Вентильные разрядники для электроустановок - Конструкции и параметры современных вентильных разрядников

2. КОНСТРУКЦИИ И ПАРАМЕТРЫ СОВРЕМЕННЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ РАЗРЯДНИКОВ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
В настоящее время в электроустановках эксплуатируются следующие серии вентильных разрядников отечественного производства:
РВП — разрядники вентильные подстанционные;
РВС — разрядники вентильные станционные;
РВВМ — разрядники вентильные для вращающихся машин;
РВМ — разрядники вентильные магнитные;
РВМГ — разрядники вентильные магнитные грозовые;
РВМК — разрядники вентильные магнитные комбинированные;
РВТ — разрядники вентильные токоограничивающие;
РВРД — разрядники вентильные с растягивающей дугой.
Разрядники серии РВП выпускаются отечественной промышленностью с 1945 г. В течение последних лет их конструкция дважды (в 1956 и 1960 гг.) подвергалась модернизации. Они состоят из многократных искровых промежутков и последовательных нелинейных резисторов, помещенных в фарфоровой покрышке. Многократные искровые промежутки собираются из единичных искровых промежутков с малыми искровыми зазорами. Конструкция единичного искрового промежутка показана на рис. 5.

Рис. 5 Разрез единичного искрового промежутка разрядников серии РВП, выпускавшихся до 1956 г. 1 — электрод; 2 — изоляционная прокладка.
Единичный искровой промежуток состоит из двух фасонных латунных электродов 1, приклеенных к изоляционной миканитовой или электрокартонной прокладке 2.
Электроды штампуются из латуни потому, что она меньше подвержена коррозии, чем сталь, обладает достаточной механической прочностью и обеспечивает более быстрое, чем медь, восстановление электрической прочности промежутка после его пробоя.
Миканит и электрокартон имеют высокую диэлектрическую проницаемость, что приводит к значительному усилению напряженности электрического поля в местах соприкосновения их с латунными электродами и вызывает искрение. Искрение обеспечивает подсвечивание промежутка и облегчает формирование разряда между электродами, сокращая время разряда.
Разбивка искрового промежутка разрядника на единичные искровые промежутки с малыми разрядными расстояниями облегчает создание равномерного электрического поля, что в совокупности с подсветкой обеспечивает разряднику пологую вольт- секундную характеристику.
При прохождении через искровые промежутки больших импульсных токов возникают механические усилия, стремящиеся раздвинуть электроды. Как показал опыт эксплуатации, под воздействием этих усилий электроды отклеивались от изоляционной прокладки и смещались друг относительно друга, что значительно изменяло пробивное напряжение промежутков. В связи с этим, начиная с 1956 г., конструкция единичных искровых промежутков разрядников серии РВП была изменена (рис. 6). Электроды и изоляционные прокладки стали помещаться в бакелито-бумажный цилиндр, который не позволяет электродам смещаться относительно друг друга и устраняет причину изменения пробивного напряжения (на рисунке не показано).
Искровые промежутки разрядников РВП являются промежутками с неподвижной дугой и обрывают сопровождающий ток до 80—100 А.
Нелинейный последовательный резистор разрядников серии РВП набирается из вилитовых дисков (вилит — запеченная смесь карборунда с жидким стеклом). Коэффициент вентильности вилитовых дисков а—0,12-=-0,185.

Рис. 6. Разрез единичного искрового промежутка разрядников серии РВП, выпускающихся с 1956 г.
1 — электрод; 2 — изоляционная прокладка

Диски последовательного сопротивления разрядников РВП, выпускавшихся до I960 г, имели диаметр 75 и высоту 20, 30 и 60 мм, а после 1960г. — диаметр 55 и высоту 20, 40 и 60 мм.
Плоскости, которыми соприкасаются диски, для лучшего электрического контакта металлизируются алюминием, а боковые поверхности вилитовых дисков для преграждения пути токам утечки покрываются изолирующей обмазкой.
Сопротивление последовательного резистора каждого разрядника подбирается так, чтобы падение напряжения при протекании импульсного тока 5 000 А не превышало нормируемого значения остающегося напряжения, а сопровождающий ток промышленной частоты ограничивался 80—100 А.
Основные конструктивные данные разрядников серии РВП приведены в табл. 1.
Таблица 1

Конструкция разрядника РВП-6 показана на рис. 7. Основные элементы — искровой промежуток 4 и последовательные резисторы 6 — размещены в фарфоровой покрышке 7 и сжаты спиральной пружиной 9. Положение вилитового резистора внутри покрышки фиксируется при помощи технического фетра или войлока 10. Искровые промежутки от стенок покрышки отделяются изолирующим цилиндром 5. Внутренняя полость фарфоровой покрышки герметизируется при помощи прокладок 2 из озоностойкой резины. Верхнее уплотнение закрывается металлическим колпаком 11, а нижнее — диафрагмой 8 и заклинивается металлическими сегментами 1. Для крепления к несущей конструкции разрядник снабжен хомутиком 3; к токоведущему проводу разрядник подсоединяется посредством болта 12, а к заземлению — через шпильку 13.
Размещение деталей в разрядниках РВП-3 и РВП-10 аналогично расположению их в разряднике РВП-6. 
Электрические характеристики разрядников серии РВП приведены в табл. 2, а общий вид их показан на рис. 8. Фарфоровая покрышка разрядника РВП-3 имеет одно ребро, РВП-6 —два РВП-10 — три.

Рис. 7. Разрядник РВП-6.
В 1968—1969 гг. разрядники РВ,П на 3—10 кВ еще раз были модернизированы: диаметр искровых промежутков уменьшен с 55 до 45 мм; уменьшены габариты и масса. Новым разрядникам присвоено наименование РВО (разрядники вентильные облегченной конструкции).
Таблица 2

Примечания: 1.В скобках даны характеристики разрядников РВП, выпускавшихся до I960 г.
2. Здесь и везде далее даются амплитудные значения импульсных напряжений и токов и действующие —остальных.

Разрядник РС-10 является модификацией разрядника РВП. Он был разработан для сельских сетей, где величины индуктивных сопротивлений линий обычно больше, чем в промышленных, и между сопровождающим током и напряжением имеет место значительный сдвиг по фазе, что затрудняет гашение дуги сопровождающего тока.

Рис. 8. Общий вид вентильных модернизированных разрядников серии РВП на 3, 6 и 10 кВ.
1 — хомут для крепления разрядника на опорах; 2 — пластинка для присоединения к проводу — шине.
И напряжением имеет место значительный сдвиг по фазе, что затрудняет гашение дуги сопровождающего тока и напряжением имеет место значительный сдвиг по фазе, что затрудняет гашение дуги сопровождающего тока. У разрядника типа РС-10 количество единичных промежутков увеличено до 14, что позволило улучшить дугогасящие свойства разрядника. Вентильные разрядники типа РС-10 собираются из деталей разрядников типа РВП-10, имеют такие же внешний вид и электрические характеристики, как разрядники типа РВП-10 (табл. 2), за исключением дугогасящих свойств, которые у разрядника типа PC лучше.
Вентильные разрядники РВН-0,5 были выпущены промышленностью для защиты конденсаторов заградительных филы ров, но в энергосистемах их стали применять и для защиты от перенапряжений изоляции оборудования напряжением до 0,5 кВ.
Конструкция разрядника РВН-0,5 показана на рис.9. Разрядники серии РВН собираются из деталей разрядников серии РВП, имеют один искровой промежуток и один диск последовательного резистора, помещенные в фарфоровую покрышку, и герметизированы.
Электрические характеристики вентильного разрядника РВН-0,5 приведены ниже.
Напряжение, кВ:
номинальное                  0,5
наибольшее допустимое           0,5
пробивное (при частоте 50 Гц), не менее ..  2,5
пробивное импульсное при времени разряда:
0,1—0,5 мкс          4—5
2—10 мкс    3,5—4,5
остающееся (при импульсном токе 1 000 А),
не более               2,5