1. Разрядник, его назначение, принцип действия
Разрядники представляют собой защитные аппараты. Они предназначены для защиты изоляции электрооборудования от перенапряжений. Разрядник состоит из двух электродов и дугогасительного устройства.
Один из электродов закрепляют на защищаемой цепи, второй электрод заземляют. Пространство между этими двумя электродами называется искровым промежутком. При определенном значении напряжения между электродами искровой промежуток пробивается и снимает перенапряжение с защищаемого участка цепи.
После пробоя импульсом искровой промежуток становится достаточно ионизированным, чтобы фазные напряжения нормального режима могли пробиться, в связи с этим возникает короткое замыкание. Задача дугогасительного устройства — в наиболее короткие сроки устранить это до того, как сработают устройства защиты.
Принцип действия разрядников. В конструкции разрядников предусмотрен воздушный зазор в перемычке, который соединяет фазы линии электропередач и заземляющий контур. При номинальной величине напряжения цепь в перемычке разорвана. В случае грозового разряда в результате перенапряжения в ЛЭП происходит пробой воздушного зазора, происходит замыкание цепи между фазой и землей и импульс высокого напряжения напрямую уходит в землю.
Читайте также: Трехфазный регулятор мощности с импульсно-фазовым управлением
Виды разрядников
Каталог производимых устройств позволяет сделать выбор разрядников наиболее полно отвечающим предъявляемым требованиям и предпочтительных по цене.
Воздушные (трубчатые) разрядники изготовляются в виде трубок из полимера, который при нагреве может выделять большое количество газа. На концах трубки закреплены электроды, расстояние между которыми определяет величину напряжения срабатывания. Во время пробоя материал трубки начинает выделять газ, который выходя через отверстие в корпусе, создаёт дутьё, гасящее электрическую дугу. Напряжение срабатывания превышает 1 кВ.
Газовые разновидности конструктивно аналогичны предыдущим моделям. Пробой осуществляется в герметичной трубке из керамики, содержащей инертный газ. Ионизация газа обеспечивает более быстрое срабатывание, а его давление надёжное гашение дуги. Порог срабатывания может быть от 60 вольт до 5 кВ. Для индикации превышения напряжения часто используется неоновая лампочка.
Вентильные устройства состоят из нескольких искровых промежутков, соединяемых последовательно, и сопротивления, составленного из вилитовых дисков (рабочий резистор). Между собой они соединяются последовательно. Поскольку характеристики вилита зависят от влажности, его помещают в герметичную оболочку.
Во время пробоя задачей резистора является понижение тока короткого замыкания до величины, успешно гасимой искровыми промежутками. Так как величина сопротивления вилита нелинейная ― она тем меньше, чем больше ток, то это даёт возможность пропускать значительный ток при малом падении напряжения. К преимуществам данных приборов нужно отнести срабатывание без шумовых и световых эффектов. Эти разрядники википедия характеризует устаревшими и уже не производящимися.
Магнитовентильные модификации собираются из ряда блоков, снабжённых магнитными искровыми промежутками, и равным им количеством дисков из вилита. Единичный блок состоит из ряда последовательно соединённых искровых промежутков и постоянного магнита, помещённых в корпус из фарфора. В момент пробоя возникшая дуга под воздействием магнитного поля образуемого кольцевым магнитом приобретает вращение, поэтому гасится быстрее, чем в вентильных устройствах.
В длинно-искровых устройствах используется явление скользящего разряда, обеспечивающего значительную протяжённость пути импульса по наружной стороне разрядного элемента. По длине разрядный элемент значительно превышает изолятор электролинии, но электрическая прочность его меньше, поэтому возможность возникновение дуги равна нулю. Этот вид используется на 3-ёхфазных линиях электропередачи. Они могут работать при температуре от — 60° C до + 50° C 30 лет.
В ограничителях перенапряжения нелинейных искровые промежутки отсутствуют. Вместо них используются последовательно соединённые окисно-цинковые варисторы. Их сопротивление тем меньше, чем больше сила тока, поэтому отведение импульса перенапряжения происходит очень быстро с моментальным возвратом в исходное положение. Для пропуска больших токов допускается параллельная установка нескольких ограничителей одной марки. Ограничитель устанавливается на весь срок службы защищаемого объекта.
Общее устройство и принцип работы
Высокочастотное оборудование защищается не только молниеотводами, но и с помощью высоковольтных разрядников. Каждый из них состоит из двух основных частей – электродов и устройства для гашения дуги.
Один из электродов устанавливается на защищаемую цепь, а к другому подводится заземление. Между ними образуется пространство, известное как искровой промежуток. Когда напряжение достигает определенного значения, наступает пробой искрового промежутка между двумя электродами. За счет этого с защищаемого участка цепи снимается перенапряжение. Основным техническим требованием, предъявляемым к разряднику, является определенный уровень гарантированной электрической прочности в условиях промышленной частоты. То есть, при нормальном режиме работы сети разрядник не должен пробиваться.
После пробоя в действие вступает дугогасительное устройство. Под действием импульса повышается ионизация искрового промежутка, в результате чего пробивается фазное напряжение, действующее в нормальном режиме. Оно приводит к короткому замыканию и срабатыванию защитных устройств на этом участке. Основной задачей дугогасительного устройства как раз и является скорейшее устранение замыкания, до срабатывания средств защиты.
Одноразовые и самовосстанавливающиеся разрядники
Одноразовый искровой разрядник не сможет защитить изоляцию и аппаратуру от повторного действия молнии. После завершения своего действия он представляет собой перемычку с сопротивлением, близким к нулю. В сетях электропитания такая перемычка вызывает срабатывание защиты, отключающей подачу электроэнергии. В телекоммуникационных сетях прерывается связь, что вызывает срабатывание сигнализации. После получения сигнала об обесточивании или прерывании связи на место выезжает специалист, заменяющий одноразовый разрядник.
Простейший вариант реализации одноразового разрядника — электроды внутри камеры, выполненные из металла, который расплавляется под действием высокой температуры. Более сложный вариант — перемычка, закрепленная на стенке камеры каплей легко плавящегося металла. При дуговом разряде эта капля расплавляется и перемычка соединяет электроды. Вероятно, вы уже догадались о том, что одноразовый искровой разрядник не самое лучшее решение для защиты электрических линий и устройств.
Самовосстанавливающийся искровой разрядник способен возвращаться в состояние покоя ограниченное число раз. Иногда такой разрядник используют совместно со счетчиком срабатываний, который позволяет оценить грозовую нагрузку и ожидаемый срок службы устройства.
Газовый разрядник
Газовые разрядники представляют собой компоненты, заполненные инертным газом (рис.2). Корпус разрядника изготовлен в виде керамической трубки, концы которой закрыты металлическими пластинами и выступают в роли электродов.
Рисунок 2 – Структурная схема газового разрядника
Вентильные разрядники
Вентильный разрядник состоит из набора многократно повторяющихся искровых промежутков и нелинейных сопротивлений.
Принцип работы вентильного разрядника немного другой, чем у трубчатых разрядников. Во время работы электроды искрового промежутка снимают перенапряжения, а нелинейные сопротивления(резисторы) гасят дугу фазного напряжения.
Резисторы состоят из набора вилитовых дисков. Вилит – это запеченная смесь карбида кальция с жидким стеклом. По сравнению с трубчатыми и газовыми разрядниками, вентильные разрядники имеют более высокое напряжение пробоя.
Рис 4. Вентильный разрядник
Трехэлектродный разрядник с термореле производства компании CITEL
Более распространенный способ, когда речь идет о телекоммуникационных применениях — разрядник с термореле. В таких разрядниках используются прочные электроды, способные выдержать многократное срабатывание. Параллельно разряднику включается термореле. При возникновении дугового разряда камера нагревается и термореле срабатывает, шунтируя разрядник. Напряжение на разряднике падает до нулевого значения и дуговой разряд прекращается. После охлаждения термореле его контакты размыкаются и разрядник переходит в состояние покоя. Разрядники с термореле выдерживают до 10 срабатываний.
Особенности монтажа и эксплуатации разрядников РВО
Перед установкой рекомендуется провести высоковольтные испытания изделия. Это необходимо для того, чтобы убедиться в соответствии нормам рабочих характеристик разрядника. Перед началом монтажа проверьте целостность фарфорового корпуса: на поверхности не должно быть нарушающих герметичность трещин и сколов, способных повредить защитную эмаль.
Разрядники РВО предназначены для установки на металлоконструкциях высоковольтных опор (закрепляются хомутами с прокладками). Для правильной работы важно установить изделие строго вертикально с максимальным отклонением не более 10 градусов.
Читайте также: Тема «Электрическая цепь и ее составные части. Последовательное и параллельное соединение проводников»
Перед началом грозового сезона (ежегодно) разрядники РВО необходимо проверять посредством профилактических испытаний, в ходе которых фиксируется ток утечки и напряжение пробоя. По результатам контроля принимается решение о дальнейшей эксплуатации изделия или о его замене. Утилизация продукции, отработавшей свой срок, происходит в обычном порядке.
3. Воздушный разрядник закрытого и открытого типа (трубчатый разрядник)
Имеет вид полихлорвиниловой трубки, которая предназначена для гашения дуги. На каждом конце разрядника имеется по одному электроду (рис.1). К одному электроду подведено заземление, а другой установлен на незначительном расстоянии от защищаемого участка.
Рисунок 1 – Структурная схема воздушного разрядника
7. Ограничитель перенапряжений нелинейный (ОПН)
В этом разряднике отсутствуют искровые промежутки(рис.5). Конструкция активной части ограничителя включает в себя последовательный набор варисторов.
Рисунок 5 – Структурная схема ограничителя перенапряжений
Особенности стационарных разрядников
Стационарные разрядники можно применять на трансформаторах серии КЕ. Системы защиты у моделей используются разных классов. Если верить мнению экспертов, то проводимость у них в среднем равняется 120 мк. Довольно часто устройства производятся с дисками на подкладках. Многие модели могут похвастаться высокой чувствительностью. Также стоит отметить, что конденсаторные блоки применяются с преобразователями и без них. Показатель емкости максимум равняется 50 пФ.
Читайте также: Шум при вращении барабана в стиральной машине: почему сильно шумит машинка при отжиме и что делать
Для работы в сети с переменным током разрядники стационарного типа подходят замечательно, атмосферные перегрузки им не страшны. Резисторы, как правило, применяются дипольного типа. При этом класс напряжения зависит от модулятора. Некоторые модификации разрешается применять на трансформаторах серии РК40. Конденсаторные коробки используются невысокой мощности, однако имеется фильтр для магнитных помех. Приобрести неплохой разрядник пользователь способен по цене от 30 тыс. руб.
Назначение и технические данные разрядника РВО-10 У1
Трехлетний срок гарантии на вентильные разрядники РВО-10 У1 подтверждает качество исполнения и длительную работоспособность устройства, рассчитанного на применение в электросетях с классом напряжения в 10 киловольт и частотой 50 и 60 Гц. Компактные габариты и небольшая масса облегченного разрядника намного облегчают транспортировку и монтаж оборудования.
Компания ПВС-Энерго осуществляет реализацию вентильных разрядников РВО-10 У1 с оптимальными техническими характеристиками для эффективной защиты электрооборудования в сетях с переменными значениями тока от перенапряжений различного вида. Устройства совмещают умеренную стоимость с высоким качеством, позволяющим эксплуатировать разрядник намного дольше гарантийного срока.
Выбор разрядников
Основные параметры разрядников: класс пропускной способности, наиболее длительное допустимое рабочее напряжение, уровни остающихся напряжений при коммутационных и грозовых импульсах, номинальное напряжение, величина тока срабатывания противовзрывного устройства, номинальный разрядный ток, длина пути утечки внешней изоляции.
Выбор разрядников производится исходя из назначения, конструктивного исполнения, требуемого уровня ограничения перенапряжений, схемы сети и ее параметров.
11. Разрядники 6 КВ, 10 КВ, 35кВ, 110 кВ, 220 кВ
Основные характеристики разрядников 6-220 кВ приведены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2 – Технические характеристики разрядников 6 кВ, 10 кВ
| Параметр | Единица измерения | РВО-6 Н | РВО-10 Н |
| Класс напряжения сети | кВ | 6 | 10 |
| Наибольшее допустимое напряжение | кВ | 7,5 | 12,7 |
| Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождём: | |||
| не менее | кВ | 16 | 26 |
| не более | кВ | 19 | 30,5 |
| Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, не более | кВ | 32 | 48 |
| Остающееся напряжение при волне 8 мкс, не более: | |||
| с амплитудой тока 3000А | кВ | 25 | 43 |
| с амплитудой тока 5000А | кВ | 27 | 45 |
| Ток утечки, не более | мкА | 6 | 6 |
| Токовая пропускная способность: | |||
| 20 импульсов тока волной 16/40 мкс | кА | 5,0 | 5,0 |
| 20 импульсов тока прямоугольной волной длительностью 2000 мкс | А | 75 | 75 |
| Длина пути утечки внешней изоляции, не менее | см | 18 | 26 |
| Допустимое натяжение проводов, не менее | Н | 300 | 300 |
| Высота, не более | мм | 294 | 411 |
| Масса, не более | кг | 3,1 | 4,2 |
Таблица 3 – Технические характеристики разрядников 35кВ, 110 кВ, 220 кВ
Читайте также: Путь («петля») тока через тело человека.
| Параметр | Единица измерения | РВС-35 РВС-35 Т1 | РВС-110М РВС-110М Т1 | РВС-220М РВС-220М Т1 |
| Класс напряжения сети | кВ | 35 | 110 | 220 |
| Наибольшее допустимое напряжение | кВ | 40,5 | ||
| Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождём: | ||||
| не менее | кВ | 78 | 200 | 400 |
| не более | кВ | 98 | 250 | 500 |
| Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, не более | кВ | 125 | 285 | 530 |
| Остающееся напряжение при волне 8 мкс, не более: | ||||
| с амплитудой тока 3000А | кВ | 125 | 315 | 630 |
| с амплитудой тока 5000А | кВ | 130 | 335 | 670 |
| Ток утечки, не более | мкА | 143 | 367 | 734 |
| Токовая пропускная способность: | ||||
| 20 импульсов тока волной 16/40 мкс | кА | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| 20 импульсов тока прямоугольной волной длительностью 2000 мкс | А | 150 | 150 | 150 |
| Длина пути утечки внешней изоляции, не менее | см | 115 | 345 | 690 |
| Допустимое натяжение проводов, не менее | Н | 300 | 500 | 500 |
| Высота, не более | мм | 1280 | 3100 | 4620 |
| Масса, не более | кг | 73 | 175 | 497 |
Разрядник РВО-6 У1
Марка разрядника : РВО-6 У1
Напряжение: 6 кВ
Масса: 3,2 кг
РазрядникиРВО-6 У1вентильные облегченные предназначены для защиты от атмосферных перенапряжений изоляции электрооборудования переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Изготавливаются для сетей с любой системой заземления нейтрали. Разрядники РВО-6 У1 вентильные облегченные соответствуют ТУ16-521.232-77 и группе IV по ГОСТ 16357-83. Условное обозначение разрядника РВО-6 У1Р — разрядник В — вентильный О — облегченный 6 — класс напряжения в кВ У — климатическое исполнение 1 — категория размещения
Технические характеристики разрядника РВО-6 У1
| Наименование параметра | РВО-6 У1 |
| Класс напряжения сети, кВ действующее | 6 |
| Номинальное напряжение, кВ действующее | 7,5 |
| Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождем, кВ действующее: — не менее — не более | 16 19 |
| Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, кВ — не более | 32 |
| Остающееся напряжение при волне импульсного тока 8/20 мкс, кВ, не более — с амплитудой тока 3000А — с амплитудой тока 5000А | 25 27 |
| Выпрямленное испытательное напряжение при измерении тока утечки, кВ | 6 |
| Ток утечки, мкА | 6 |
| Токовая пропускная способность: — 20 импульсов тока волной 16/40 мкс, кА — 20 импульсов тока прямоугольной волной длительностью 2000 мкс, А | 5,0 75 |
| Длина пути утечки внешней изоляции, см, — не менее | 18 |
| Допустимое тяжение проводов, Н, — не менее | 300 |
| Высота, (Н), мм, — не более | 294 |
| Масса, кг — не более | 3,2 |
Гарантийный срок эксплуатации разрядника РВО-6 У1 составляет:3 года со дня ввода в эксплуатацию.
Читайте также: Установка полиуретановых розеток в Москве
Проблемы технической реализации
Основной проблемой при построении самовосстанавливающегося искрового разрядника является необходимость гашения дуги. Дело в том, что процесс дугового разряда является самоподдерживающимся. После того, как импульс прошел, плазменный канал продолжает существовать какое-то время, при этом защищаемая линия замкнута на землю. Если канал не погасить, сработает защита линии от короткого замыкания, что в общем случае нельзя допустить. А, если речь идет о телекоммуникационных применениях, то прерывается связь. В добавок ко всему, от нагрева разрядник просто разрушается. Для гашения дуги используются разнообразные средства, по конструкции которых и различаются типы искровых разрядников.
Другая проблема — защита симметричной линии, что особенно актуально для использования в телекоммуникационной отрасли. Оба провода защищены путем соединения их разрядниками с «землей». Из-за разницы параметров разрядников может возникнуть ситуация, когда один разрядник сработает, а другой нет, что может только усугубить ущерб от импульсных перенапряжений. Поэтому для защиты симметричных линий применяются трехэлектродные разрядники (не путать с управляемыми разрядниками, которые также имеют три электрода). Они представляют собой фактически два разрядника в виде одного устройства и с общем выводом «земли», выполненные в едином производственном цикле. Благодаря этому их технические характеристики полностью идентичны.
Устройство искрового разрядника
Конструкция типичного искрового разрядника содержит в себе следующие основные элементы: герметичную камеру, заполненную газом, электроды, устройство гашения дуги.
Когда напряжение на электродах не выше порогового значения, разрядник находится в состоянии покоя. Внутреннее сопротивление (до 1 ГОм) в этом режиме можно считать бесконечно большим.
При увеличении напряжения выше порогового значения на электродах в газе возникает сначала тлеющий разряд, в результате чего напряжение на выводах падает до 80 В. При этом газ разогревается, растет ток через него, что быстро приводит к возникновению дугового разряда, когда внутри устройства образуется плазменный канал низким сопротивлением. После перехода в данное состояние через разрядник протекает значительный ток (до 150 килоампер), а напряжение на выводах падает до значения около 20 В.
В вентильном разряднике для гашения дуги используется нелинейное сопротивление
На протяжении многих десятилетий на электрических сетях широко используются вентильные разрядники. Они представляют собой последовательно соединенный газовый разрядник и нелинейное сопротивление. В нашей стране обычно используются сопротивления из вилита — композиционного материала на основе карбида кремния. Сопротивление вилитового резистора тем меньше, чем больше сила тока. Когда происходит импульсное перенапряжение и срабатывает разрядник, сила тока через резистор резко возрастает и его сопротивление снижается. Но когда импульс прошел и продолжается самоподдерживающийся дуговой разряд, сила тока падает, сопротивление резистора возрастает, что приводит к уменьшению напряжения на контактах разрядника. Таким способом гасится дуговой разряд. Вентильный разрядник выдерживает до 20 срабатываний.
Разновидностью вентильного разрядника является магнитовентильный, где для гашения дуги дополнительно используется магнитное поле.
Несколько выбивается из общего ряда трубчатый разрядник, который также относится к искровым. В нем камера не является герметичной и заполнена твердым веществом — поливинилхлоридом. «Земля» выполнена в виде трубки, другой электрод выполнен в виде стержня, коаксиально расположенного в этой трубе. При искровом разряде в толще поливинилхлорида вырабатывается газ, стремящийся выйти наружу. Течение газа осуществляет гашение дуги. Трубчатые разрядники выдерживают до 10 срабатываний. Их основное преимущество — дешевизна, но в остальном их характеристики находятся не на самом высоком уровне, поэтому такие разрядники постепенно заменяют твердотельными.
Параметры магнитных модификаций
Магнитный разрядник вентильный производится с одним или несколькими переходниками. Показатель номинального напряжения составляет около 500 В. Устройства без фильтров встречаются очень редко. Индикаторы применяются только дипольного типа. При этом конденсаторные коробки устанавливаются разных размеров. Очень часто магнитные разрядники эксплуатируются на низковольтных трансформаторах. Рабочая частота в данном случае поддерживается на отметке 50 Гц. Для работы в цепи постоянного тока устройства не подходят.
Параметр пробивного напряжения не сильно высокий. Испытание вентильных разрядников осуществляется при помощи проводных тестеров. Рабочая влажность модификаций располагается на уровне 60%. Довольно часто устройства устанавливаются на проходные изоляторы. Пластины у них крепятся как в верхней, так и нижней части. Приобрести неплохой разрядник пользователь может по цене от 15 тыс. руб.
Параметры выбора разрядников и особенности их монтажа
Для защиты от индуктированных перенапряжений ВЛ 6-10 кВ, наиболее уязвимых к грозовым воздействиям из-за низкой импульсной прочности используемых изоляторов, подходят разрядники типа РМК-20. Высота воздушных линий этого класса напряжения не превышает 10 метров, поэтому вокруг обычно оказывается достаточно объектов, чтобы отвести прямой удар молнии. Индуктированные перенапряжения спровоцированы ударами молнии в рядом стоящие с линией объекты — деревья, здания, вышки сотовой связи, заводские трубы. Эти разрядники устанавливаются по одному на опору с чередованием фаз.
Читайте также: Расчет трансформатора
Однако на возвышенностях, в полях, вдоль рек и в местах аномальной грозовой активности — например, в местах залегания железных руд, — ВЛ 6-10 кВ тоже могут быть подвержены прямым ударам молнии. В этом случае рекомендуется установка разрядников типа РМКЭ-10, которые обеспечивают защиту от всех видов грозовых воздействий. Их монтируют по одному разряднику на каждую фазу на опоре.
Лучшее доказательство работы разрядника — это бесперебойное функционирование оборудования во время грозы. На сегодняшний день это самый достоверный аргумент корректной работы устройства. О том, как работает разрядник, также сигнализируют индикаторы срабатывания, которыми оборудованы некоторые устройства. Они представляют собой стеклянную колбу, которая разбивается при срабатывании разрядника. При необходимости индикатор можно заменить на новый.
Использование разрядников зависит от области их применения.
Низковольтные разрядники
Низковольтный разрядник хорош тем, что не боится магнитных помех. Привод используется низкой частоты. При этом номинальное напряжение лежит в пределах 100 – 200 В. Многие модификации способны похвастаться высокой проводимостью и низким остаточным напряжением. Также стоит отметить, что устройства замечательно подходят для трансформаторов серии РК.
Система защиты у разрядников используется в основном класса МЕ40. Рабочая влажность находится в районе 90%. Атмосферные перегрузки в данном случае электронной цепи не страшны. Для трансформаторов серии КЕ разрядники не подходят. Конденсаторные блоки здесь применяются невысокой мощности. Купить качественный разрядник пользователь может по цене от 8 тыс. руб.
9. Технические характеристики разрядников
Выделяют такие основные технические характеристики разрядников:
- Класс напряжения цепи;
- Наибольшее допустимое напряжение;
- Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождем;
- Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс;
- Остающееся напряжение при волне 8 мкс;
- Ток утечки;
- Токовая пропускная способность;
- Длина пути утечки внешней изоляции;
- Допустимое натяжение проводов;
- Высота;
- Масса ограничителя.
Методы гашения дуги
Обеспечение гашение дуги в заданный промежуток времени может быть обеспечено применением специального газа, который подавляет электрическую дугу при силе тока ниже порогового значения. Но на практике такой способ применяется редко, недостатком подобных разрядников является низкая стабильность ресурса использования. То есть, количество возможных срабатываний можно наперед определить только приблизительно.
Как работает защитник от перенапряжений
Защитой обеспечиваются устройства, питаемые от шнуров сети 220V, подключенных к разряднику в распределительной коробке. Это касается как фазных, так и нейтральных проводников (в зависимости от выбранного типа защиты).
Общее правило заключается в том, что на одной стороне защитного устройства соединяем фазные проводники и, возможно, нейтральный проводник, а с другой стороны — защитный провод.
Когда напряжение в системе в норме, сопротивление между проводами очень велико, порядка нескольких ГигаОм. Благодаря этому ток не течет через разрядник.
Когда происходит скачок напряжения в сети, ток начинает протекать через ограничитель на землю.
В защитных устройствах класса B основным элементом является искровой промежуток. При нормальной работе сопротивление его очень велико. В случае искрового промежутка это сопротивление является гигантским, поскольку искровой промежуток это фактически разрыв цепи. Когда молния ударяет в элемент электрической установки напрямую, сопротивление искрового промежутка падает почти до нуля благодаря электрической дуге. Из-за появления очень большого электрического потенциала в искровом промежутке между ранее разделенными элементами создается электрическая дуга.
Благодаря этому, например, фазовый провод, в котором имеется большой всплеск напряжения и защитный провод, создают короткое замыкание и большой ток протекает прямо на землю, минуя внутреннюю электрическую установку. После разряда искровой промежуток возвращается в нормальное состояние — то есть разрывает цепь.
Ограничитель класса C имеет внутри варистор. Варистор представляет собой специфический резистор, который обладает очень высоким сопротивлением при низком электрическом потенциале. Если в системе происходит скачок напряжения из-за разряда, его сопротивление быстро уменьшается вызывая протекание тока на землю и аналогичную ситуацию, как в случае искрового промежутка.
Разница между классом B и классом C заключается в том, что последний способен ограничивать всплески напряжения с меньшим потенциалом, чем прямой удар молнии. Недостатком этого решения является довольно быстрый износ варисторов.
Магнитовентильный разрядник (РВМГ)
В отличие от устройства вентильного разрядника, в устройство магнитовентильного разрядника входит набор кольцевых магнитов.
Принцип работы магнитовентильного разрядника немного другой. При пробое фазным напряжением образуются дуга. Под воздействием магнитного поля магнитов дуга начинает вращаться, тем самым дуга гасится.
Рис 5. Магнитовентильный разрядник (РВМГ).
11. Разрядники 6 КВ, 10 КВ, 35кВ, 110 кВ, 220 кВ
Основные характеристики разрядников 6-220 кВ приведены в таблицах 2 и 3.
Читайте также: Регулировка оборотов электродвигателя 220В, 12В и 24В
Таблица 2 – Технические характеристики разрядников 6 кВ, 10 кВ
| Параметр | Единица измерения | РВО-6 Н | РВО-10 Н |
| Класс напряжения сети | кВ | 6 | 10 |
| Наибольшее допустимое напряжение | кВ | 7,5 | 12,7 |
| Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождём: | |||
| не менее | кВ | 16 | 26 |
| не более | кВ | 19 | 30,5 |
| Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, не более | кВ | 32 | 48 |
| Остающееся напряжение при волне 8 мкс, не более: | |||
| с амплитудой тока 3000А | кВ | 25 | 43 |
| с амплитудой тока 5000А | кВ | 27 | 45 |
| Ток утечки, не более | мкА | 6 | 6 |
| Токовая пропускная способность: | |||
| 20 импульсов тока волной 16/40 мкс | кА | 5,0 | 5,0 |
| 20 импульсов тока прямоугольной волной длительностью 2000 мкс | А | 75 | 75 |
| Длина пути утечки внешней изоляции, не менее | см | 18 | 26 |
| Допустимое натяжение проводов, не менее | Н | 300 | 300 |
| Высота, не более | мм | 294 | 411 |
| Масса, не более | кг | 3,1 | 4,2 |
Таблица 3 – Технические характеристики разрядников 35кВ, 110 кВ, 220 кВ
| Параметр | Единица измерения | РВС-35 РВС-35 Т1 | РВС-110М РВС-110М Т1 | РВС-220М РВС-220М Т1 |
| Класс напряжения сети | кВ | 35 | 110 | 220 |
| Наибольшее допустимое напряжение | кВ | 40,5 | ||
| Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождём: | ||||
| не менее | кВ | 78 | 200 | 400 |
| не более | кВ | 98 | 250 | 500 |
| Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, не более | кВ | 125 | 285 | 530 |
| Остающееся напряжение при волне 8 мкс, не более: | ||||
| с амплитудой тока 3000А | кВ | 125 | 315 | 630 |
| с амплитудой тока 5000А | кВ | 130 | 335 | 670 |
| Ток утечки, не более | мкА | 143 | 367 | 734 |
| Токовая пропускная способность: | ||||
| 20 импульсов тока волной 16/40 мкс | кА | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| 20 импульсов тока прямоугольной волной длительностью 2000 мкс | А | 150 | 150 | 150 |
| Длина пути утечки внешней изоляции, не менее | см | 115 | 345 | 690 |
| Допустимое натяжение проводов, не менее | Н | 300 | 500 | 500 |
| Высота, не более | мм | 1280 | 3100 | 4620 |
| Масса, не более | кг | 73 | 175 | 497 |
11. Разрядники 6 КВ, 10 КВ, 35кВ, 110 кВ, 220 кВ
Основные характеристики разрядников 6-220 кВ приведены в таблицах 2 и 3.
Таблица 2 – Технические характеристики разрядников 6 кВ, 10 кВ
Читайте также: Особенности освещения светодиодными лампа на 12 вольт
| Параметр | Единица измерения | РВО-6 Н | РВО-10 Н |
| Класс напряжения сети | кВ | 6 | 10 |
| Наибольшее допустимое напряжение | кВ | 7,5 | 12,7 |
| Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождём: | |||
| не менее | кВ | 16 | 26 |
| не более | кВ | 19 | 30,5 |
| Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, не более | кВ | 32 | 48 |
| Остающееся напряжение при волне 8 мкс, не более: | |||
| с амплитудой тока 3000А | кВ | 25 | 43 |
| с амплитудой тока 5000А | кВ | 27 | 45 |
| Ток утечки, не более | мкА | 6 | 6 |
| Токовая пропускная способность: | |||
| 20 импульсов тока волной 16/40 мкс | кА | 5,0 | 5,0 |
| 20 импульсов тока прямоугольной волной длительностью 2000 мкс | А | 75 | 75 |
| Длина пути утечки внешней изоляции, не менее | см | 18 | 26 |
| Допустимое натяжение проводов, не менее | Н | 300 | 300 |
| Высота, не более | мм | 294 | 411 |
| Масса, не более | кг | 3,1 | 4,2 |
Таблица 3 – Технические характеристики разрядников 35кВ, 110 кВ, 220 кВ
| Параметр | Единица измерения | РВС-35 РВС-35 Т1 | РВС-110М РВС-110М Т1 | РВС-220М РВС-220М Т1 |
| Класс напряжения сети | кВ | 35 | 110 | 220 |
| Наибольшее допустимое напряжение | кВ | 40,5 | ||
| Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождём: | ||||
| не менее | кВ | 78 | 200 | 400 |
| не более | кВ | 98 | 250 | 500 |
| Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс, не более | кВ | 125 | 285 | 530 |
| Остающееся напряжение при волне 8 мкс, не более: | ||||
| с амплитудой тока 3000А | кВ | 125 | 315 | 630 |
| с амплитудой тока 5000А | кВ | 130 | 335 | 670 |
| Ток утечки, не более | мкА | 143 | 367 | 734 |
| Токовая пропускная способность: | ||||
| 20 импульсов тока волной 16/40 мкс | кА | 10,0 | 10,0 | 10,0 |
| 20 импульсов тока прямоугольной волной длительностью 2000 мкс | А | 150 | 150 | 150 |
| Длина пути утечки внешней изоляции, не менее | см | 115 | 345 | 690 |
| Допустимое натяжение проводов, не менее | Н | 300 | 500 | 500 |
| Высота, не более | мм | 1280 | 3100 | 4620 |
| Масса, не более | кг | 73 | 175 | 497 |
Трубчатый разрядник
Трубчатый разрядник представляет собой трубку из прочного материала. Сам материал – это различные полимеры. Самый распространённый из них – это полихлорвинил. Полихлорвинил способен вынести температуру, пригодную для данного типа разрядников.
В трубку помещены два электрода (рис 1.). Один присоединяется к защищаемому элементу, а другой заземляется. Принцип работы трубчатого разрядника довольно прост.
При напряжении пробоя образуется искра, которая ионизирует воздух. Воздух сильно нагревается, при этом идет массовое выделение газов.
Интенсивная газовая генерация гасит дугу фазного напряжения. Такое дугогасительное устройство называется продольным дутьём. Для выхода газов наружу, в разряднике имеется отверстие.
Газовый разрядник отличается от воздушного только тем, что его корпус наполняют инертным газом (аргоном или неоном). В отличие от воздушного разрядника, в газовом разряднике дугу, образованную фазным напряжением, гасят инертные газы.
В современной электронике трубчатые разрядники распространены повсеместно. Они просты по устройству и надежны. Пробивное напряжение воздушных разрядников невысокое, поэтому такие разрядники не применяются в более высоковольтной аппаратуре.
Читайте также: Разновидности уличных светильников и фонарей: как выбрать
Предлагаем ознакомиться Герань народное название
Более высокое пробивное напряжение у газовых разрядников. Они гораздо эффективнее, так как газы не вступают в реакции, тем самым продлевают жизнь электродам.
10. Обозначения разрядников
Таблица 1 – Обозначения разрядников на схемах
| Наименование | Обозначение |
| Разрядник. Общее обозначение. |  |
| Разрядник трубчатый |  |
| Разрядники вентильный и магнитовентильный |  |
| Разрядник шаровой |  |
| Разрядник роговой |  |
| Разрядник угольный |  |
| Разрядник электрохимический |  |
