Вентильные разрядники высокого напряжения - Магнитно-вентильные разрядники грозового типа

3. Магнитно-вентильные разрядники грозового типа (серии РВМ и РВМГ)
Магнитно-вентильные разрядники серий РВМ и РВМГ на напряжение от 3 до 750 кВ [72, 90] были разработаны и освоены отечественной промышленностью в течение 1958—1964 гг. Разрядники на напряжения 3—35 кВ составляют серию РВМ1; разрядники на 110—500 кВ серию РВМГ2. На протяжении ряда лет разрядники серии РВМГ многократно модернизировались. Улучшены защитные характеристики и пропускная способность разрядников, существенно уменьшены габариты и вес разрядников [16, 25].
Разрядники вентильные магнитные.
2 Разрядники вентильные магнитные грозовые.

В разрядниках серий РВМ и РВМГ на все классы напряжения большинство деталей и узлов унифицировано. Разрядники типов PBM-3, -6, -10, -15, -20 являются одноэлементными конструкциями, разрядники на более высокие классы напряжения комплектуются из элементов РВМ-15 и РВМГ-33. Типовая комплектовка разрядников серий РВМ и РВМГ приведена в табл. 4-5. Там же указана высота разрядников.
Таблица 4-5
Типовая комплектовка разрядников РВМ и РВМГ

* Рабочий элемент разрядника РВМГ-33 не имеет самостоятельного применения.

Элементы на разные напряжения аналогичны по конструкции и различаются лишь высокой фарфоровой покрышки и количеством искровых промежутков и дисков последовательного сопротивления, размещенных внутри покрышки.
На рис. 4-8 показан разрез элемента РВМГ-33. Колонка дисков последовательного сопротивления состоит из вилитовых дисков 2 диаметром 130 мм и высотой 60 мм. В зависимости от класса напряжения, для которого предназначен элемент разрядника, его сопротивление комплектуется на наибольшее допустимое напряжение от 33,3 до 36 кВ. В элементе один блок 3, содержащий 20 единичных искровых промежутков с вращающейся дугой (см. рис. 1-12)1. В блоке каждый искровой промежуток чередуется с постоянным магнитом. Всего в блоке 21 постоянный магнит из бариевого феррита. Каждые четыре единичных промежутка шунтированы цепью из трех нелинейных высокоомных сопротивлений. Комплект ШС характеризуется напряжением 6 кВ при токе 1,2 ма и коэффициентом нелинейности 0,3—0,45. Искровые промежутки расположены внутри фарфорового цилиндра, ШС образуют спираль вокруг внешней поверхности цилиндра. Искровые промежутки соединены проводниками с шунтирующими сопротивлениями через отверстия в цилиндре. В нижней части элемента находится влагопоглотитель 4, заполненный хлористым кальцием или силикагелем.
В элементах первых лет выпуска искровые промежутки располагались в пяти отдельных фарфоровых корпусах [63].

Элемент РВМГ-33 выпускается в армированной покрышке, имеющей несколько модификаций. Основной вариант элемента, показанный на рис. 4-8 выполнен в покрышке из обычного высоковольтного фарфора.

Рис. 4-9. Разрядник РВМГ-220

Рис. 4-8. Элемент разрядника РВМГ-33

1— фарфоровая покрышка; 2-последовательное сопротивление; 3 — блок искровых промежутков; 4 — влагопоглотитель

Из таких элементов собираются одноколонковые конструкции разрядников на напряжения до 150 кВ. Другой вариант элемента, имеющего повышенную механическую прочность, выполненный в покрышке из высокопрочного фарфора, используется в разрядниках на напряжения 220 и 330 кВ. В разрядниках РВМГ-220, выпускающихся с 1966 г. (рис. 4-9), верхние четыре элемента являются обычными, нижние два элемента имеют повышенную механическую прочность.

Рис. 4-10. Разрядник РВМГ-330
1— элемент разрядника обычной механической прочности; 2 — элемент разряд ника повышенной механической прочности; 3 — опорный изолятор

Разрядник типа РВМГ-330, выпускающийся с 1966 г. (рис. 10), выполнен в виде двухколонковой конструкции. Колонка из трех элементов разрядника крепится на основании, остальные пять элементов установлены на опорном изоляторе 3 класса напряжения 110 кВ типа ПИОН-110. Этот изолятор представляет собой полую герметизированную покрышку, армированную теми же фланцами, которые применяются в разрядниках типа РВМГ. Опорный изолятор и покрышка первого элемента 2, смонтированного на нем, выполнены из высокопрочного фарфора. Остальные семь элементов разрядника 1 являются элементами обычной механической прочности.
Третьим исполнением элемента РВМГ-33 является элемент подвесного типа. Такие элементы армируются фланцами иной конфигурации и предназначены для подвески на опорных конструкциях, состоящих из изоляторов типа КО-400. Первоначально на опорных конструкциях из стержневых изоляторов выполнялись разрядники типов РВМГ-220, РВМГ-330 и РВМГ-500. Однако в последующие годы подобную конструкцию сохранили лишь разрядники типа РВМГ-500, опорная конструкция которых состоит из трех колонн стержневых изоляторов. Каждая колонна содержит 12 изоляторов. Три стальные рамы, расположенные в трех уровнях, придают конструкции жесткость и повышают ее механическую прочность. Элементы размещаются на опорной конструкции по винтовой линии.
Разрядники серии РВМГ на все классы напряжения снабжены экранами.
Одноколонковые конструкции разрядников на напряжение 110—220 кВ имеют длину пути утечки по внешней поверхности 3 см на 1 кВ наибольшего рабочего напряжения сети. Для разрядников на 330 и 500 кВ удельная длина пути утечки по внешней поверхности составляет 1,5—1,75 см/кВ.
В 1970 г. разработана новая конструкция одноколонковых разрядников серии РВМГ на напряжения 110—500 кВ. При этом разрядник на номинальное напряжение 500 кВ состоит из четырех рабочих элементов и имеет общую высоту 5,5 м. В разрядниках применены искровые промежутки с вращающейся дугой уменьшенного габарита (с рабочим диаметром электродов 32—35 мм) и последовательные сопротивления из вилита. Внутри рабочего элемента искровые промежутки и вилитовые диски располагаются зигзагообразно в три параллельные колонны и соединяются между собой последовательно. Серийный выпуск разрядников новой конструкции начнется в 1971 —1972 гг.
В отличие от элемента РВМГ-33 в элементах РВМ-15 и РВМ-20 искровые промежутки разнесены на два блока, которые располагаются по обе стороны колонки последовательного сопротивления. При этом снижается вольт-секундная характеристика разрядника (см. § 1-3).
В разрядниках РВМ-15-35 применены нелинейные ШС, комплект которых из трех штук характеризуется напряжением 6 кВ при токе 0,6 ма.

В разрядниках на напряжения от 15 до 330 кВ плита основания изолирована от земли, в разряднике РВМГ-500 изолирован от земли нижний фланец нижнего элемента.
Характеристики разрядников серий РВМ и РВМГ приведены в приложении.
Разрядники РВМ-3, -6, -10 предназначены для защиты от перенапряжений вращающихся электрических машин1. В разрядниках серии РВМ на 3—10 кВ применены те же единичные искровые промежутки с вращающейся дугой и те же вилитовые диски, которые используются в грозовых магнитно-вентильных разрядниках более высоких классов напряжения. Отличительной особенностью разрядников для защиты вращающихся машин является их низкий коэффициент импульса (не более 0,6) в диапазоне предразрядных времен, соответствующих грозовым перенапряжениям. Низкий коэффициент импульса достигается применением специальной схемы шунтировки искровых промежутков с использованием нелинейных шунтирующих сопротивлений и конденсаторов (рис. 1-24).
Разрядники РВМ на 3, 6 и 10 кВ аналогичны по конструкции и отличаются лишь габаритами фарфоровой покрышки и числом активных элементов, расположенных внутри нее. Основные конструктивные данные этих разрядников приведены в табл. 4-6.

Таблица 4-6
Конструктивные данные разрядников РВМ 3—10 кВ

Разрядник типа РВМ-750 был разработан для опытно-промышленной линии электропередачи 750 кВ Конаково—Москва. Разрядник состоит из 25 однотипных рабочих элементов, подвешенных по спирали на опорной конструкции из стержневых изоляторов. В разряднике применены искровые промежутки с вращающейся дугой и тервитовые нелинейные сопротивления.
До 1964 г. для защиты вращающихся машин выпускались разрядники серии РВВМ, в которых применялись искровые промежутки с неподвижной дугой и вилитовые диски диаметром 100 мм [42, 63).