Искровые промежутки и роговые разрядники

Устройства для защиты от перенапряжений

Для защиты линий и оборудования подстанций от перенапряжений используют следующие устройства:

- искровые промежутки, разрядники и ОПН для защиты отдельных точек на линии;

- тросы и заземления опор на линиях;

- роговые разрядники, трубчатые разрядники на контактной сети;

- молниеотводы;

- разрядники и ОПН на подстанциях;

- в отдельных случаях – конденсаторы для снижения грозовых перенапряжений.

Защитное действие тросов и молниеотводов основано на отводе тока молнии от защищаемого оборудования. Остальные защитные устройства выполняют две функции:

- присоединение защищаемой цепи к заземлителю при воздействии перенапряжения (непосредственная защитная функция);

- отключение защищаемой цепи от заземления при окончании действия перенапряжения, что часто связано с отключением возникшего короткого замыкания в защищаемой цепи.

Искровые промежутки являются самым простым и дешевым устройством защиты от перенапряжений, в настоящее время применяется редко. В сетях напряжением 3..35 кВ могут выполняться в виде рогов, способствующих растягиванию и гашению дуги из-за электродинамических сил и тепловых потоков. В сетях до 35 кВ длина защитного промежутка мала, и для предотвращения замыкания промежутка птицами в заземляющих спусках создаются дополнительные искровые промежутки.

Параметры искровых промежутков приведены в табл. 9.1.

Таблица 9.1 – Параметры искровых промежутков

Параметр	Номинальное напряжение, кВ
Длина основного промежутка, мм
Длина дополнительного промежутка, мм					-
Амплитуда пробивного напряжения 50 Гц, кВ ампл.
Импульсное пробивное напряжение, кВ (для отрицательного импульса)

Искровые промежутки обладают целым рядом недостатков, основные из которых следующие:

- срабатывание искровых промежутков приводит к короткому замыканию, которое должно отключаться выключателями; при переходном процессе среза напряжения могут возникнуть перенапряжения на продольной изоляции трансформаторов, реакторов и электрических машин;

- большой статистический разброс пробивных напряжений затрудняет координацию изоляции;

- вольт-секундная характеристика искрового промежутка из-за резкой неоднородности поля имеет подъем в области малых времен, соответствующих грозовым перенапряжениям, и защищаемая изоляция может остаться незащищенной (рис. 9.1).

Рисунок 9.1 - Вольт-секундные характеристики изоляции (1) и искрового промежутка с резконеоднородным полем (2)

Достаточно широко применяемые на контактной сети роговые разрядники выполняются либо с одним искровым промежутком, либо с двумя искровыми промежутками (рис. 9.2). Действующие «Правила устройства и технической эксплуатации контактной сети» требуют применения роговых разрядников с двумя искровыми промежутками.

Рисунок 9.2 - Роговые разрядники, применяемые на контактной сети

Параметры роговых разрядников приведены в табл. 9.2

Таблица 16.3 - Параметры роговых разрядников

Параметр	С одним искр. промежутком	С двумя искровыми промежутками
Напряжение к/с, кВ	3.3	3.3
Расстояние, мм	10..11	4,5..5,5	40..50
Амплитуда пробивного напряжения 50 Гц, кВ ампл.
Импульсное пробивное напряжение, кВ
Наибольший ток, при котором дуга может погаснуть самостоятельно, кА			-
Время гашения дуги, с	0,25..0,6	0,2..0,6	-

Способность гашения дуги роговым разрядником сильно зависит от скорости и направления ветра. Дуга гаснет быстрее при направлении ветра перпендикулярно плоскости разрядника.