1.6.6. Магнитно-вентильный разрядник

Магнитно-вентильный разрядник отличается от вентильного разрядника способом гашения дуги. Кольцевой искровой промежуток магнитно-вентильного разрядника (рис. 1.44) образован внутренним и внешним электродами.

Рис. 1.44. Конструкция магнитно-вентильного разрядника

Электроды выполняются из немагнитного материала с хорошей теплопроводностью (медь, латунь) и находятся в поле постоянного магнита. Возникшая в результате пробоя промежутка дуга под действием магнитного поля начинает с большой скоростью вращаться в кольцевом зазоре (см. рис. 1.44). За счет перемещения дуги автоэлектронная эмиссия не переходит в термоэлектронную вплоть до токов в 300 А. При обрыве дуги электрическая прочность восстанавливается быстрее, чем в промежутке с неподвижной дугой.

Магнитно-вентильные разрядники изготавливаются на напряжения выше 220 кВ. Разрядники комплектуются из стандартных элементов РВМГ-30. Элемент имеет 5 блоков (по 4 единичных искровых промежутков), шунтированных сопротивлениями, и 10 вилитовых дисков диаметром 150 мм.

Магнитно-вентильный разрядник РВМГ-500 собирается из 12 стандартных элементов РВМГ-30 на трех опорных колоннах высотой 6 м по винтовой линии. Разрядник срабатывает при напряжении 1,2 МВ.

1.6.7. Ограничитель перенапряжения нелинейный

Рис. 1.45. Ограничитель перенапряжения нелинейный

О
граничитель перенапряжения нелинейный (рис. 1.45) представляет собой разрядник без искровых промежутков, активная часть его состоит из металлооксидных нелинейных резисторов, изготовляемых из окиси цинка (ZnO) с малым добавлением окислов других металлов. Высоконелинейная вольт-амперная характеристика резисторов позволяет им длительно находиться под действием рабочего напряжения, обеспечивая при этом глубокий уровень защиты от перенапряжений. Резисторы запрессовываются в оболочку из полимерных материалов, которая обеспечивает заданную механическую прочность и изоляционные характеристики. При фазном напряжении ток утечки носит емкостный характер и составляет доли миллиампера. Рассчитаны ограничители для работы до напряжения 220 кВ, максимальный ток 10 кА.

1.7. Грозозащита линий электропередачи

Атмосферные перенапряжения на ЛЭП возникают как при непосредственном ударе молнии в ЛЭП, так и при ее ударе в землю вблизи ЛЭП. Поскольку при ударе молнии в провод выделяется вся энергия разряда, а при индуктированных напряжениях только ее часть, можно заранее утверждать, что перенапряжения прямого удара молнии представляют наибольшую опасность.

При прямых ударах молнии на проводах возникают весьма высокие потенциалы, приводящие в большинстве случаев к импульсным перекрытиям изоляции. Само по себе импульсное перекрытие не опасно, потому что длительность его составляет не более 100 мкс и не вызывает отключение линии. Однако вслед за импульсным перекрытием возникает силовая дуга, что ведет к отключению линии.

1.7.1. Индуктированные перенапряжения на лэп

Лидер грозового разряда представляет собой спускающийся от облака к земле канал, несущий отрицательный заряд. Отрицательные заряды лидера индуктируют на проводе линии положительные заряды, т. е. продольная составляющая Е_x напряженности электрического поля Е стягивает положительные заряды в точку a (рис. 1.46, а).

а б

Рис. 1.46. Удар молнии вблизи ЛЭП

Ввиду относительно небольшой скорости лидера ток положительных зарядов в линии мал, поэтому потенциал на проводе равномерен.

В стадии главного разряда вдоль канала лидера со скоростью, близкой к скорости света, движется разрядная волна, которая уменьшает потенциал канала до нуля, электрическое поле распадается. Заряды, которые были притянуты к одной точке, разбегаются в разные стороны в виде волн с крутым фронтом (рис. 1.46, б). Крутизна его соответствует крутизне фронта молнии. Индуктированное напряжение можно вычислить по формуле

, (1.48)

где I_м – величина тока молнии, А; b – расстояние от линии до места удара молнии, м; h – высота подвеса провода, м.

Пусть на расстоянии 50 м от линии, провода которой находятся на высоте 10 м, в землю ударила молния с током 50 А, тогда индуктированное перенапряжение

.

Индуктированные перенапряжения возникают одновременно на всех проводах линии, поэтому межфазная изоляция не подвергается воздействию. В линиях на металлических опорах индуктированные перенапряжения могут вызвать импульсное перекрытие с провода на опору.