Принцип действия и основные характеристики вентильных разрядников

Oсновными элементами вентильного разрядника являются многократный искровой промежутокР, нелинейные сопротивления г и система высокоомных сопротивлений R, шунтирующих искровые промежутки Р (рис. 2).

Принцип действия и основные характеристики вентильных разрядников - student2.ru Принцип действия и основные характеристики вентильных разрядников - student2.ru При воздействии на разрядник импульса грозового перенапряжения пробивается искровой промежуток и через разрядник проходит импульсный ток, создающий падение напряжения на сопротивлении разрядника. Благодаря нелинейной вольт-амперной характеристике материала, из которого выполнено сопротивление, это напряжение мало меняется при изменении импульсного тока и незначительно отличается от импульсного пробивного напряжения искрового промежутка разрядника Uпр.и. Одной из основных характеристик разрядника является остающееся напряжение разрядника Uocт, т.е. напряжение на определенном токе (5...14 кА для разных Uном), который называется координирующим током. Импульсное пробивное напряжение искрового промежутка разрядника и близкое к нему напряжение Uoпт должны быть на 25% ниже разрядного напряжения изоляции (координационный интервал).

Вслед за импульсным током через РВ проходит сопровождающий ток промышленной частоты. Сопротивление нелинейного резистора при рабочем напряжении резко возрастает, сопровождающий ток существенно ограничивается и при переходе его через нулевое значение дуга в искровом промежутке гаснет.

Наибольшее напряжение промышленной частоты на РВ, при котором надежно обрывается сопровождающий ток, называется напряжением гашения Uгаш, а соответствующий сопровождающий ток - током гашения Iгаш-

Гашение сопровождающего тока может осуществляться в условиях однофазного замыкания на землю, поэтому в. качестве напряжения гашения принимается напряжение на здоровых фазах при однофазном замыкании на землю:

Uгаш = К3Uном

гдеКз - коэффициент, зависящий от способа заземления нейтрали; Uном - номинальное линейное напряжение (Кз = 0.7 для установок с заземленной нейтралью; 1.1 - для установок с изолированной нейтралью).

Дугогасящее действие искрового промежутка РВ характеризуется коэффициентом гашения:

Кгаш = Uпр/Uгаш

где Unp - пробивное напряжение искровых промежутков при частоте 50 Гц;

а защитное действие нелинейного резистора - коэффициентом защиты (защитным отношением)

K = Uост/ √2 Uгаш

Увеличение нелинейности сопротивления резистора приводит к уменьшению остающегося напряжения и к снижению Кзащ (рис. 3), с другой стороны, чем больший ток 1гаш защитим для разрядника, тем меньше Uocт при неизменной вольт-амперной характеристики сопротивления. Таким образом, значение Кзащ определяется не только свойствами нелинейного резистора, но и конструкцией искрового промежутка, от которого зависит ток гашения.

Принцип действия и основные характеристики вентильных разрядников - student2.ru Принцип действия и основные характеристики вентильных разрядников - student2.ru Области больших токов соответствует более высокая нелинейность резистора, при чем коэффициент нелинейности для вилита имеет значение 0.11...0.22, а для тервита - 0.15...0.25. Начальный участок ВАХ соответствует области сопровождающих токов, и на нем находится Uгаш, а коэффициент нелинейности на этом участке составляет 0.28...0.3 для вилитов и 0.35...0.38 для тервита. Происхождение больших импульсных токов вызывает остаточные явления в материале нелинейного резистора, поэтому РВ имеет определенную пропускную способность, характеризующуюся гарантированным числом импульсов тока заданными параметрами, которые может выдержать резистор. Энергия импульса тока зависит от его амплитуды и длительности. При внутренних перенапряжениях, наоборот, наблюдаются большие длительности (2 мс и более) и относительно небольшие амплитуды тока. Поэтому пропускную способность разрядников принято характеризовать максимальным значением импульса тока 20…40 мкс и током прямоугольной формы длительностью 2 мс. Эти воздействия разрядники должны выдерживать не менее 20 раз.

Наши рекомендации