Вентильные разрядники для электроустановок - РВВМ

Вентильные разрядники серии РВВМ на номинальные напряжения 3, 6 и 10 кВ, предназначенные для защиты вращающихся машин, выпускались до 1964 г.
Для защиты изоляции вращающихся машин, электрическая прочность которых в 2—2,5 раз ниже, чем у трансформаторов того же класса напряжения, потребовалось снижение импульсного пробивного напряжения разрядников по сравнению с пробивным напряжением разрядников РВС.

Простым уменьшением количества единичных искровых промежутков снизить импульсные пробивные напряжения нельзя, поскольку это привело бы одновременно и к снижению пробивных напряжений промышленной частоты, которые должны быть выше уровня возможных внутренних перенапряжений. Поэтому снижение импульсных пробивных напряжений у разрядников серии РВВМ и сохранение на должном уровне пробивных напряжений промышленной частоты, т. е. снижение коэффициента импульса, достигаются тем, что искровые промежутки 1 разделены на две группы и нижняя группа искровых промежутков вместе с последовательным сопротивлением 2 зашунтирована конденсатором 4, имеющим емкость 200—220 пФ (рис. 17,о). Напряжение промышленной частоты распределяется по активным сопротивлениям схемы 3 и емкость 4 не оказывает при этом влияния на величину пробивного напряжения разрядника. Но при импульсах напряжение распределяется -по конденсаторам обратно пропорционально величинам их емкостей. Поэтому большая часть приложенного импульсного напряжения приходится на искровые промежутки верхней группы (не шунтированной конденсатором) и они пробиваются. После этого все напряжение приложено к нижней группе искровых промежутков (шунтированной конденсатором) и они также пробиваются, т. е. происходит каскадный пробой. При каскадном пробое разрядное напряжение ниже, следовательно шунтирование части искровых промежутков приводит к снижению импульсного разрядного напряжения разрядников, что и требуется для защиты изоляции вращающихся машин.
При отсутствии шунтирующего конденсатора 4 пробивное напряжение разрядника существенно выше, поскольку при малом количестве искровых промежутков импульсное напряжение распределяется по ним достаточно равномерно.
Блоки искровых промежутков состоят из двух или четырех единичных искровых промежутков. Число искровых промежутков и их распределение по подгруппам в разрядниках серии РВВМ приведены в табл. 5.

Рис. 16. Внешний вид разрядников на 35 кВ.
Коэффициент импульса при предразрядном времени 1,5—20 мкс у разрядников РВВМ не превышает 0,85, а пробивное напряжение единичных промежутков лежит в пределах 1,9—2,8 кВ.
Последовательные сопротивления разрядников РВВМ комплектуются из вилитовых дисков диаметром 100 и высотой 60 и 20 мм, т. е. из таких же дисков, как и у разрядников серии РВС, но с целью получения лучших защитных характеристик комплектовка производится дисками с более низкими значениями коэффициента вентильности.
Размещение внутренних деталей разрядников типа РВВМ в фарфоровой покрышке показано на рис. 17,6. Герметизация разрядников осуществляется так же, как разрядников серии РВС.
Основные электрические характеристики разрядников серии РВВМ указаны в табл. 6.
Таблица 5

Вентильные разрядники серии РВМ на напряжения 3—35 кВ, предназначенные для защиты вращающихся машин, выпускаются с 1964 г. Разрядники на напряжения 3, 6, 10, 15 и 20 кВ представляют собой одноэлементную конструкцию, а на напряжение 35 кВ собираются из двух элементов РВМ-15.

Рис. 17. Разрядник РВВМ-6.
а — электрическая схема разрядника серии РВВМ; б — разрядник в разрезе.
Таблица 6

Примечание. В скобках даны характеристики разрядников, выпускавшихся до 1960 г.
Искровые промежутки разрядников РВМ имеют магнитное гашение вращающейся дуги и надежно гасят сопровождающий ток промышленной частоты величиной 250—300 А.
Принцип действия искровых промежутков с магнитным гашением показан на рис. 18.
Электрическая дуга Д горит между концентрически расположенными электродами: кольцевым 1 и дисковым 2, которые образуют единичный искровой промежуток. Сопровождающий ток проходит через постоянный магнит 3 на электрод единичного промежутка /, затем через дугу Д на электрод 2 и постоянный магнит 4. В результате взаимодействия магнитного поля сопровождающего тока с магнитным полем постоянных магнитов дуга вращается по кольцевому промежутку между электродами. За один полупериод промышленной частоты дуга совершает несколько десятков оборотов и во время своего движения интенсивно охлаждается и гаснет.
Направление механической силы, которая приводит во вращение дугу, определяется по известному правилу «Левой руки». Если расположить левую руку так, чтобы в ладонь руки входили магнитные силовые линии Я постоянных магнитов, а вытянутые четыре пальца показывали направление тока I в дуге Д, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление действия силы F.
Конструкция единичного искрового промежутка с магнитным гашением показана на рис. 19. Единичный искровой промежуток образован двумя концентрически расположенными электродами 1 и 2. Длина промежутка около 2 мм. Электроды единичных промежутков помещены между изолирующими прокладками из электрокартона 3 и миканита 4. Искровые промежутки расположены в магнитном поле постоянного магнита 5.
Искрение у «подсвечивающих» электродов 6 в пред- разрядное время обеспечивает стабильность пробивного напряжения искрового промежутка.

Рис. 18. Схема работы искрового промежутка с вращающейся дугой.
Разрядники РВМ-3, РВМ-6 и РВМ-10 имеют сниженные разрядные напряжения и их искровые промежутки состоят соответственно из 3, 6 и 9 единичных искровых промежутков, разделенных на три равные группы. Электрическая схема соединения групп искровых промежутков показана на рис. 20.
Для равномерного распределения по единичным искровым промежуткам ИП напряжения промышленной частоты и внутренних перенапряжений каждая группа искровых промежутков шунтирована нелинейным резистором ШС.

Рис. 19. Конструкция единичного искрового промежутка с вращающейся дугой.
Для неравномерного распределения импульсных Напряжений по искровым промежуткам и снижения их разрядного импульсного напряжения первая и вторая группы искровых промежутков (спитая от земли) шунтируются конденсаторами К. Снижение импульсных разрядных напряжений приводит к снижению коэффициента импульса разрядников Р.ВМ до 0,6—0,65. Искровые промежутки помещаются в фарфоровый корпус, на внешней поверхности которого располагаются шунтирующие резисторы Я/С, имеющие форму полуколец.
Для шунтирования искровых промежутков используются конденсаторы типа КСО-13 (для разрядников на 3 кВ — один, на 6 кВ — два последовательно соединенных и на 10 кВ — три последовательно соединенных).
Последовательные резисторы ПС собираются из вилитовых дисков диаметром 130 и высотой 50 мм. Коэффициент вентильности дисков а при токе более 1000 А равен 0,12. Защитный коэффициент £3ащ= 1,67--1,77.
Блок искровых промежутков и последовательный резистор размещаются в фарфоровой покрышке, сжимаются стальной пружиной и герметически закрываются.

Рис. 20. Электрическая схема вентильных разрядников серии РВМ.
Внешний вид разрядников типа РВМ показан на рис. 21, а конструктивные данные приведены в табл. 7.
Таблица 7

Вентильные разрядники РВМ-15 и РВМ-20 имеют такую же электрическую схему, как и разрядники типа РВМ на напряжения 3—10 кВ (см. рис. 20) и собираются из таких же деталей, но из большего числа их. У разрядников РВМ-15 искровой промежуток состоит из 12 единичных промежутков, а у разрядников РВМ-20 — из 16, которые разделены на два блока.

Рис. 21. Разрядники серии РВМ.
а — общий вид; б — узел крепления; 1 —  болт фундаментный; 2 — кольцо фарфоровое; 3 — трубка винипластовая; 4 — фланец элемента.
У РВМ-15 каждый блок 6 состоит из четырех единичных искровых промежутков и расположен в верхней части разрядника (рис. 22), а другой — из восьми расположенных внизу. Между блоками искровых промежутков помещаются последовательные резисторы 5 из вилитовых дисков диаметром 130 и высотой 50 мм. При таком расположении искровых промежутков и последовательных резисторов снижается коэффициент импульса разрядников.

Рис. 22. Разрядник РВМ-15.
Собранные столбиком блоки искровых промежутков и последовательного резистора сжимаются пружиной 8 и помещаются внутри герметически закрытой фарфоровой покрышки 1. Параллельно блокам искровых промежутков подключаются шунтирующие резисторы 7. Герметизация обеспечивается посредством резиновых колец 4 и уплотняющих дисков 3, крепящихся к фланцу 2.
Разрядники РВМ-35 комплектуются из двух элементов разрядников типа РВМ-15. Внешний вид разрядников РВМ-15, РВМ-20 и РВМ-35 показан на рис. 23.

Рис. 23. Внешний вид разрядников РВМ-15 (а), РВМ-2 (б) и РВМ-35 (в).
Электрические характеристики разрядников серии РВМ приведены в табл. 8.

Таблица 8