|
|
Защита от наведенных перенапряженийНаведенные перенапряжения возникают вследствие электростатической и электромагнитной индукции, главным образом в проводах линий электропередачи при ударе молнии в близко расположенные объекты. Они значительно более часты, чем прямые удары молнии. Перенапряжения при этом меньше, но все же достигают десятков и сотен тысяч вольт. Их воздействию подвергаются практически все объекты, электрически связанные в данной установке. Качество изоляции электрооборудования характеризуется вольт- секундными характеристиками. (см рис.1) Это зависимости пробивного напряжения от времени. По оси абсцисс откладывают время в микросекундах, а по оси ординат — амплитуду импульса или волны перенапряжения в киловольтах или тысячах киловольт, при котором происходит разрушение — пробой изоляции объекта.
Вольт-секундная характеристика: 1-защищаемого объекта; 2- разрядника
Простейший грозозащитный аппарат - это роговой разрядник или основной воздушный искровой промежуток. Выполняют его из трех пар стержней из круглой стали, изогнутых в виде рогов. На каждой фазе один электрод присоединен к проводу линии, а другой - к заземленной стальной траверсе. Образующийся после прохождения импульса ток к.з. вызывает между рогами промежутка эл-ую дугу. Эта дуга под воздействием эл.динамических сил и тепловых потоков воздуха движется вверх, растягивается и гаснет. Второй промежуток исключает возможность замыкания на землю линии при перекрытии основного (птицами). Основные искровые промежутки применяют в сельских электрических сетях напряжением 6...35 кВ при малых токах к. з., которые они способны погасить.
Электрическая дуга При размыкании контактов, если сила тока в цепи 0,1 А и более и напряжение свыше 10 В, возникает электрический разряд в виде дуги. При напряжениях 110кВ и выше длина дуги достигает нескольких метров. Температура внутри дуги может быть 10 ООО... 15 ООО °С, и электрическая дуга представляет опасность для электрических цепей всех напряжений, особенно для напряжения выше 1 кВ. Процесс горения электрической дуги делят на три этапа: зажигание дуги; устойчивое горение дуги; гашение дуги. Способы гашения дуги. Удлинение дуги. При расхождении контактов в процессе отключения эл. цепи возникшая дуга растягивается. При этом улучшаются условия охлаждения дуги. Деление длинной дуги на ряд коротких дуг. Если дугу, образовавшуюся при размыкании контактов, разделить на К коротких дуг с помощью метал. решетки, то она погаснет при условии U˂KUк.а. Дуга затягивается в решетку под воздействием эл.магнитного поля, наводимого в пластинах решетки вихревыми токами. Используется в АВ. Охлаждение дуги в узких щелях. Исп. дугогасительные камеры с продольными щелями. Из-за соприкосновения дуги с холодными поверхностями происходит ее интенсивное охлаждение. Втягивание происходит под действием магнитного поля. Гашение дуги в масле.Если контакты выключателя помещены в масло, то возникающая при их размыкании дуга приводит к интенсивному испарению масла. В результате вокруг образуется газовый пузырь, состоящий в осн. из водорода. Дуговой разрыв ограничивают дугогасительной камерой. Дугогасительные камеры по принципу устройства разделяют на три основные группы: с автодутьем; с принудительным масляным дутьем; с магнитным гашением в масле. Наиболее эффективно гашение дуги в дугогасительных камерах с автодутьем, применяемых в масляных выключателях напряжением свыше 1 кВ. Дутье осуществляется холодным неионизированным воздухом, поступающим в воздушные выключатели из баллонов со сжатым воздухом. Гашение дуги высоким давлением. Трубчатые разрядники Трубчатые разрядники - грозозащитные аппараты. На каждую фазу линии устанавливают один разрядник , представляющий собой трубку 2 из материала, бурно выделяющего газы при воздействии на него электрической дуги. В трубке помещены электроды 3: один в виде металлического стержня, другой — шайбы. Расстояние между ними образует искровой промежуток. Его устанавливают при изготовлении разрядника в зависимости от напряжения сети. Нижний конец трубки открыт. В нем помещается изогнутая металлическая пластинка.. Она выбрасывается газами, показывая срабатывание разрядника. Разрядник присоединен верхним концом через искровой промежуток к фазному проводу линии, нижний электрод — к заземлению. Размер искрового промежутка определяют из таблицы. Он необходим для того, чтобы трубка разрядника не находилась постоянно под напряжением линии и не разрушалась токами утечки. Волна перенапряжения перекрывает наружный и внутренний промежутки и уходит в землю. Сопровождающий ток короткого замыкания создает внутри трубки электрическую дугу. Она воздействует при высокой температуре на газогенерирующий материал трубки и вызывает бурное выделение газов. В трубке создается высокое давление до 7 Па, которое выдувает ионизированные газы и гасит дугу с хлопком. Трубку изготовляют из фибры либо, что более удобно, из винипласта.
Недостатки: наличие зоны выхлопа, крутой срез волны перенапряжения, замыкание (хотя и кратковременное) линий на землю и особенно крутая вольт-секундная характеристика, исключающая возможность широкого применения трубчатых разрядников в качестве аппарата защиты подстанционного оборудования; наличие предельных отключаемых токов. Благодаря своей простоте и низкой стоимости трубчатые разрядники широко применяются в качестве вспомогательных средств защиты подстанций, для защиты маломощных и малоответственных подстанций, а также отдельных участков линий.Условное обозначение
Выбор РТ: номинальное напряжение Uн˃ Uн рт; По данным тока отключения Imin откл≤ Imin к.з.= I(2)к; Imax откл˃ Типы РТВ 35/(0,5 - 2,5); РТФ(фибравая трубка) РТВ с трубкой из винипласта Выключатели КРУ Распределительное устройство (РУ) — электроустановка, служащая для приёма и распределения электрической энергии одного класса напряжения. Распределительное устройство содержит набор коммутационных аппаратов, вспомогательные устройства РЗиА и средства учёта и измерения. Наибольшее применение в КРУ получили малообъемные масляные выключатели. Эти выключатели имеют простую и надежную конструкцию, их масса и размеры невелики. В последнее время разработаны выключатели с электромагнитными и вакуумными дугогасительными камерами. Вентильные разрядники Вентильные разрядники, как и другие типы разрядников, предназначены для ограничения возникающих в электрических сетях коммутационных и атмосферных перенапряжений, с целью предотвращения возможных пробоев изоляции, повреждения оборудования и прочих негативных последствий. Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких однократных) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых или тиритовых дисков). Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. В связи с тем, что вилит меняет характеристики при увлажнении, рабочий резистор герметично закрывается от внешней среды. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Вилит обладает особенным свойством — его вольт-амперная характеристика нелинейна — падает с увеличением значения силы тока. Т.е для рабочего напряжения сети после прохождения импульса сопротивление возрастает, ограничивая сопровождающий ток к.з. менее 100А. Этот ток легко разрывается искровым промежутком. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени.
Работа разрядника происходит в следующем порядке. При появлении перенапряжения пробиваются три последовательно включенных блока искровых промежутков 2. Импульс тока при этом через рабочие резисторы замыкается на землю. Возникший сопровождающий ток ограничивается рабочими резисторами, которые создают условия для гашения дуги сопровождающего тока. По позициям в обозначении: Первые две буквы: Р — разрядник. В — вентильный. Следующие за ними: К — коммутационный, Н — низковольтный, О — облегченный, РД — с растянутой дугой, С — станционный, У — унифицированный, Э — для электроподвижного состава, ВМ - для вращающихся машин, М - вентильный магнитный, Т - токоограничивающий. Далее через знак тире: Номинальное напряжение в сети, кВ. После него через знак дроби: Климатическое исполнение (У — умеренный климат, ХЛ — холодный климат, ТВ — тропический влажный климат, ТС — тропический сухой климат) После него: Категория размещения (от 1 до 5) Выбор РТ: номинальное напряжение Uн˃ Uн рт; По данным тока отключения Imin откл≤ Imin к.з.= I(2)к; Imax откл˃ Типы:РВС-10(разрядник вилитовый станционный на 10 кВ) РВО, РВС, РВМГ, РВМА, РВП
МАСЛЯНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ Выключатель — основной коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения тока в сетях аварийных (при к. з.), нормальных (при нагрузке и без нее) и ненормальных (при перегрузке) режимах. Наиболее тяжелый режим работы для выключателя — отключение токов к. з. К выключателям предъявляют следующие требования: надежное отключение токов при значениях от десятков ампер до номинального тока отключения; длительное выдерживание номинальных режимов по току и напряжению; устойчивость к термическому и динамическому воздействиям токов к. з.; эффективное и быстрое гашение электрической дуги, малое время отключения; Масляные многообъемные (баковые) выключатели. Для выключателей на напряжение 10...35 кВ для контактов обычно предусматривают один бак, на более высокие напряжения контакты каждой фазы помещают в свой бак. Выпускают выключатели в двух исполнениях: с разрывом дуги в масле без устройств дугогашения и со специальными дугогасительными устройствами. Масло обеспечивает гашение дуги и изоляцию токоведущих частей. Масло наливается в бак выключателя не полностью. Под крышкой остается воздушная подушка, необходимая для смягчения удара в крышку выключателя при возникновении электрической дуги и повышении давления внутри бака. Если уровень масла будет слишком низок, то газы попадут под крышку чрезмерно нагретыми. Это может привести к взрыву смеси водорода с воздухом. Из-за отсутствия специальных дугогасительных устройств отключающая способность выключателей невелика. Их применяют в установках напряжением 6... 10 кВ. Используют выключатели ВМБ-10, ВМЭ-6, ВМЭ-10 и ВС-10. При эксплуатации их постепенно заменяют маломасляными аппаратами. По принципу действия дугогасительные устройства делят на три вида: с автодутьем (высокое давление и значительная скорость движения газа в зоне дуги обеспечиваются за счет энергии, выделяющейся в дуге); принудительным масляным дутьем (масло нагнетается к месту разрыва с помощью специальных механизмов); магнитным гашением в масле (дуга под воздействием магнитного поля перемещается в узкие каналы и щели). Наиболее простым и эффективным считают гашение дуги автодутьем. Достоинством считается простота конструкции и относительная дешевизна. Недостатки: взрыво- и пожароопасность, большой объем масла; неудобство монтажа и т.п.
Малообъемные масляные выключатели. В отличие от многообъемных масляных выключателей у малообъемных разрыв цепи и дальнейшее гашение дуги происходят отдельно для каждой фазы в своем баке (горшке), выполненном из стали, фарфора, а для больших токов — из цветного металла. Масло используется только для гашения электрической дуги, а токоведущие элементы выключателя изолируют твердыми материалами, чаще всего фарфором. Из-за малого объема масла выключатели взрыво- и пожаробезопасны. Их применяют без специальных взрывозащитных камер в закрытых распределительных устройствах и для внутренней установки. Дуга гасится за счет газомасляного дутья в специальных дугогасительных камерах, прикрепленных на неподвижных контактах розеточного типа.
Безмасленные выключатели Вакуумный выключатель — высоковольтный выключатель, в котором вакуум служит средой для гашения электрической дуги. Вакуумный выключатель предназначен для коммутаций (операций вкл-откл) электрического тока — номинального и токов короткого замыкания (КЗ) в электроустановках. Осн. элемент - запаянный стеклянный баллон, внутри которого расположены неподвижный и подвижный вольфрамовые контакты. На подвижный контакт воздействуют через сильфон, герметически скрепленный со стеклянным баллоном. Полный ход подвижного контакта при U 10кВ равен нескольким мм. Использование вакуума в качестве дугогасящей среды дает следующие преимущества: полная пожаро- и взрывоопасность; большой срок службы; нет необходимости в обслуживании; малое время срабатывания; малые размеры; отсутствие шума. Недостатки: сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения; сравнительно небольшие номинальные токи и токи отключения. Выпускаются типы ВВВ-10-2/320 (ном. ток 320, предельно откл. 2кА). Устанавливают на подстанциях 35/10кВ, в распределительных пунктах, пунктах секционирования и др. удаленных пунктов.
В электромагнитных выключателях для гашения дуги исп. электродинамические силы, воздушный поток, создаваемый спец. поршневым устройством, и магнитное дутье, которое обеспечивается в результате взаимодействия магнитного поля катушки магнитного дутья с током дуги. Достоинства: отсутствие масла; взрыво и пожаробезопасны; малый износ контактов; проигодны для частых вкл. и откл. Недост: сложная конструкция дугогасительной системы; ограниченный предел номU (до 20кВ). В элегазовых выключателях для гашения дуги предусматривается спец. устройство, обеспечивающее вращение дуги (за счет взаимодействия ее тока с магнитным полем постоянных магнитов) в элегазе. Элегаз обладает высокими дугогасящими свойствами, не горит и не поддерживает горение, взрыво и пожаробезопасны, быстродейственны. Воздушные, электромагнитные и элегазовые выключатели из- за специфических особенностей устройства и высокой стоимости в системах электроснабжения сельского хозяйства практически не используют.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2025 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
От наведенных перенапряжений установки защищают с помощью грозозащитных аппаратов — разрядников. Разрядник состоит из воздушных искровых промежутков ИП (см. рис.2а), включенных на каждую фазу и соединенных с землей непосредственно или через добавочное, рабочее сопротивление R. Искровые промежутки подбирают так, что вольт-секундная характеристика разрядника 2 проходит ниже вольт-секундной характеристики защищаемого объекта. Вследствие этого пробой искрового промежутка и разряд импульса в землю происходят ранее достижения амплитуды импульса, т. е. при значении напряжения, меньшем, чем пробивное напряжение защищаемого объекта.
; разрядник и его хар-ки необходимо согласовать с защитными хар-ками изоляции.
Разрядник типа РВС-10 (разрядник вентильный станционный на 10 кВ) показан на рисунке. Основными элементами являются вилитовые кольца 1, искровые промежутки 2 и рабочие резисторы 3. Эти элементы расположены внутри фарфорового кожуха 4, который с торцов имеет специальные фланцы 5 для крепления и присоединения разрядника. Рабочие резисторы 3 изменяют свои характеристики при наличии влаги. Кроме того, влага, оседая на стенках и деталях внутри разрядника, ухудшает его изоляцию и создает возможность перекрытия. Для исключения проникновения влаги кожух разрядника герметизируется по торцам с помощью пластин 6 и уплотнительных прокладок из износостойкой резины 7.
; разрядник и его хар-ки необходимо согласовать с защитными хар-ками изоляции.
Корпус полюса выключателя на напряжение 35 кВ изготовляют из фарфора, а на напряжение 10кВ —из стали с немагнитным швом или цветного металла.В распределительных устройствах на напряжение 10кВ сельских трансформаторных подстанций напряжением 110...35/10 кВ применяют выключатели ВПМ-10 (выключатель подвесной масляный), а также ВК-10.