Защита сетей 6-35 кВ от перенапряжений - Переход  импульсного перекрытия в силовую дугу

Поскольку принцип действия РДИ основан на исключении перехода длинного импульсного перекрытия в силовую дугу промышленной частоты, потребовалось проведение специальных экспериментальных исследований этого процесса применительно к реальным конструкциям и параметрам РДИ. Исследования, в основном, были выполнены в лабораторных условиях [21, 22, 97], а также в ограниченном объёме - на действующей ВЛ 10 кВ [93].
Наибольший практический интерес представляет, так называемый, критический градиент, т. е. градиент рабочего напряжения вдоль пути перекрытия, при котором не происходит перехода импульсного перекрытия в дугу Eкр=U/l (где U- действующее значение приложенного напряжения; I - длина грозового перекрытия).
Основные результаты выполненных экспериментальных исследований, а также наиболее характерные данные других авторов приведены на рис. 6.4. В основном, исследования выполнены при активном характере сопровождающего тока в диапазоне изменения тока от 20 А до 10 кА.
Как видно из рис. 6.4, критический градиент сильно зависит от тока короткого замыкания линии. С увеличением тока к. з. в диапазоне от 20 А до 300 А критический градиент снижается весьма резко (от 20 кВ/м до 7 кВ/м), а при дальнейшем увеличении тока к. з. - относительно медленно. При изменении тока к. з. от 1000 А до 10 000 А критический градиент уменьшается с 5 кВ/м до 4 кВ/м.
Следует отметить, что формула (6.1) [92] не учитывает влияния величины сопровождающего тока на вероятность установления силовой дуги и поэтому является приближённой.
В случае установки всех разрядников вдоль линии на одну фазу сопровождающий ток является током однофазного замыкания на землю линии с изолированной нейтралью. Это емкостной ток, в большинстве реальных случаев не превышающий 10-20 А. Результаты исследований при емкостных сопровождающих токах [97] также представлены на рис. 6.4, из которого видно, что эти данные согласуются с опубликованными ранее результатами, полученными при больших значениях и 9 активном характере сопровождающего тока. При уменьшении 9 емкостного тока от 12 до 5 А критический градиент возрастает примерно с 40 до 80 кВ/м. При токе 20 А, который можно принять за наибольший реально возможный емкостной ток на ВЛ 10 кВ, критический градиент составляет, примерно, Екр=17 кВ/м (см. рис. 6.4).

Рис. 6.4. Зависимость критического градиента перехода импульсного перекрытия в дугу от действующего значения сопровождающего тока:
х - Беллаши, лаборатория [81]; ●- Подпоркин и др., лаборатория [21, 22]; о - Подпоркин и др., ЛЭП [93]; + - Бургсдорф, ЛЭП [86];
▲ - Армстронг и др., ЛЭП [89]; ■ - Мороока и др., ЛЭП [94];
♦ - Подпоркин и др., лаборатория [97], при емкостном характере тока