Защита сетей 6-35 кВ от перенапряжений - Конструкции  длинно-искровых разрядников РДИ10-П

РДИ10-П (петлевой)
На рис. 6.5 показан разрядник, установленный на опоре ВЛ 10 кВ. Металлический стержень, покрытый слоем изоляции, согнут в виде петли 1 и укреплён при помощи зажима 2 к штырю изолятора 7.
В средней части петли 1 поверх изоляции установлена металлическая трубка 4. Разрядник устанавливается таким образом, чтобы между трубкой и проводом 5 обеспечивался воздушный промежуток S. Петля 1 имеет такой же потенциал, что и опора 8. Вследствие относительно большой емкости между металлической трубкой 4 и металлической жилой петли 1 всё перенапряжение, приложенное между проводом 5 и опорой 8, оказывается приложенным между проводом 5 и трубкой 4. При достаточно большой величине перенапряжения искровой промежуток S пробивается, и перенапряжение прикладывается между трубкой 4 и металлической жилой петли 1 к её изоляции.

Под действием приложенного перенапряжения с трубки 4 вдоль поверхности изоляции петли 1 развивается скользящий разряд 6 по одному или по обоим плечам петли 1 до тех пор, пока он не замкнётся на узле крепления 2, гальванически связанным с опорой 8.

Рис. 6.5. РДИ в виде петли (РДИ10-П) на опоре:
а)                  конструктивный эскиз;
б)                  фотография испытаний макета ВЛ с изолированным проводом.
1 - металлическая петля, покрытая изоляцией; 2 - узел крепления;
3 - металлический оголовник опоры; 4 - металлическая трубка;
5 - провод линии; 6 - канал разряда; 7 - изолятор; 8 - столб опоры
Благодаря большой длине перекрытия по поверхности петли I, общая длина перекрытия L=l+S оказывается весьма велика, и импульсное перекрытие не переходит в силовую дугу промышленной частоты.
Проведённые исследования показали, что при толщине полиэтиленовой изоляции 4 мм, 5=2 см и l= 78 см при воздействии грозового импульса 50% разрядное напряжение разрядника составляет U50%= 100 кВ, а защищаемого изолятора - U50%=130 кВ.
При общей длине грозового перекрытия L=l+S = 78+2=80 см средняя напряжённость электрического поля на канале разряда от напряжения промышленной частоты составит Е=10/√3/0,8≈7 кВ/м.
В соответствии с рис. 6.4 при токах к. з. менее 300 А силовая дуга не образуется, и линия продолжает бесперебойную работу без отключения.
РДИ10-П служит для защиты линий 6-10 кВ как с неизолированными, так и с изолированными проводами. В последнем случае на изолированный провод устанавливается прокусывающий зажим, а искровой воздушный промежуток образуется между металлической трубкой 4 и прокусывающим зажимом.
РДИ10-П предназначены для защиты ВЛ 6-10 кВ от индуктированных грозовых перенапряжений, которые являются наиболее частыми на линиях такого класса. По многочисленным литературным данным индуктированные перенапряжения составляют от 50% (при прохождении трассы линии по открытому полю) до 100% (при прохождении трассы линии в лесу) от общего числа опасных для изоляции грозовых перенапряжений.
РДИ10-П выпускаются в НПО «Стример». Петли разрядников согнуты из стального прутка диаметром 8 мм, на который надета изоляционная трубка специальной конструкции (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Конструкция изоляционной трубки для РДИ10-П.

1 - металлорукав; 2 - слой из полупроводящего полиэтилена толщиной 1,0 мм; 3 - изоляция из полиэтилена высокого давления толщиной 2,5 мм; 4 - слой из светостабилизированного полиэтилена толщиной 1 мм

Основные технические характеристики РДИ10-П приведены в табл. 6.1 и 6.2.
Технические характеристики РДИ10-П

Таблица 6.1

Примечание. Наибольшее напряжение при стандартной форме импульса 1,2/50 мкс, при котором обеспечивается защита разрядником изолятора, называется «напряжением координации».
Разработанная конструкция узла крепления РДИ10-П позволяет удобно устанавливать его как на штырь, так и на крюк изолятора (см. рис. 6.7) на ВЛ с изолированными и неизолированными проводами.

Рис. 6.7. Установка РДИ10-П на действующую ВЛ10 кВ в Ленэнерго

Следует отметить, что длинно-искровые разрядники не только предотвращают пережог проводов, что обеспечивает и финская дугозащитная арматура (см. п.2.9), но и исключают дуговые замыкания и отключения линии, возникающие вследствие индуктированных грозовых перенапряжений.