Принцип работы разрядника

Выбор разрядников

Прежде всего, нужно определиться с классом прибора:

1. Класс A ― это устройства для защиты от прямого удара молнии в электросеть или в объект, расположенный рядом с ЛЭП. Устанавливаются снаружи, обычно в местах подключения кабеля к воздушной линии. Если есть молниеотвод, то устанавливаются в обязательном порядке. Надёжно справляются с импульсами 6 кВ.
2. Класс B ― эти приборы устанавливаются на вводах в здания при условии, что наружная защита уже имеется. Наиболее часто применяются в качестве первой линии защиты частных домов. Порог срабатывания составляет 4 кВ.
3. Класс C ― защита от остаточного перенапряжения величиной до 2,5 кВ. Как правило, устройства этого класса размещаются в распределительных щитах, но предпочтительней установка рядом с защищаемым электроприбором на расстоянии не более 5 м. Поскольку ток в заземляющем проводе молниеотвода создаёт импульс перенапряжения в проводах электропроводки, то при его наличии ограничитель следует располагать на минимально возможном расстоянии.
4. Класс D ― ограничители для оборудования чувствительного к импульсному перенапряжению. Их подключение желательно, если расстояние от устройства C до оборудования более 15 м. Их монтаж допустим, если уже имеется защита более высокого уровня, иначе они выйдут из строя при первом же импульсе выше 1,5 кВ.

В соответствии с указанным ранжиром создаются схемы селективной защиты. Самой популярной является схема B ― C , которая надёжно защищает от перенапряжения 1,5 ― 2,5 кВ. Для защиты дорогостоящей электронной аппаратуры сооружается защита от A до D включительно.

Выбор по параметрам

Выбирать конкретное защитное устройство, работающее на разрядниках или варисторах, нужно по следующим параметрам:

• максимально допустимое рабочее напряжение, при котором устройство остаётся в исходном состоянии;
• значение номинального напряжения указывает при каком перенапряжении в момент запуска оборудования ограничитель будет заблокирован на 10 секунд;
• номинальный ток разряда, по величине которого определяется класс устройства;
• величина пропускаемого тока показывает, какое перенапряжение может быть сброшено без выхода прибора из строя;
• устойчивость к медленному увеличению напряжения показывает возможность пропускания прибором аномальных токов без критических последствий;
• максимально допустимый ток, пропускаемый устройством;
• устойчивость к коротким замыканиям, способных вывести ограничитель из строя, но не приводящих к взрыву корпуса.

Остальные значения, указанные в техническом паспорте нужны для проведения испытаний и наладки систем защиты на промышленных предприятиях. Поскольку создание системы защиты от перенапряжения дело ответственное, то если нет опыта лучше монтаж разрядников и заземления поручить специалистам.

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.

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.

Как в процессе эксплуатации понять, что разрядник работает верно?

При необходимости разрядник может быть оснащен индикатором срабатывания (однократного действия). В целом, «верная» работа разрядника должна приводить к снижению числа грозовых отключений ВЛ. Но при этом надо учитывать то, каким образом оснащена ВЛ устройствами защиты. Проще всего оценивать эффективность разрядников, если линия оснащена разрядниками целиком. Также надо не забывать об общем уровне грозовой активности в конкретный год в данной местности. Сохранность разрядника можно определить визуально. Ввиду простоты конструкции устройства, его целостность и гарантирует сохранение им работоспособности. Только физическое разрушение рабочего элемента (МКС) может привести к выходу из строя.

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.

Каковы требования при установке разрядников на подходах к подстанциям на ВЛ 6, 10 кВ?

Данный вопрос надо рассматривать в контексте обеспечения защиты подходов к подстанциям. Данную защиту можно обеспечить путем установки разрядников в пределах первых трех четырех опор (около 200 метров) от подстанции. При установке разрядников на подходах сопротивление заземления должно быть малым, чтобы сработавшие разрядники смогли ограничить перенапряжения до допустимого уровня. Возможны следующие варианты обеспечения такой защиты и, соответственно, разные требования к заземляющему контуру:

— в случае защиты всей линии разрядниками от индуктированных перенапряжений, установленных с чередованием фаз, возможно ограничиться обеспечением сопротивления от 10 до 30 Ом в зависимости от удельного эквивалентного сопротивления грунта в соответствии с ПУЭ на последних трех опорах с разрядниками перед подстанцией (это минимальный вариант);

— вне зависимости от наличия разрядников на протяжении ВЛ, защиту подхода можно обеспечить путем установки комплекта из трех (для одноцепной ВЛ) разрядников РДИМ-10-1,5-IV-УХЛ1 на одной опоре за 200 м до подстанции с обеспечением сопротивления от 10 до 30 Ом в зависимости от удельного эквивалентного сопротивления грунта в соответствии с ПУЭ (это также минимальный вариант)

— наиболее полный вариант предполагает установку комплектов из трех (для одноцепной ВЛ) разрядников РДИМ-10-1,5-IV-УХЛ1 на всех опорах подхода, в этом случае, требование к величине сопротивления заземляющего контура оснащенных разрядниками опор можно снизить, т.е. оно может быть от 30 Ом.

Принципы работы разрядников перенапряжения

Принцип работы устройства обуславливает его тип и конструкцию. 

Разрядники состоят из мультикамерной системы (МКС), несущего стеклопластикового стержня и узла крепления разрядника к стержню изолятора и работают следующим образом. Оборудование устанавливается на металлический стержень изолятора с искровым воздушным промежутком S=30-60 мм между верхним концом разрядника и проводом. При воздействии грозового перенапряжения сначала пробивается искровой воздушный промежуток, а затем — МКС разрядника.

1. Форма силиконовой резины         2. Промежуточные электроды         3. Дугогасящая камера         4. Дуга         5. Плазменная струя

Новое поколение разрядников состоит из разрядного элемента, представляющего собой мультикамерную систему и узла крепления к арматуре ВЛ. МКС такого устройства состоит из десяти щелевых дугогасящих камер, каждая из которых развёрнута относительно предыдущей на 180°.

Их работа основана на принципе гашения дуги в импульсе —- обусловленное индуктированным перенапряжением, оно протекает настолько быстро и эффективно, что электрическая прочность мультикамерной системы восстанавливается за несколько микросекунд. Это препятствует формированию искрового разряда под действием приложенного к разряднику напряжения промышленной частоты и протеканию сопровождающего тока сети.

Существуют мультикамерные разрядники экранного типа. Название произошло от их формы, напоминающей тороидальный экран.

Такие разрядники для защиты от перенапряжений применяются для линий электропередач с грозотросом и без него. Это обусловлено тем, что  обеспечивается защита от всех последствий удара молнии: при прямом ударе молнии в фазный провод, при обратных перекрытиях, при индуктированных перенапряжениях.

И, наконец, самое первое поколение устройств для молниезащиты —- это разрядники длинно-искровые. В них использован принцип скользящего разряда, дуга в этом случае горит снаружи при атмосферном давлении и гаснет за счет удлинения дуги и разбиения ее на части. Их можно эксплуатировать на ВЛ ВЛ 6, 10, 15 и 20 кВ. 

Устройства нового поколения менее подвержены изменению воздушного промежутка в процессе использования и способны погасить бо́льшие токи КЗ (до 1,2 кА). Мультикамерная система позволяет выбрать разрядник с небольшими габаритами, есть возможность приобрести такие устройства в антивандальном исполнении. У устройств с МКС есть ряд других преимуществ по сравнению с длинно-искровыми разрядниками. Они максимально просто и быстро монтируются, имеют небольшие габариты и меньшую отпускную цену.

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.

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. 

Как правильно применять разрядники?

С позиции большинства потребителей электрической энергии лучшее место установки разрядников и иной защиты от перенапряжений — трансформаторная подстанция (ТП). Это не совсем правильно. Мы уже убедились, что разрядники — устройства довольно-таки нежные, но и внешне могучие ТП не любят ударных воздействий, например, ударных токов короткого замыкания, возникающих непосредственно на их шинах. При таких воздействиях рвутся обмотки трансформаторов, трещит по швам изоляция обмоток, скручивается ошиновка. Лучше, если короткое замыкание произошло чуть дальше от ТП, тогда ударный ток ограничивается импедансом кабеля.

Если ввод электропитания в здание выполнен кабелем подземной прокладки и длина кабеля от ТП до вводного устройства (ВУ) в здание не превышает 50 м, то лучше установить разрядники в шкафу ВУ здания. Импеданс кабеля ограничит ударный ток короткого замыкания и ТП будет работать в более комфортных условиях, прослужит дольше, да и условия гашения сопутствующего тока в разряднике облегчаются. Импульс перенапряжения бежит по кабелю со скоростью около 150 м/мкс, поэтому после удара молнии в кабель сработает разрядник в ВУ, а через время, определяемое в первом приближении, как 50м:150м/мкс=0,3мкс ТП «узнает» об этом, и грозовое перенапряжение на изоляции ТП исчезнет. За время 300 нс частичные разряды в изоляции ТП не успеют сформировать канал пробоя изоляции, поэтому она не будет повреждена.

Если длина кабеля более 50 м, или даже при меньшей его длине, если кабель проложен по эстакадам (в воздухе), целесообразно защитить кабель разрядниками с двух его концов. В этом случае выбирайте для установки в ТП дорогостоящие разрядники с максимальными импульсными и максимальными сопутствующими токами. Дополнительно необходимо защитить ТП от перегрузок, вызванных токами короткого замыкания через разрядники, подключив их через аппараты защиты. В качестве последних лучше выбирать автоматические выключатели с дистанционной сигнализацией их срабатывания и моторным приводом с дистанционным управлением, тогда дежурный электрик или автоматика успеют вовремя восстановить грозозащитные свойства схемы.

Когда разрядники применяются для защиты вводов в здание, а ТП удалена от здания на большое расстояние, то каждое срабатывание обычного разрядника даже при далеких разрядах молнии может привести к срабатыванию защиты в ТП и отключению линии электропередачи. В результате возникают длительные перебои в электроснабжении, необходимые для замены предохранителей в ТП. В таких ситуациях рекомендуем использовать двухступенчатые разрядники (РГЗН модификации «2С»). В этих разрядниках первая ступень защищает вводы в здание от индуцированных в линии электропередачи грозовых импульсных перенапряжений, не вызывая срабатывания защиты в ТП. Вторая ступень срабатывает только при больших токах, например, при прямом разряде молнии в линию электропередач, что происходит гораздо реже.

По опыту ЗАО «ЭМСОТЕХ», селективность схемы грозозащиты обеспечивается, и она будет работать корректно при следующих условиях:

• электродинамическая стойкость (предельная отключающая способность) автоматических выключателей соответствует значениям ударных токов ТП и равна (или больше) прогнозируемой величины разрядного тока молнии;
• номинальный ток автоматических выключателей в цепи разрядников в 1,6-3 раза меньше номинального тока аппаратов защиты в основной силовой цепи.

Грозозащитные разрядники на вводе кабеля электропитания в здание лучше устанавливать за пределами распределительного шкафа, отдельным модулем. Современные приемы проводного монтажа в электротехнических шкафах с DIN-рейками обеспечивают электродинамическую устойчивость монтажа шкафа при импульсных токах разряда, не превышающих 10 кА (10/350 мкс). При больших значениях импульсных токов необходимо переходить на шинный монтаж шкафа распределительного устройства здания.

Наиболее правильный способ монтажа грозозащитных разрядников — непосредственно на главной заземляющей шине или, если ширины шины недостаточно, на накладной медной пластине. Такой способ монтажа обеспечивает минимально возможный импеданс схемы, правда, и разрядники должны быть приспособлены для такой технологии монтажа. Примером таких разрядников являются разрядники ЗАО «ЭМСОТЕХ».

Устройство и виды искровых разрядников

Разрядник состоит из двух основных частей: электродов и дугогасительного устройства.Разрядник имеет прочный герметичный корпус, который предохраняет его от внешних механических повреждений. Промежуток между электродами называется искровым промежутком. Один из электродов соединен с защищаемым элементом электрической цепи, а другой обязательно заземляется. Без заземления разрядник бесполезен.Дугогасительное устройство имеет большее значение в работе разрядника.

Трубчатый разрядник представляет собой трубку из прочного материала (различные полимеры). Например, полихлорвинил способен выдерживать необходимые температуры. При напряжении пробоя образуется искра, которая ионизирует воздух. Воздух сильно нагревается, при этом идёт массовое выделение газов.Интенсивная газовая генерация гасит дугу фазного напряжения.Гашение дуги в заданный промежуток времени выполняют специальным инертным газом (аргоном или неоном). Недостатком таких искровых разрядников является, то что, количество срабатываний невозможно точно определить.В трёхэлектродном разряднике с термореле, 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. Такие искровые разрядники выдерживают до 10 срабатываний.

В вентильном разряднике для гашения дуги используется нелинейное сопротивление. Он состоит из нескольких искровых промежутков и рабочего резистора. Искровые промежутки последовательно соединены с рабочим резистором. Задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая гасится искровыми промежутками. Такой искровой разрядник обладает нелинейным сопротивлением. Оно падает с увеличением силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени.

В системах молниезащиты искровые разрядники востребованы благодаря надёжности и возможности пропускать через себя большие токи. Некоторые из них выдерживают силу тока до 100 килоампер. Средняя сила тока молнии равна 30 килоамперам, максимальная 200 килоамперам.

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.

Более высокое пробивное напряжение  у газовых разрядников. Они гораздо эффективнее, так как газы не вступают в реакции, тем самым продлевают жизнь электродам.

Рис 3. Трубчатый разрядник

Разрядники вентильные РВО: РВО-3, РВО-6, РВО-10 кВ

Разрядники вентильные РВО предназначены для защиты от атмосферных перенапряжений изоляции электрооборудования переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Изготавливаются для сетей с любой системой заземления нейтрали.Разрядники вентильные РВО-З У1, РВО-З Т1 соответствуют ТУ 16-521.232-77 и группе IV по ГОСТ 16357-83.

Разрядники вентильные РВО-6 Н и РВО-10 Н соответствуют ТУ 16-521.022-76 и группе IV по ГОСТ 16357-83.

Условия эксплуатации вентильных разрядников РВО

Разрядники РВО предназначены для эксплуатации в районах с умеренным и тропическим климатом при температуре окружающего воздуха:

• от -50 до +55° С — для разрядников типов РВО-6Н и РВО-10Н;
• от -45 до +40° С — для исполнения У1;
• от -10 до +50° С — для исполнения Т1.

Высота установки над уровнем моря не более 1000 м.

Относительная влажность воздуха:

• не более 98% — для разрядников типов РВО-6Н и РВО-10Н;
• при температуре +25° С до 100% — для исполнения У1;
• при температуре +35° С до 100% — для исполнения Т1.

Конструкция и работа вентильных разрядников РВО

Вентильный разрядник РВО состоит из искровых промежутков (1) и нелинейных резисторов (2), заключенных в герметично закрытую фарфоровую покрышку (3), которая защищает внутренние элементы разрядника от воздействия внешней среды и обеспечивает стабильность характеристик.

Рабочий резистор разрядника изготовлен из спецмассы «Вилит» и обладает нелинейной вольтамперной характеристикой.

Условное обозначение вентильных разрядников РВО

В структуре условного обозначения разрядника РВО принято:

Р	— разрядник;
В	— вентильный;
О	— облегченный;
ХХ	— номинальное напряжение;
Н	— повышенной надежности;
У; Т	— климатическое исполнение;
1	— категория размещения;

Характеристики разрядников ОПН 10

Вентильный разрядник ОПН используется на трансформаторах серии РК. Изоляторы под него подходят только небольшой ширины. Если верить мнению экспертов, то проводимость у разрядника данной серии довольно высокая. Номинальное напряжение находится на уровне 450 В. В это время коммутационная проходимость располагается на уровне 40 мк. Система защиты у модификации используется класса РЕ. В сети с переменным током конденсаторный блок перегревается очень редко.

Для работы с трансформатором МО модификации применяются нечасто. Емкость конденсаторного блока составляет ровно 50 пФ. Отдельного внимания в устройстве заслуживает линейный проводник, который борется с импульсными помехами. Отрицательная модуляция для него не страшна. Отдельно нужно отметить, что рабочая влажность разрядника составляет 80%. Купить его пользователь может за 20 тыс. руб.

• Сценарий новогоднего праздника в детском саду волшебная снежинка

    

• Поделки на тему весна для детского сада

    

• Тематическое планирование технология 4 класс школа 2100

    

• Роль управления в организации кратко

    

• Характеристика трудовой школы в работе гессена

Конструкция и принцип действия

Вентильный разрядник РВМК-1150

Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких однократных) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых или тиритовых дисков). Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. В связи с тем, что вилит меняет характеристики при увлажнении, рабочий резистор герметично закрывается от внешней среды. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Вентиль обладает особенным свойством — его вольт-амперная характеристика нелинейна — падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вилита вентильные разрядники и получили своё название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени.

Вентильный разрядник РВС-10 и его характеристики

Разрядник типа РВС-10 (разрядник вентильный станционный на 10 кВ) показан на рисунке. Основными элементами являются вилитовые кольца 1, искровые промежутки 2 и рабочие резисторы 3. Эти элементы расположены внутри фарфорового кожуха 4, который с торцов имеет специальные фланцы 5 для крепления и присоединения разрядника.

Рабочие резисторы 3 изменяют свои характеристики при наличии влаги. Кроме того, влага, оседая на стенках и деталях внутри разрядника, ухудшает его изоляцию и создает возможность перекрытия. Для исключения проникновения влаги кожух разрядника герметизируется по торцам с помощью пластин 6 и уплотнительных прокладок из озоностойкой резины 7.

Работа разрядника происходит в следующем порядке.

При появлении перенапряжения пробиваются три последовательно включенных блока искровых промежутков 2. Импульс тока при этом через рабочие резисторы замыкается на землю. Возникший сопровождающий ток ограничивается рабочими резисторами, которые создают условия для гашения дуги сопровождающего тока.

Какая особенность у вашей мультикамерной системы? И как она работает?

Основная особенность мультикамерной системы – это способность при срабатывании рассеивать энергию перенапряжения, которое появляется на участке воздушной линии вследствие прямого или непрямого удара молнии в линию, и защищать линейную изоляцию от перекрытия, а воздушную линию – от отключения.

Это достигается за счет особой конструкции мультикамерной системы, которая представляет собой последовательность из миниатюрных разрядных камер, образованных металлическими электродами, находящимися в профиле из кремнийорганической резины. Все камеры соединены последовательно, что обеспечивает разбиение дуги, которая возникает при срабатывании разрядника, на определенное количество небольших дуг, каждая из которых находится в дугогасительной камере размерами в пару миллиметров. Температура дуги вызывает резкий рост давления в камере, находящийся там воздух расширяется и выбрасывает дугу наружу, тем самым растягивая и охлаждая её. Весь процесс протекает настолько стремительно, что занимает не более полупериода промышленной частоты (10 мс). За это время дуга охлаждается, удлиняется, её сопротивление многократно увеличивается, делая её неустойчивой и создавая благоприятные условия для её погасания при смене полярности сопровождающего тока (переходе тока через ноль). Электрическая прочность всех элементарных воздушных промежутков при этом восстанавливается, а приложенное напряжение сети уже не в состоянии поддерживать горение дуги.

Применение мультикамерной системы позволило существенно сократить габариты и массу разрядников по сравнению с изделиями, работа которых основана на принципе скользящего разряда (длинно-искровые разрядники), а также выйти за пределы классов напряжения 6 кВ и 10 кВ.

Разрядники РВО, РВС, РВЭ, РВН, РНК, РВКУ, РВРД, РТВ

Разрядники подразделяются на трубчатые и вентильные; трубчатый состоит из дугогасительной трубки, с двух концов которой прикреплены электроды, при этом один электрод заземляется, а второй располагается на небольшом расстоянии от защищаемого участка. В случае перенапряжения искрят оба промежутка — и между электродами, и между разрядником и защищаемым участком.

Вентильные разрядники получили свое название благодаря способности «открываться» при перенапряжении; в нормальном состоянии они остаются закрытыми.

Магнитовентильный разрядник немного отличается от вентильного за счет действия магнитного поля, создаваемого кольцевым магнитом, что обеспечивает более быстрое дугогашение.

По условным обозначениям в названии можно понять, что какими характеристиками обладает тот или иной разрядник.

• Трубчатые разрядники:
• Р – естественно, разрядник;
• Т — трубчатый;
• В или Ф – соответственно материалу газогенерирующей трубки (винипластовый или фибробакелитовый);
• У — усиленный;
• Цифровое обозначение: в знаменателе — номинальное напряжение, в числителе — верхний и нижний предел отключаемых токов, измеряется в кА.

ПРИМЕР: РТВ — разрядник трубчатый, винипластовый, напряжение 35 кВ, предельно отключаемые токи 2-10 кА.

• Вентильные разрядники:
• Р — разрядник;
• В — вентильный;
• О — облегченный;
• С — станционный;
• М — магнитный или модернизированный;
• Т — обозначает токоограничивающие искровые промежутки (или тропическое исполнение, если Т стоит после цифры);
• П — повышенное напряжение гашения;
• Г — грозовой;
• РД — с растягивающейся дугой;
• У — для работы в районах с умеренным климатом;
• Число после дефиса это номинальное напряжение, измеряется в кВ;
• Цифра 1 обозначает, что аппарат предназначен для работы на открытом воздухе.

ПРИМЕР: РВМГ-110МТ1 — разрядник вентильный, с магнитным гашением, грозовой, на напряжение 110 кВ, модернизированный, с токоограничивающими искровыми промежутками, предназначен для работы на открытом воздухе.

• ООО «ПТК «Запчастьэнерго» предлагает разрядники:
• Трубчатые разрядники серии РТВ на напряжение от 10 до 110 кВ (РТВ-10, РТВ-20, РТВ-35, РТВ-110);
• Разрядники вентильные серии РВС на напряжение от 110 до 220 кВ (РВС-110, РВС-220);
• Разрядники вентильные серии РВС на напряжение от 15 до 35 кВ (РВС-15, РВС-20, РВС-35);
• Разрядники вентильные серии РВО на напряжение 3, 6 и 10 кВ (РВО-3, РВО-6, РВО-10);
• Разрядники вентильные серии РВКУ на напряжение 1,65 и 3,3 кВ;
• Разрядники вентильные с магнитным гашением серии РВРД на напряжение 3,6 и 10 кВ (РВРД-3, РВРД-6, РВРД-10);
• Разрядники вентильные серии РНК на напряжение 0,5 кВ (РНК-0,5);
• Разрядники вентильные серии РВН.

Разрядники РВО — 10, РВО — 10У, РВО — 10Н, РВО — 10У1, РВО — 10Н1 используются для защиты оборудования сетей перем. тока от разного рода перенапряжений в сетях с системой заземления нейтрали.

Перенапряжения бывают 2 видов – коммутационные и атмосферные; они создают угрозу для изоляции устройства. Коммутационные возникают при обрывах фаз, коротких замыканиях и других сбоях подачи электроснабжения; атмосферные создаются в основном из-за грозовых разрядов в непосредственной близи установки оборудования, опасней всего, конечно, попадание прямых грозовых разрядов.

Защиту электроустановки и обеспечивают вентильные разрядники, через заземляющий проводник отводится в землю лишняя энергия, вызванная одним из факторов перенапряжения.

Разрядники РВО изготавливаются в соответствии с ТУ У 31.2-22820979-002:2007 и состоят 3 главных элементов — фарфоровой покрышки для изоляции, рабочего сопротивления и искрового промежутка, поставляются в собранном виде и при установке не вскрывают. Как правило для защиты электроустановок с напряжением 6-10 кВ применяют РВО — 3, 6, 10.

Их можно различить по количеству ребер на фарфоровой покрышке, по числу искровых промежутков и вилитовых дисков, а также они отличаются габаритными размерами и массой.

Принципы работы разрядников перенапряжения

Принцип работы устройства обуславливает его тип и конструкцию. 

Разрядники состоят из мультикамерной системы (МКС), несущего стеклопластикового стержня и узла крепления разрядника к стержню изолятора и работают следующим образом. Оборудование устанавливается на металлический стержень изолятора с искровым воздушным промежутком S=30-60 мм между верхним концом разрядника и проводом. При воздействии грозового перенапряжения сначала пробивается искровой воздушный промежуток, а затем — МКС разрядника.

1. Форма силиконовой резины         2. Промежуточные электроды         3. Дугогасящая камера         4. Дуга         5. Плазменная струя

Новое поколение разрядников состоит из разрядного элемента, представляющего собой мультикамерную систему и узла крепления к арматуре ВЛ. МКС такого устройства состоит из десяти щелевых дугогасящих камер, каждая из которых развёрнута относительно предыдущей на 180°.

Их работа основана на принципе гашения дуги в импульсе —- обусловленное индуктированным перенапряжением, оно протекает настолько быстро и эффективно, что электрическая прочность мультикамерной системы восстанавливается за несколько микросекунд. Это препятствует формированию искрового разряда под действием приложенного к разряднику напряжения промышленной частоты и протеканию сопровождающего тока сети.

Существуют мультикамерные разрядники экранного типа. Название произошло от их формы, напоминающей тороидальный экран.

Такие разрядники для защиты от перенапряжений применяются для линий электропередач с грозотросом и без него. Это обусловлено тем, что  обеспечивается защита от всех последствий удара молнии: при прямом ударе молнии в фазный провод, при обратных перекрытиях, при индуктированных перенапряжениях.

И, наконец, самое первое поколение устройств для молниезащиты —- это разрядники длинно-искровые. В них использован принцип скользящего разряда, дуга в этом случае горит снаружи при атмосферном давлении и гаснет за счет удлинения дуги и разбиения ее на части. Их можно эксплуатировать на ВЛ ВЛ 6, 10, 15 и 20 кВ. 

Устройства нового поколения менее подвержены изменению воздушного промежутка в процессе использования и способны погасить бо́льшие токи КЗ (до 1,2 кА). Мультикамерная система позволяет выбрать разрядник с небольшими габаритами, есть возможность приобрести такие устройства в антивандальном исполнении. У устройств с МКС есть ряд других преимуществ по сравнению с длинно-искровыми разрядниками. Они максимально просто и быстро монтируются, имеют небольшие габариты и меньшую отпускную цену.