Вентильные разрядники высокого напряжения - Стабильность характеристик разрядников в процессе эксплуатации

В процессе эксплуатации некоторые характеристики вентильных разрядников могут несколько изменяться в связи с изменением атмосферных условий, стечением времени, а также вследствие воздействии, обусловленных срабатыванием разрядников.
Изменения характеристик разрядников в связи с изменением атмосферных условий (температуры, давления, влажности), как правило, обратимы, т. е. при возвращении к первоначальным условиям характеристики разрядников также становятся первоначальными. Остаточные изменения характеристик могут быть лишь, если при этом возникают какие-либо неисправности разрядников, например нарушение герметичности внутренней полости, чрезмерный перегрев внутренних деталей, снижение механической прочности и т. п.
Вентильные разрядники предназначаются для работы как в закрытых помещениях, так и на открытом воздухе, нормально при температуре от —45 до +40° С, причем в случае необходимости применения их при температуре ниже —45 или выше +40° С дополнительные технические требования на такие разрядники специально согласовываются.
Так как нелинейные последовательные и шунтирующие сопротивления имеют отрицательный температурный коэффициент, то при низких температурах остающиеся напряжения на разрядниках увеличиваются, сопровождающие токи и токи через ШС уменьшаются. В жаркую погоду происходит обратное явление.
При хорошей герметичности разрядников и заполнении их при сборке сухим воздухом или азотом (или наличии внутри разрядника осушителя) изменения относительной плотности воздуха и относительного влагосодержания внутри разрядника при изменении температуры окружающей среды не происходит и, если при этом не изменяются зазоры искровых промежутков, пробивное напряжение разрядника также не должно изменяться.
Электрическая прочность внешней изоляции разрядников изменяется так же, как у другого электрооборудования, т. е. при наблюдающихся в условиях эксплуатации колебаниях температуры, атмосферного давления и влажности воздуха она изменяется на несколько процентов.
Существенное снижение электрической прочности внешней изоляции разрядников, так же как и другого электрооборудования, происходит при установке разрядников на большой высоте над уровнем моря, где атмосферное давление значительно ниже нормального. Нормально разрядники предназначаются для установки на высоте до 1000 м над уровнем моря. На больших высотах условия защиты от грозовых перенапряжений несколько усложняются, так как хотя амплитуды токов молнии на больших высотах значительно меньше, чем при разрядах на равнинной местности, импульсная прочность внешней изоляции защищаемого оборудования на большой высоте ниже, в то время как импульсное пробивное напряжение разрядников остается таким же, как и на равнинной местности. Усложняется также и защита от внутренних перенапряжений, так как при тех же уровнях перенапряжений, что и на малых высотах, электрическая прочность внешней изоляции оборудования ниже.
За рубежом некоторые фирмы выпускают специальные разрядники для установки на больших высотах. В Советском Союзе одни и те же разрядники находят пока применение как на равнинных, так и в горных местностях. Специальные разрядники, предназначенные для работы в высокогорных районах, должны иметь улучшенную герметичность и должны заполняться воздухом или инертным газом пониженного давления, соответствующего давлению окружающего воздуха на той высоте, для работы на которой разрядники предназначены. Эти разрядники должны иметь также улучшенные защитные характеристики: — более низкие защитные коэффициенты по импульсному пробивному и остающемуся напряжениям, а также более низкий верхний предел пробивного напряжения при промышленной частоте в случае использования разрядников и для ограничения внутренних перенапряжений.
О возможных влияниях на характеристики разрядников загрязнения их внешней изоляции см. в § 5-6.
Возрастание сопровождающих токов при работе разрядников в условиях повышенных температур окружающей среды может несколько снизить дугогасящую способность разрядников.
Некоторое влияние изменения температуры окружающей среды может оказать и на механическую прочность разрядников: при низких температурах прочность может понизиться, в частности снижается механическая прочность чугунной арматуры и некоторых армировочных связок (например, сернистого цемента).
С течением времени, а также под влиянием проходящих через разрядники токов электропроводность и нелинейность последовательных сопротивлений разрядников могут несколько изменяться. В процессе эксплуатации это может привести к изменению остающегося напряжения на разрядниках в пределах ±(5—10)%, в большинстве случаев в пределах от нуля до +5%. В связи с уменьшением электропроводности последовательных сопротивлений соответственно несколько снижается и их пропускная способность.
В процессе эксплуатации могут происходить также изменения пробивного напряжения разрядников вследствие: а) снижения давления внутри разрядников из-за образующихся при разрядах в разрядниках, заполненных воздухом, озона и окислов азота, химически реагирующих с внутренними металлическими деталями разрядников (см. § 5-5); б) коррозии электродов искровых промежутков под действием протекающих через них токов, а также указанных выше химических реакций. Можно полагать, что в современных конструкциях вентильных разрядников с LUC соответствующие изменения пробивного напряжения не выйдут за пределы ± (5—10)%.