5. Магнитно-вентильные комбинированные разрядники (серия РВМК-П)
Комбинированные разрядники типов РВМК-330П и РВМК-500П1, предназначенные для защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений, разработаны и освоены отечественной промышленностью в 1960—1964 гг. [22, 74].
Рис. 4-13. Принципиальная электрическая схема комбинированных разрядников: 1 — вентильный элемент разрядника; 2 — основной элемент разрядника; 3 — искровой элемент; 4 — имитатор
Первоначально разрядники маркировались как РВМК-330 и РВМК-500. В дальнейшем они были усовершенствованы и модернизированы, в результате чего повышена их дугогасящая способность, уменьшены веса и габариты [70]. Разрядники, выпускаемые на повышенное напряжение гашения в коммутационном режиме, маркированы РВМК-330П и РВМК-500П.
1 Разрядники вентильные магнитные комбинированные с повышенным напряжением гашения при коммутационных перенапряжениях.
Принципиальная схема комбинированных разрядников показана на рис. 4-13. Разрядник состоит из элементов трех типов, получивших название основных, вентильных и искровых. Основные элементы 2 содержат в себе колонку нелинейных последовательных сопротивлений и многократный искровой промежуток; вентильные элементы 1 заполнены только нелинейными последовательными сопротивлениями; искровые элементы 3 представляют собой многократный искровой промежуток. Пробивное напряжение разрядника определяется искровыми промежутками основных элементов. Поэтому если на разрядник воздействует перенапряжение, превышающее величину его пробивного напряжения, то пробиваются искровые промежутки основных элементов и ток в разряднике течет через основные и вентильные элементы. Величина сопротивлений основных и вентильных элементов взяты такими, чтобы амплитуда тока, протекающего через разрядник при коммутационных перенапряжениях расчетной кратности, не превысила 1000 и 1500 а соответственно для разрядников 330 и 500 кВ. Пробивное напряжение искровых элементов выше остающегося напряжения на вентильных элементах при протекании через них указанных токов. Поэтому при срабатывании разрядника от коммутационного перенапряжения искровые элементы разрядника не пробиваются. Когда на разрядник воздействует грозовая волна перенапряжения, вызывающая его срабатывание, и импульсный ток, протекающий через разрядник, превысит нормированный ток коммутационного перенапряжения, искровые элементы пробиваются. При этом остающееся напряжение на разряднике определяется лишь последовательным сопротивлением основных элементов. Вольт-амперная характеристика разрядника приведена на рис. 3-9.
Разрез основного элемента комбинированных разрядников показан на рис. 4-14. В элементе два блока последовательных сопротивлений. Каждый блок состоит из трех параллельных колонок тервитовых дисков диаметром 70 мм. Блок искровых промежутков состоит из восьми единичных искровых промежутков с вращающейся дугой с рабочим диаметром внутреннего электрода 40 мм и выполнен со схемой поджига*. Принципиальная схема соединения блока искровых промежутков показана на рис. 1-44.
Рис. 4-14. Основной элемент разрядника: 1—шунтирующее сопротивление; 2 — поджигающий искровой промежуток; 3 — блок искровых промежутков; 4 — блок последовательного сопротивления
Блок разделен на два комплекта по четыре единичных искровых промежутка. Параллельно каждому комплекту подключена цепь 1 из трех ШС. Напряжение на такой цепи сопротивлений при токе 1,2 ма составляет 3 кВ. В одном комплекте параллельно двум ШС подключен специальный поджигающий искровой промежуток 2.
При этом пробивное напряжение блока искровых промежутков составляет примерно 80% пробивного напряжения блока, которое имело бы место при тех же единичных искровых промежутках с вращающейся дугой, но без поджигающего промежутка. Таким образом, принятая схема поджига повышает относительную восстанавливающуюся прочность блока искровых промежутков примерно на 25%. Шунтирующие сопротивления и поджигающий искровой промежуток размещены на внешней поверхности фарфорового корпуса блока искровых промежутков (рис. 4-14).
Электрическое соединение цепи ШС со средней точкой блока искровых промежутков осуществляется перемычкой, пропущенной через отверстие в корпусе блока. Поджигающий промежуток выполнен с неподвижной дугой по типу промежутков РВС, но имеет меньший диаметр.
В вентильных элементах четыре блока нелинейных сопротивлений, однотипных с блоками основных элементов.
В искровых элементах восемь блоков искровых промежутков по четыре единичных искровых промежутка в каждом. Каждый блок искровых промежутков шунтирован цепью из двух нелинейных сопротивлений и конденсатором 200 пф.
В основных элементах разрядников РВМК-330 и РВМК-500 содержится 20 единичных промежутков с вращающейся дугой, расположенных в пяти фарфоровых корпусах.
Для комбинированных разрядников коэффициент импульса искровых элементов должен быть близким к единице, что существенно для предотвращения пробоя искровых элементов при срабатывании разрядника от коммутационных перенапряжений (см. § 4-8).
Рис. 4-15. Разрядник РВМК-500П
Таблица 4-7
Комплектовка разрядников РВМК-П
Тип элемента | Тип разрядника | |
ΡΒΜΚ-330Π | ΡΒΜΚ-500Π | |
Основной .......................... | 11 | 17 |
Вентильный....................... | 3 | 5 |
Искровой .......................... | 3 | 5 |
Рис. 4-16. Разрядник РВМК-750
Количество элементов в разрядниках на 330 и 500 кВ приведено в табл. 4-7.
Общий вид разрядника РВМК-500П приведен на рис. 4-15. Элементы подвешены на опорной несущей конструкции из трех колонн стержневых изоляторов, скрепленных между собой стальными рамами. На первом (снизу) этаже двумя параллельными цепями располагаются искровые и вентильные элементы, над ними — во втором и третьем этажах — основные элементы. Первые снизу элементы изолированы от рамы разрядника, что позволяет включить в цепь разрядника регистрирующие приборы. Комплектно с каждым разрядником поставляется имитатор (см. § 5-3).
Комбинированный разрядник типа РВМК-750, предназначенный для защиты электрооборудования класса напряжения 750 кВ от коммутационных и грозовых перенапряжений, был разработан и изготовлен в 1966—1967 гг.
В разряднике применены искровые промежутки с вращающейся дугой с рабочим диаметром внутреннего электрода 65 мм. Последовательное сопротивление состоит из двух параллельных колонок тервитовых дисков диаметром 115 мм.
Внешний вид разрядника показан на рис. 4-16.
Разрядник состоит из пяти однотипных элементов, смонтированных в одну свободно стоящую колонну. В каждом элементе искровые промежутки и диски последовательного сопротивления соединены по схеме, характерной для комбинированных разрядников (см. рис. 4-13).
Основная часть разрядника образована из блоков искровых промежутков, выполненных со схемой поджига по рис. 1-44, и из блоков последовательного сопротивления. Параллельно части блоков последовательного сопротивления вклю-ι чены блоки искровых промежутков, аналогичные искровым элементам в разряднике РВМК.-500П. Внутри фарфоровой покрышки все блоки располагаются зигзагообразно и крепятся на двух изоляционных стойках. В разряднике применена емкостно-омическая шунтировка блоков искровых промежутков. Разрядник снабжен предохранительным клапаном (рис. 4-17). При избыточном давлении заданной величины мембрана 3 вырывается из места своего закрепления и для выхода газов открывается отверстие, равное внутреннему диаметру фланца 1. Длина пути утечки по внешней изоляции разрядника не менее 1200 см.
Электрические характеристики комбинированных разрядников приведены в приложении.
Комбинированный разрядник типа РВМК-1200, предназначенный для защиты электрооборудования испытательного стенда 1200 кВ от коммутационных и грозовых перенапряжений был разработан и изготовлен в 1969—1970 гг. Разрядник состоит из шести однотипных рабочих элементов, смонтированных в свободно стоящую колонну. В разряднике применены искровые промежутки с вращающейся дугой и тервитовые последовательные сопротивления.
Рис. 4-17. Предохранительный клапан
1 — фланец; 2 — крышка элемента; 3 — мембрана; 4— резиновая прокладка; 5 — болт
Наибольшее допустимое напряжение разрядника составляет 1,55; пробивное напряжение при частоте 50 Гц — не более 1,8UФ; остающееся напряжение при импульсном токе 14 ка не превышает 2,15U.
В режиме коммутационного перенапряжения разрядник выдерживает не менее 50 раз воздействие двух полупериодов тока длительностью 5 мсек каждый с амплитудой соответственно 1,5 ка и 0,75 ка.
По типу разрядников РВМК-750 и РВМК-1200 в 1969—1970 гг. разработана новая конструкция разрядников РВМК-330П и РВМК-500П в одноколонковом исполнении. В этих разрядниках блоки искровых промежутков и блоки последовательного сопротивления также располагаются зигзагообразно внутри фарфоровой покрышки элемента и крепятся на двух изоляционных стойках. Разрядник на номинальное напряжение 500 кВ состоит из трех рабочих элементов и имеет общую высоту 7,5 м. Серийный выпуск одноколонковых разрядников новой конструкции начнется в 1972—1973 гг.
