Головки болтов и гайки должны быть окрашены, чтобы не было ржавых подтеков.

Ремонт

Наиболее характерные повреждения разрядников: сколы и трещины фарфорового корпуса, нарушения герметичности и крепления внутренних деталей разрядника, увеличенный ток утечки (более 10 мА) и низкое пробивное напряжение промышленной частоты (менее 26— 30,5 кВ).

Рисунок 7 – Вентильный разрядник РВП-10: а — общий вид, б — единичный искровой промежуток; 1 — металлический сегмент, 2 — озоностойкая резина, 3 — хомут, 4 — искровые промежутки, 5 — металлический колпак, 6 — болт для присоединения шин, 7 — спиральная пружина, 8 — изоляционный цилиндр, 9 — прокладка из фетра или войлока, 10 — резисторы, 11 — фарфоровый корпус, 12 — нижняя диафрагма, 13 — болт для заземления, 14 — латунный электрод, 15 — изоляционная прокладка из миканита или картона

Полная ревизия разрядника производится одновременно с проведением текущего или капитального ремонта всего оборудования подстанции

Разрядник отсоединяют от шин и осторожно в вертикальном положении переносят к месту проверки и профилактических испытаний. Легким покачиванием проверяют на слух плотность укладки внутренних деталей. Измеряют ток утечки и величину пробивного напряжения

При обнаружении неисправностей или отступления от норм электрических показателей разрядник заменяют новым, проверенным. Вскрытие разрядника с целью ремонта его деталей является сложной операцией, требует специального оборудования и опыта ремонтного персонала. Вскрытие разрядника возможно в чистом, сухом, теплом, светлом помещении. Замену отдельных деталей или изменение их взаимного расположения, а также ремонт их проводят в строгом соответствии с заводскими инструкциями

Измеряют ток утечки и величину пробивного напряжения. При обнаружении неисправностей или отступления от норм электрических показателей разрядник заменяют новым, проверенным. Вскрытие разрядника с целью ремонта его деталей является сложной операцией, требует специального оборудования и опыта ремонтного персонала. Вскрытие разрядника возможно в чистом, сухом, теплом, светлом помещении. Замену отдельных деталей или изменение их взаимного расположения, а также ремонт их проводят в строгом соответствии с заводскими инструкциями.

При ремонте трубчатых разрядников проверяют искровой промежуток, целостность деталей и в случае повреждений разрядник заменяют новым.

Дугозащитные рога

Первоначально широко применялась система дугозащитных «рогов». Когда дуга и однофазное замыкание искусственно переводились в двухфазное КЗ с гарантированным отключением ЛЭП.

Однако эта система имеет существенные недостатки:

она не защищает изоляцию от перенапряжения

не предотвращает отключения линии, а наоборот способствует этому

А между тем для линий с изолированной нейтралью однофазное замыкание не является аварийным режимом, требующим немедленного отключения.

А при прохождении ВЛЗ через посадки и лесные просеки возможны межфазные замыкания из-за касания веток.

Поэтому для защиты ВЛЗ среднего напряжения 6-20кв от грозовых перенапряжений стали применять специальные устройства — длинно искровые разрядники петлевого типа РДИП.

Принцип работы длинно – искрового разрядника РДИП – 10

Принцип работы длинно – искрового разрядника основываются на использовании эффекта скользящего разряда, который обеспечивает большую длину импульсного перекрытия по поверхности разрядника, и предотвращении за счет этого перехода импульсного перекрытия в силовую дугу тока промышленной частоты.

При возникновении на проводе воздушной линии ВЛ индуктированного грозового импульса искровой воздушный промежуток между проводом ВЛ и высоковольтным электродом разрядника пробивается, и напряжение прикладывается к изоляции между металлической трубкой и металлическим стержнем петли, соединённым с кронштейном и имеющим потенциал опоры ( заземление опор ).

Под воздействием приложенного импульсного напряжения во время грозы, вдоль поверхности изоляции петли от металлической трубки к кронштейну разрядника (по плечу с промежуточными электродами) развивается скользящий разряд. Вследствие эффекта скользящего разряда вольт-секундная характеристика разрядника расположена ниже, чем вольт-секундная характеристика изолятора, значит при воздействии грозового перенапряжения разрядник перекрывается, а в данный момент изолятор нет. После прохождения импульсного тока молнии разряд гаснет, не переходя в силовую дугу, что предотвращает возникновение короткого замыкания, повреждение провода и отключение воздушной линии ВЛ.

Более подробно о разряднике длинно – искровом: Физическая закономерность, связанная с переходом импульсного перекрытия в силовую дугу, исследования проводились в разных лабораториях мира. На основании обобщения результатов этих исследований и приобретенного опыта эксплуатации действующих воздушных линии ВЛ в России было принято нормативное соотношение, позволяющее оценивать вероятность возникновения силовой дуги при грозовых перекрытиях изоляции:

Ρ(д)=(1,59UхJхI-6) х 10-²= (1,59E-6)х10-²

где Е=U(ф)/l — средняя напряженность электрического поля вдоль пути перекрытия, кВ/м;

U(ф) — фазное напряжение линии, кВ/м;

l — длина пути перекрытия, м.

Как видно из формулы, при заданном номинальном напряжении вероятность возникновения дуги приблизительно обратно пропорциональна длине пути перекрытия. Значит за счет увеличения l (длинны пути) можно снизить вероятность установления силовой дуги, следовательно, значительно сократить число отключений линий. Данный способ защиты от молнии реализует этот принцип за счет использования специальных разрядников.

Разрядный элемент РДИП – 10, вдоль которого развивается скользящий разряд, имеет длину, в несколько раз превышающую длину защищаемого изолятора линии. Конструкция разрядника обеспечивает его более низкую импульсную электрическую прочность по сравнению с защищаемой изоляцией. Главной особенностью длинно-искрового разрядника является то, что вследствие большой длины импульсного грозового перекрытии вероятность установления дуги короткого замыкания сводится к нулю.

Особенности характеристик GDT

Говоря о достоинствах и недостатках газовых разрядников, имеет смысл сравнивать их с другими ограничивающими элементами: MOV/MLV-варисторами и TVS-диодами.

Высокое значение напряжения срабатывания и напряжения дуги. Данные значения напряжений для GDT лежат в диапазоне от десятков до сотен вольт. Таким образом, использование только GDT для защиты низковольтных цепей затруднительно. Варисторы и TVS-диоды позволяют ограничивать помехи на уровне от единиц вольт.

Зависимость напряжения срабатывания от скорости нарастания импульса. Очевидно, что данная особенность может оказаться критической. Разрядник может еще не включиться, а защищаемое оборудование успеет выйти из строя. Для варисторов и супрессоров данная зависимость не является такой сильной.

Рис. 4. Вольт-секундная характеристика газоразрядника CG5145

Низкое быстродействие. Как было показано выше, на возникновение дуги требуется значительное время. По этой причине защищаемые цепи должны выдерживать воздействие помехи до тех пор, пока GDT не включиться. Для характеристики этой особенности в документации приводят вольт-секундную характеристику (рисунок 4). Она дает представление о быстродействии прибора и процессах развития разряда в целом. По быстродействию MOV/MLV и TVS значительно превосходят GDT.

Длительный период восстановления. После снятия воздействующего импульса восстановление газового разрядника происходит достаточно долго. Это связано с необходимостью рассеивания запасенной энергии, уменьшением числа ионизированных молекул и электронов. Восстановление TVS происходит гораздо более быстрыми темпами и связано с процессами рекомбинации носителей.

Ограниченный срок службы. Возникновение дуги в обязательном порядке приводит к разрушению электродов, ухудшению параметров используемого газа. Срок службы TVS-диодов при отсутствии катастрофических помех практически ни чем не ограничен.

Однако, несмотря на эти особенности, которые необходимо учитывать, GDT имеют существенные достоинства, которые делают их незаменимыми в целом ряде случаев.

Возможность защиты от высоковольтных импульсов. Разрядники имеют возможность выдерживать импульсы напряжений амплитудой до десятков кВ.

Возможность защиты от помех высокой мощности. GDT способны выдерживать мощные импульсы с токами до нескольких тысяч ампер даже при малых габаритах.

Низкая емкость и большое сопротивление изоляции. При подключении GDT не оказывает влияния на электрические характеристики защищаемой линии. Малая емкость не вносит задержку в распространение сигнала, а большое сопротивление не оказывает большого влияния на токи утечки.

Подводя итог, можно сделать вывод о том, что GDT, варисторы и TVS-диоды не могут полноценно взаимно заменять друг друга. Для защиты от мощных помех GDT оказываются незаменимыми. Однако для защиты низковольтных цепей одних лишь разрядников будет недостаточно.

Для комплексной защиты низковольтных линий применяют каскадное включение различных защитных приборов (рисунок 5).

Рис. 5. Каскадное включение защитных приборов

При таком включении основную мощную помеху подавляет GDT. Стоит помнить, что перечисленные ограничители имеют различное быстродействие. По этой причине недостаточно простого параллельного включения приборов. Необходимо создание резистивных или индуктивных линий задержек. В противном случае при возникновении мощной помехи первым выйдет из строя TVS, за ним варистор, а разрядник еще не успеет включиться.

Среди приложений GDT основными являются:

  • низкоскоростные интерфейсы телекоммуникационного оборудования (модемы, факсы и так далее);
  • среднескоростные телекоммуникационные интерфейсы (T1/E1/J1/DS1, T3/E3/DS3);
  • высокоскоростные интерфейсы (USB 2.0/3.0, HDMI, eSATA, DisplayPort, DVI, IEEE 1394);
  • линии Ethernet 10/100/1000 BASE-T;
  • приемные тракты антенн ВЧ-ресиверов;
  • коммерческие приложения (IP-камеры, DVR-рекодеры);
  • медицинское портативное и стационарное оборудование;
  • мощные линии питания (источники питания, входные линии питания оборудования) и другое.

Компания Littelfuse выпускает газоразрядники для всех перечисленных областей применения. Все GDT Littelfuse можно разделить на четыре категории: малой и средней мощности, средней и большой мощности, повышенной мощности, с большим уровнем напряжения срабатывания. Рассмотрим их более подробно.

В вентильном разряднике для гашения дуги используется нелинейное сопротивление

На протяжении многих десятилетий на электрических сетях широко используются вентильные разрядники. Они представляют собой последовательно соединенный газовый разрядник и нелинейное сопротивление. В нашей стране обычно используются сопротивления из вилита — композиционного материала на основе карбида кремния. Сопротивление вилитового резистора тем меньше, чем больше сила тока. Когда происходит импульсное перенапряжение и срабатывает разрядник, сила тока через резистор резко возрастает и его сопротивление снижается. Но когда импульс прошел и продолжается самоподдерживающийся дуговой разряд, сила тока падает, сопротивление резистора возрастает, что приводит к уменьшению напряжения на контактах разрядника. Таким способом гасится дуговой разряд. Вентильный разрядник выдерживает до 20 срабатываний.

Разновидностью вентильного разрядника является магнитовентильный, где для гашения дуги дополнительно используется магнитное поле.

Несколько выбивается из общего ряда трубчатый разрядник, который также относится к искровым. В нем камера не является герметичной и заполнена твердым веществом — поливинилхлоридом. «Земля» выполнена в виде трубки, другой электрод выполнен в виде стержня, коаксиально расположенного в этой трубе. При искровом разряде в толще поливинилхлорида вырабатывается газ, стремящийся выйти наружу. Течение газа осуществляет гашение дуги. Трубчатые разрядники выдерживают до 10 срабатываний. Их основное преимущество — дешевизна, но в остальном их характеристики находятся не на самом высоком уровне, поэтому такие разрядники постепенно заменяют твердотельными.

РМК-10-И. Почему отказались от прокусывающего зажима?

Вопрос с отказом от прокусывающего зажима пока еще остается открытым. Однозначный ответ должна дать опытно-промышленная эксплуатация.

Сторонники отказа от зажима приводят в качестве аргумента следующие соображения: принцип работы этого разрядника таков, что срабатывает он очень быстро, за время порядка 100 мкс, т.е. проходит только импульс тока, появление которого обусловлено возникновением индуктированных перенапряжений на ВЛ; сопровождающий ток при этом не успевает нарасти до значений, которые могли бы привести к перегоранию провода. За это время невозможно повредить жилу провода. В отличие от РДИП или РМК, которые гасят сопровождающий ток за время одного полупериода (порядка 10 мс). За это время возможно повреждение жилы при большом количестве срабатываний (> 10).

Даже в случае отказа от зажима, при монтаже на СИП, необходимо проколоть изоляцию напротив электрода разрядника. Такое отверстие не будет чем-то опасным для провода, более того бытует мнение, что буквально через несколько месяцев нахождения провода СИП в эксплуатации целостность слоя изоляции на его поверхности разрушается, поэтому нет необходимости в том, чтобы прокалывать провод. Однако провод прокалывать все равно нужно, особенно на новых линиях, потому что существует риск того, что изоляция на незащищенных фазах окажется поврежденной и произойдет перекрытие одной из этих фаз.

Механизм нарушения целостности слоя изоляции на поверхности провода марки СИП: при загрязнении и увлажнении изолятора нулевой потенциал опоры выносится на оболочку провода. Получается, что всё напряжение фактически приложено к изоляции провода (между жилой и краем оболочки). СИП не рассчитан на такие нагрузки и изоляция будет «проедаться» напряжением промышленной частоты (это гипотеза, она будет проверяться в процессе ОПЭ).

Охрана труда и пожарная безопасность.

К оперативному обслуживанию высокочастотного  заградителя допускается электротехнический персонал ПС, имеющий допуск к работе в электроустановках выше 1000В, изучивший инструкции по эксплуатации, ознакомившийся с конструкцией и работой высокочастотного  заградителя.

Осмотр высокочастотного  заградителя должен выполняться непосредственно с земли.

Категорически запрещается производство каких-либо работ во время осмотра. 

При осмотре ЗАПРЕЩАЕТСЯ приближаться к находящемуся под напряжением высокочастотному  заградителю с явными признаками повреждения, а также приближаться к токоведущим частям, находящимся под напряжением, на расстояние, меньше указанного в таблице 1.1. «Правил по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок».

При выводе оборудования, при вводе его в работу, при проведении ремонтов на высокочастотном  заградителе персонал обязан пользоваться средствами индивидуальной защиты и электрозащитными средствами, которые должны быть исправны, предварительно осмотрены и испытаны.

Перед производством ремонтных работ на высокочастотном  заградителе, место ремонта должно быть подготовлено оперативным персоналом ПС в соответствии с требованиями «Правил по охране труда при эксплуатации электроустановок».

Ремонт высокочастотного  заградителя с применением  грузоподъёмных механизмов и гидроподъемников производится на основании проекта производства работ, утверждённого главным инженером ПМЭС.

Не допускается при работе грузоподъемных машин и механизмов пребывание людей под поднимаемым грузом, корзиной АГП, а так же ближе 5 метров от работающих механизмов.

Ремонтному персоналу запрещается выполнять работы с АГП до заземления ее корпуса и без применения предохранительных монтерских поясов.

При проведении работ на высокочастотном  заградителе должны быть выполнены мероприятия, необходимые для предотвращения  попадания под наведенное напряжение ремонтного персонала (установлены переносные заземления с обеих сторон предполагаемого места разрыва электрической цепи с присоединением к одному заземлителю).

Перед прикосновением к токоведущим частям заградителя после их отключения (независимо от предшествующего разряда), конденсаторы элемента настройки должны быть разряжены замыканием выводов элемента настройки накоротко. Замыкание выводов производится гибкой металлической шиной, укреплённой на изолирующей штанге. Выводы конденсаторов должны быть закорочены, если они не подключены к токоведущим частям, но находятся в зоне действия электрического поля (наведенного напряжения).

При всех видах работ должны соблюдаться гигиенические нормы воздействия на персонал электрического поля токов промышленной частоты.

Территория ОРУ ПС должна содержаться в чистоте, очищаться от сгораемых и захламляющих отходов. Все подъездные дороги должны содержаться в исправном состоянии, а в зимнее время очищены от снега.

При выполнении ремонтных работ с использованием открытого огня (пайка, сварочные работы) необходимо, обеспечить место проведения огневых работ средствами тушения пожара.

Сварочные и другие огнеопасные работы в РУ ПС должны выполняться по наряду. Оперативный персонал ПС должен осуществлять осмотр оборудования на котором проводились сварочные или другие огнеопасные работы  в сроки, указанные в наряде (если это было поручено в отдельных указаниях).

Параметры, проверяемые у ОПН

На различных этапах изготовления и последующей эксплуатации ограничители должны подвергаться тем или иным испытаниям, которые регламентируются вышеприведенными НД:

  • Сопротивление изоляции – проверяется мегаомметром для контроля изоляции;
  • Ток проводимости – позволяет проверить нелинейное сопротивление вилитовых дисков;
  • Воздействие электрическим напряжением – для проверки прочности и устойчивости в различных режимах;
  • Частичные разряды – используются для проверки устойчивости на пробой посредством амплитудных скачков тока;
  • Остаточное напряжение – характеризует способность устройства к накоплению заряда;
  • Механическая прочность – позволяет убедиться, что рубашка выдержит механические нагрузки;

    Рис. 1. Принцип проверки механической прочности

  • Герметичность – определяет сопротивление корпуса проникновению влаги внутрь.

Проблемы технической реализации

Основной проблемой при построении самовосстанавливающегося искрового разрядника является необходимость гашения дуги. Дело в том, что процесс дугового разряда является самоподдерживающимся. После того, как импульс прошел, плазменный канал продолжает существовать какое-то время, при этом защищаемая линия замкнута на землю. Если канал не погасить, сработает защита линии от короткого замыкания, что в общем случае нельзя допустить. А, если речь идет о телекоммуникационных применениях, то прерывается связь. В добавок ко всему, от нагрева разрядник просто разрушается. Для гашения дуги используются разнообразные средства, по конструкции которых и различаются типы искровых разрядников.

Другая проблема — защита симметричной линии, что особенно актуально для использования в телекоммуникационной отрасли. Оба провода защищены путем соединения их разрядниками с «землей». Из-за разницы параметров разрядников может возникнуть ситуация, когда один разрядник сработает, а другой нет, что может только усугубить ущерб от импульсных перенапряжений. Поэтому для защиты симметричных линий применяются трехэлектродные разрядники (не путать с управляемыми разрядниками, которые также имеют три электрода). Они представляют собой фактически два разрядника в виде одного устройства и с общем выводом «земли», выполненные в едином производственном цикле. Благодаря этому их технические характеристики полностью идентичны.

Обозначение [ править | править код ]

На электрических принципиальных схемах в России разрядники обозначаются согласно ГОСТ 2.727—68. 1. Общее обозначение разрядника 2. Разрядник трубчатый 3. Разрядник вентильный и магнитовентильный 4. ОПН

Разря́дник

— электрический аппарат, предназначенный для ограничения перенапряжений в электротехнических установках и электрических сетях. Первоначально разрядником называли устройство для защиты от перенапряжений, основанный на технологии искрового промежутка. Затем, с развитием технологий, для ограничения перенапряжений начали применять устройства на основе полупроводников и металл-оксидных варисторов, применительно к которым продолжают употреблять термин «разрядник».

Трубчатые модификации

Трубчатые и вентильные разрядники между собой схожи. На подстанциях они встречаются довольно часто. Основная особенность трубчатой модификации кроется в низкой проводной способности. Также стоит отметить, что рабочая частота лежит в пределах 40-50 Гц. Многие модификации подходят для трансформаторов серии КЕ. Системы защиты используются разных классов.

Пробивное напряжение, как правило, не превышает 500 В. Рабочая влажность разрядника составляет не более 80%. Атмосферных перегрузок они не боится, корпус защищен отлично. Насадки под устройства применяются в основном комбинированного типа. Накладки в данном случае используются довольно редко. Диски устанавливаются на небольшом расстоянии друг от друга.

Модификации с двумя конденсаторными коробками встречаются очень редко. Емкость у них в среднем составляет 500 мк. Довольно часто номинальное напряжение не превышает 450 Вт. Системы защиты КР используются редко. Резисторы дипольного типа для модификаций точно не подходят. Цена на хороший разрядник колеблется в пределах 14 – 20 тыс. руб.

Вы производите ОПН?

Нет, мы не производим ОПН.

В мире на рынке устройств молниезащиты поставляются два типа устройств: ОПН и разрядники нашего производства. Просто искровые промежутки в расчет не берем. В РФ также продолжают выпускать трубчатые и вентильные разрядники, хотя, по общему мнению, они уже отжили свое, для линий 35 кВ и выше – точно. Есть новые разработки, например в Китае, это различные конструкции-комбинации ОПН, «рогов» и даже трубчатых разрядников. Но все они находятся на этапе исследования и серийно не поставляются.

Устройств на базе ОПН много, каждый производитель старается привнести что-то свое, но база одна – это варисторы. А варисторы требуют бережного отношения, обладают определенной пропускной способностью.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Editor
Editor/ автор статьи

Давно интересуюсь темой. Мне нравится писать о том, в чём разбираюсь.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Профессионал и Ко
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector