Krotenko-21_68
.pdfФ о р м а 2
ПРОТОКОЛ № 2
«____» ______________200__г.
Испытание указателя напряжения
Указатель напряжения №_____________ на напряжение _____кВ, принадлежащий лаборатории «ТВН» ОмГУПСа.
Изолирующая часть испытана напряжением ______кВ переменного тока 50 Гц в течение ____ мин.
Собственно указатель (прибор показывающий напряжение) испытан напряжением _____кВ переменного тока 50 Гц в течение ____ мин.
Напряжение отчетливого видимого свечения составляет _______кВ. Указатель напряжения испытания выдержал (не выдержал) и пригоден
(не пригоден) для применения в |
электроустановках напряжением от______ |
до ____кВ включительно. |
|
Следующее испытание |
должно быть произведено не позднее |
«____»______________200__г. |
|
Испытания производил _________________
(подпись)
Начальник лаборатории __________________
(подпись)
5.3.Контрольные вопросы
1)Каковы основные правила пользования указателями напряжения и изолирующими штангами и их испытания?
2)Как осуществляется контроль за состоянием защитных средств?
Лабораторная работа 6
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕНТИЛЬНЫХ РАЗРЯДНИКОВ И НЕЛИНЕЙНЫХ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ
Ц е л ь р а б о т ы: изучение основных характеристик вентильных разрядников (РВ) и нелинейных ограничителей перенапряжения (ОПН).
31
6.1. Краткие теоретические сведения
Вентильные разрядники являются разновидностью защитных аппаратов, которые имеют многократные искровые промежутки с неоднородным электрическим полем и нелинейным резистором для гашения дуги. Защитная функция у вентильного разрядника такая же, как и у простого искрового промежутка, но в связи с близостью его характеристик к характеристикам однородного электрического поля вольт-секундная характеристика разрядника более пологая, чем у трубчатого, и меньше статистический разброс пробивного напряжения. Отключение возникшего короткого замыкания производится с помощью нелинейного резистора, включенного последовательно с искровым промежутком; сопротивление этого резистора значительно при рабочем напряжении и резко снижается при увеличении напряжения.
Схема простейшего единичного промежутка вентильного разрядника приведена на рис. 8, а. Промежуток составлен двумя латунными электродами, разделенными миканитовой шайбой. Единичные промежутки включаются последовательно друг с другом для улучшения гашения дуги, которая нестабильна в небольшом промежутке с холодными электродами.
Рис. 8. Схема единичного искрового промежутка с неподвижной дугой (а) и вид вольт-секундной характеристики разрядника с многократным искровым промежутком (б)
У многократного искрового промежутка происходит неравномерное распределение напряжения на отдельных промежутках (аналогично гирлянде изоляторов), что приводит к снижению пробивного напряжения за 2–4 мкс
(рис. 8, б).
32
Защитная функция вентильного разрядника определяется следующими характеристиками:
номинальным напряжением; наибольшим допустимым длительным напряжением на разряднике;
пробивным напряжением частотой 50 Гц (обычно действующее значение);
оставшимся напряжением на сопротивлении резистора при определенном импульсном токе (от 5 до 14 кА, в зависимости от типа разрядника), называемом током координации (рис. 9).
Рис. 9. Вольт-амперная характеристика резистора вентильного разрядника (а) и график напряжения на вентильном разряднике при его срабатывании (б)
Наибольшее напряжение промышленной частоты, при котором разрядник надежно отключает сопровождающий ток (ток гашения), называется напряжением гашения.
Одной из основных характеристик разрядника является его пропускная способность, т. е. минимальное количество нормированных импульсов тока, который разрядник должен выдержать без существенного изменения его свойств. Это количество обычно равно 20. Таким образом, и защитная функция, и отключение короткого замыкания определяются искровым промежутком и нелинейным резистором.
Основным недостатком вентильного разрядника является невысокая нелинейность резисторов на основе карбида кремния. Значительно большую нелинейность имеют резисторы на основе окиси цинка, выполненные на их базе ОПН позволяют ограничивать коммутационное перенапряжение на уровне
(1,65 – 1,8)U ф, а грозовое – на уровне (2,2 – 2,4)U ф.
Высоконелинейные оксидно-цинковые резисторы выпускаются в виде
33
дисков диаметром от 28 до 85 мм. ОПН выполняется путем последовательного и параллельного включения таких резисторов. При рабочем напряжении через одну параллельную колонку резисторов протекает незначительный ток (доли миллиампера) и необходимость в искровом промежутке отпадает.
Ток, протекающий через оксидно-цинковые резисторы, в нормальном режиме содержит емкостную и активную составляющие. При больших градиентах напряжения резко увеличиваются нелинейная проводимость и активная составляющая тока, что приводит к нагреву элементов. Протекающие по ОПН токи получили название токов проводимости (утечки).
Защитная функция ОПН характеризуется остающимся напряжением при определенном значении протекающего тока коммутационного или грозового перенапряжения. «Напряжения гашения» при протекании тока через ОПН нет, однако есть наибольшее рабочее напряжение ОПН, при превышении которого могут произойти нагрев и разрушение ОПН. Кроме того, ОПН характеризуется номинальным напряжением, значение которого указывается в маркировке ОПН.
Для исследования основных характеристик в лабораторной работе используются защитные аппараты РВ-10 и ОПН-3,3 КС УХЛ1. Условная маркировка защитного аппарата РВ-10 означает: Р – разрядник, В – вентильный, 10 – номинальное напряжение, кВ; ОПН-3,3 КС УХЛ1: О – ограничитель, П – перенапряжений, Н – нелинейный; 3,3 – номинальное напряжение, кВ; КС – контактная сеть; УХЛ – климатическое исполнение, 1 – категория размещения (для работы на открытом воздухе в естественных условиях в диапазоне температуры от – 60 до +40оС).
Основные электрические характеристики защитного разрядника РВ-10
приведены в табл. 11, ОПН для контактной сети – |
в табл. 12. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 11 |
|
|
Основные электрические характеристики РВ-10 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Действующее |
|
|
|
||
Тип раз- |
Значение |
Ток |
значение |
|
Сопротивление, |
|||
рядника |
испытательного |
проводимости |
пробивного |
|
МОм |
|||
|
напряжения, кВ |
(утечки), мкА |
напряжения, кВ |
|
|
|
||
|
|
|
не |
|
не |
|
не |
не |
|
|
|
менее |
|
более |
|
менее |
более |
РВ-10 |
10 |
6 |
26 |
|
30,5 |
|
170 |
450 |
34
|
|
|
Т а б л и ц а 12 |
Технические характеристики ОПН для контактной сети |
|||
|
|
|
|
|
Тип ОПН |
|
|
Параметр |
|
|
|
ОПН-3,3 КС УХЛ1 |
|
ОПН-П-27,5УХЛ1 |
|
|
|
|
|
Ток проводимости |
0,30–0,65 |
|
|
ограничителя, мА |
|
|
|
|
|
|
|
Класс напряжения, кВ |
3,0 |
|
25,0 |
|
|
|
|
Наибольшее рабочее |
Постоянное |
|
Переменное |
напряжение, кВ |
4,0 |
|
30,0 |
|
|
|
|
Номинальный разрядный |
10,0 |
|
10,0 |
ток, кА |
|
|
|
|
|
|
|
Масса, кг |
10 |
|
25 |
|
|
|
|
Сопротивление ограничи- |
3000 |
|
3000 |
теля, МОм, не менее |
|
|
|
|
|
|
|
Материал покрышки |
Полимерная |
|
|
|
|
||
Схема для определения тока проводимости вентильного разрядника при- |
|||
ведена на рис. 10, где 1 – |
испытательная установка типа АИД-70; 2 – резистор |
||
(R = 300 кОм, Pн = 150 Вт); 3 – электростатический вольтметр типа С-196; 4 – |
|||
конденсатор (Сн = 0,1 – 4 |
мкФ); 5 – испытуемый разрядник; 6 – защитный про- |
||
межуток; 7 – миллиамперметр постоянного тока класса точности не менее 1,5; 8 – выключатель.
Рис. 10. Схема для измерения тока проводимости вентильного разрядника
35
Схема для определения тока проводимости ОПН приведена на рис. 11, где Т1 – испытательная установка типа АИД-70; R – резистор (R = 100 кОм, Pн = 10 Вт); RS – шунт тока типа С-5-5 (Pн = 1 Вт, R = 1 кОм); PV1– цифровой вольтметр В7-40; PV2 – вольтметр; T2 – измерительный трансформатор НКФ-110; R1 – испытуемый ОПН.
Рис. 11. Схема для измерения тока проводимости ОПН
Для самостоятельной теоретической подготовки рекомендуется использовать литературные источники [1, 4, 6 – 10].
6.2.Порядок выполнения работы
1)Измерить мегаомметром сопротивление вентильного разрядника и ограничителя перенапряжения. Для аппаратов на напряжение 3 кВ и выше использовать мегаомметр на напряжение 2500 В.
2)Измерить ток проводимости (ток утечки) вентильного разрядника.
3)Измерить ток проводимости (ток утечки) ограничителя перенапряжения, схема измерения представлена на рис. 11.
4)Измерить пробивное напряжение разрядника с помощью испытательной установки типа АИД-70. Порядок работы с аппаратом описан в лабораторной работе 5. Плавно увеличить напряжение с помощью испытательной установки типа АИД-70 до пробивного напряжения разрядника. О срабатывании разрядника свидетельствуют возврат стрелки киловольтметра в сторону меньших значений и отключение испытательной установки.
36
Результаты измерений записать в табл. 13, сравнить их с данными табл. 11, 12 и сделать заключение о пригодности защитных аппаратов.
Т а б л и ц а 13
Результаты испытаний РВ и ОПН
|
|
Сопротивление |
Результат испытания |
|
|
Тип защитного |
Заводской |
защитного |
ток проводи- |
пробивное |
Заключе- |
аппарата |
номер |
аппарата |
мости, мкА |
напряжение, |
ние |
|
|
|
|
кВ |
|
РВ-10 |
|
|
|
|
|
ОПН-3,3КС |
|
|
|
|
|
ХЛ1 |
|
|
|
|
|
ОПН-П- |
|
|
|
|
|
7,5УХЛ1 |
|
|
|
|
|
6.3.Контрольные вопросы
1)Каково назначение основных элементов разрядника?
2)Какие материалы используются для изготовления нелинейных сопротивлений этих аппаратов?
3)Почему в защитных аппаратах нецелесообразно использовать линейные активные сопротивления?
4)Как должны быть скоординированы вольт-секундные характеристики искровых промежутков РВ и защищаемой изоляции?
5)В чем заключаются преимущества ОПН перед разрядниками?
Библиографический список
1. Е г о р о в В. В. Техника высоких напряжений. Перенапряжения в устройствах электрической тяги. Профилактические испытания изоляции
/В. В. Е г о р о в. М.: Маршрут, 2004. 188 с.
2.Ж у р а в л е в а А. В. Электроматериаловедение / А. В. Ж у р а в л е в а. М.: ПрофОбрИздат, 2001. 312 с.
3.Б о р о д у л и н В. Н. Электротехнические и конструкционные материалы / В. Н. Б о р о д у л и н, В. М. В о р о б ь е в. М.: Высшая школа, 2000. 280 с.
4. К у ч и н с к и й Г. С. Изоляция установок высокого напряжения / Г. С. К у ч и н с к и й, В. Е. К и з е в е т т е р, Ю. С. П и н т а л ь. М.: Энергоато-
миздат, 1987. 368 с.
37
5.Р а з е в и г Д. И. Техника высоких напряжений / Д. И. Р а з е в и г. М.:
Энергия, 1976. 488 с.
6.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей.
М.: ЭНАС, 2003. 326 с.
7.Технологические карты на межремонтные испытания оборудования тяговых и трансформаторных подстанций железных дорог. М.: Трансиздат, 2005.
232 с.
8.Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту оборудования тяговых подстанций электрифицированных железных дорог (ЦЭ-936). М.: Тран-
сиздат, 2003. 80 с.
9.Технологические карты на работы по содержанию и ремонту устройств контактной сети электрифицированных железных дорог. М.: Трансиздат, 2002.
512 с.
10. Профилактические испытания оборудования и проверка релейных защит тяговых подстанций. М.: Трансиздат, 2001. 511 с.
38
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 10 |
|
Значения испытательного напряжения для защитных средств |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Наименование |
Напряжение |
Испытательное |
Продолжи- |
Ток |
Периодичность |
Периодичность |
защитного |
электрической |
напряжение |
тельность ис- |
утечки, |
испытания |
осмотра |
средства |
установки |
|
пытания, мин |
мА |
|
|
Изолирующая |
Ниже 110 кВ |
Трехкратное ли- |
|
|
|
|
штанга (кроме |
|
нейное, не ниже |
|
__ |
1 раз в 2 года |
1 раз в год |
измерительной) |
|
40 кВ |
5 |
|
|
|
|
110 – 220 кВ |
Трехкратное фаз- |
|
|
|
|
|
|
ное |
|
|
|
|
|
Ниже 110 кВ |
Трехкратное ли- |
|
|
В сезон измере- |
|
Измерительная |
|
нейное, не ниже |
|
__ |
ний 1 раз в 3 ме- |
___ |
штанга |
|
40 кВ |
5 |
|
сяца, но не реже |
|
|
110 – 220 кВ |
Трехкратное фаз- |
|
|
1 раза в год |
|
|
|
ное |
|
|
|
|
Указатель нап- |
|
Трехкратное ли- |
|
|
|
|
ряжения (изолиру- |
Ниже 110 кВ |
нейное, не ниже |
|
|
|
|
ющая часть) |
|
40 кВ |
5 |
__ |
1 раз в год |
1 раз в 6 месяцев |
|
110 – 220 кВ |
Трехкратное фаз- |
|
|
|
|
|
|
ное |
|
|
|
|
Перчатки резино- |
До 1000 В |
2,5 кВ |
|
2,5 |
|
Перед использо- |
вые диэлектриче- |
Свыше 1000 В |
6 кВ |
1 |
6 |
1 раз в 6 месяцев |
ванием |
ские |
|
|
|
|
|
|