Заземление нейтрали в высоковольтных системах - Применение и эксплуатация разрядников и дугогасящих катушек

Эти два устройства дополняют друг друга Разрядник может предотвратить перекрытия, но его защитная зона ограничена. Для систем с напряжением ниже 200  кВ фактически невозможно предотвратить перекрытия изоляции линий, так как это потребовало бы применения чрезмерно большого числа защитных устройств. Дугогасящая катушка решает эту проблему не путем предотвращения перекрытий, а путем гашения дуги замыкания на землю. Разрядники могут справляться с волнами напряжения, падающими одновременно по двум или более проводам, в то время как дугогасящая катушка не может влиять на замыкания на землю в двух или более проводах. Разрядники обладают тем несомненным преимуществом, что они срабатывают прежде, чем перенапряжения вызывают пробой изоляции, и, таким образом, необходимы для защиты дорогостоящей аппаратуры, сосредоточенной на современных подстанциях.
С другой стороны, разрядник оказывается бесполезным, если замыкание является следствием не перенапряжений, а постепенной или случайной порчи изоляции. В последнем случае дугогасящая катушка является предупреждающим, смягчающим, а в ряде случаев и искореняющим средством (см. п. 9 § 3 этой главы). Нужно также вспомнить, что гашение тока промышленной частоты после срабатывания разрядника значительно облегчается дугогасящей катушкой, если, конечно, нет замыканий на других фазах.
Однако нужно сделать некоторые замечания относительно влияния поврежденных вентильных разрядников на работу системы с настроенной в резонанс нейтралью.
В системе 60  кВ с компенсированной нейтралью при замыканиях на землю на всех фазах наблюдались средней величины перенапряжения, которые сопровождались короной во всей системе и звуковыми ударами в дугогасящих катушках и трансформаторах. Этот случай был связан с наличием группы вентильных разрядников, которые были повреждены при перевозке. Разрядное напряжение этих разрядников лишь незначительно превышало нормальное линейное напряжение. Если бы замыкание произошло в системе с абсолютно точной настройкой, то напряжение на здоровых фазах, возможно, было бы недостаточным для пробоя разрядников. Однако в системе с небольшой расстройкой характерные биения восстанавливающегося напряжения достигают амплитуд от √3Еф до 2Еф.  Это происходит в одной из здоровых фаз спустя 1/6 периода биений и может вызвать пробой неисправного разрядника в этой фазе. Таким образом, устанавливается новое замыкание на землю, которое устраняется дугогасящей катушкой и опять путем такого же механизма вызывает пробой следующего разрядника: появляется возможность самоподдерживающегося, повторяющегося процесса. Следующие друг за другом восстановления напряжения и пробои вызывают повторяющиеся резкие скачки напряжения на нейтрали, которые могут сопровождаться переходными процессами с постоянными составляющими тока, вызывающими насыщение дугогасящих катушек и трансформаторов и их характерное гудение. После замены разрядников явления эти прекратились.
Можно считать, что вентильные разрядники и дугогасящие катушки, применяемые совместно, удовлетворяют требованиям хорошей защиты систем. Современные трубчатые и вентильные разрядники расширяют сферу применения дугогасящих катушек (см. § 3 гл. 4).
Для систем с напряжением выше 220  кВ линии электропередачи проектируются таким образом, что они практически полностью грозоупорны. Так как область применения дугогасящих катушек здесь сильно ограничена, то особое значение приобретают вентильные разрядники. Глухое заземление нейтрали само по себе не позволяет снизить уровень импульсной прочности аппаратуры подстанций. Однако оно снижает динамические (длительные) перенапряжения, позволяет применять вентильные разрядники на низшее напряжение и, следовательно, открывает возможность снижения уровня изоляции.