Ограничитель перенапряжений нелинейный ОПН-3,3О1

     Ограничители перенапряжений ОПН–ТП–3,3О1 предназначены для защиты изоляции электрооборудования подвижного состава от грозовых и коммутационных перенапряжений.

     Ограничители перенапряжений ОПН–ТП–3,3О1 эксплуатируется при условиях: высоты над уровнем моря не более 1200 м и температуре окружающего воздуха от минус 50оС до плюс 50оС;

     Рабочее положение ОПН в пространстве – вертикальное линейным выводом вверх или наклонное с отклонением от вертикальной плоскости на угол не более чем 45о.

     Основные параметры ограничителя перенапряжений ОПН–ТП–3,3О1 приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Основные параметры ограничителя.

       Внешняя изоляция ограничителя должна выдерживать испытательное напряжение частоты 50 Гц в сухом состоянии не менее 25 кВ действ. и не менее 10 кВ действ. под дождем.

     Длина пути утечки внешней изоляции ограничителя должна быть не менее 120 мм.

     Ограничитель, присоединенный к сети постоянного тока с величиной напряжения, равной 4,0 кВ, должен выдерживать 500 импульсов тока с фронтом волны 8 мкс и длительностью волны 20 мкс амплитудой 5000 А и два импульса тока с фронтом волны 4 мкс и длительностью волны 10 мкс амплитудой 40 кА.

     Ограничитель, присоединенный к сети постоянного тока с величиной напряжения, равной 4,0 кВ, должен выдерживать 100 косоугольных импульсов тока длительностью 4,0-10 мс амплитудой 400-2000 А (из них 8 импульсов с амплитудой тока 2000 А).

     Ток проводимости ограничителя должен находиться в пределах от 0 до 150 мкА при выпрямленном напряжении 4,0 кВ с коэффициентом пульсации, не превышающем 3% при температуре окружающего воздуха 25±10 оС.

     Ограничители в соответствии с рисунком 7.1 состоят из композиционного полимерного корпуса (1), внешняя оболочка которого выполнена из трекингоэрозионностойкого эластомерного материала.

     Корпус снабжен по торцам линейным выводом (1) и опорным фланцем (6), соответственно предназначенными для присоединения линейной арматуры и установки ОПН на заземленную металлическую конструкцию. Вывод (1) и фланец (6) выполнены из стали с защитным металлическим покрытием. Внутри корпуса размещено рабочее сопротивление – блок нелинейных резисторов, который комплектуется из четырех параллельных колонок. Колонки представляют собой диски диаметром 60 мм, изготовленные из специальной массы на основе окиси цинка. Днище ограничителя имеет взрывопредохраняющее устройство из латунной диафрагмы, которое исключает при повреждениях внутри ограничителя возможность повышения в нем давления.

  Ограничитель герметизирован. Герметизация выполнена при помощи уплотнений из устойчивой к морозам резины. Ограничитель имеет зажимы для присоединения к токоведущим частям и заземляющим проводам. Он комплектуется деталями изолирующего основания и крепежом для подключения токоведущих шин. Все наружные и внутренние металлические детали защищены от коррозии. Наружный цементный шов имеет влагостойкое покрытие.

1 – шпилька с линейным выводом; 2 – заземляющий болт; 3 – анкерный болт;    4 – шайба; 5 – трубка; 6 – опорный фланец; 7 – втулка; 8 – шайба.

Рисунок 7.1 - Ограничитель ОПН–ТП–3,3О1

      В нормальном рабочем режиме на ОПН воздействует напряжение сети. Благодаря высокому электрическому сопротивлению нелинейных резисторов, ток через ОПН при этом определяется только собственной емкостью ограничителя и составляет доли миллиампера. При возникновении перенапряжений нелинейный резистор переходит в проводящее состояние, протекающий через ограничитель ток возрастает, достигая сотен и тысяч ампер и ограничивая при этом дальнейшее нарастание напряжения на выводах ОПН в точке его установки. После снижения перенапряжения ограничитель возвращается в первоначальное состояние.

    Защитные характеристики ОПН нормируются остающимися напряжениями, указанными в таблице 7.1 для грозовых перенапряжений при импульсе тока 8/20, для коммутационных перенапряжений – при треугольном импульсе тока.

Разрядник РВКУ-3,3-А-01

     Разрядники вентильные коммутационные унифицированные типа РВКУ предназначены для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений изоляций тяговых электрических установок постоянного и переменного тока:

Номинальные значения климатических факторов - по ГОСТ 15543-70 и ГОСТ 15150-69.

    Разрядник может эксплуатироваться при условиях:

- наибольшая высота над уровнем моря 1200 м;

- верхнее и эффективное значение температуры окружающего воздуха 50°С;

- нижнее рабочее и предельное значение температуры окружающего воздуха минус 50°С;

- относительная влажность окружающего воздуха не более 90% при температуре 20°С и не более 50% при температуре 40°С;

- разрядники устойчивы к выпадению инея с последующим его оттаиванием.

  Основные электрические характеристики разрядников приведены в таблице 7.2

Таблица 7.2 - Основные параметры разрядника:

    В процессе длительной эксплуатации допускается снижение пробивного напряжения до 5,0 кВ действ. и импульсного пробивного напряжения до 7,0 кВ макс.

     Разрядники, присоединенные к сети постоянного и выдерживают воздействия 500 импульсов с фронтом волны 8 мкс. и длиной 20 мкс. амплитудой 3000А с последующим протеканием сопровождающего тока. При этих воздействиях искровые промежутки разрядника обрывают дугу сопровождающего тока. Разрядники типа РВКУ-З.ЗА01 при наименьшем напряжении сети 2,2 кВ надежно гасят дугу сопровождающею тока не менее 10 раз.

     Разрядники, присоединенные к сети постоянного и переменного тока напряжением от величины, соответствующей классу напряжения разрядника до номинального напряжения, выдерживают 100 импульсов тока коммутационных перенапряжений амплитудой от 500 до 1500А полной длительностью до 5000 мкс с последующим протеканием сопровождающего тока. При этих воздействиях искровые промежутки разрядника обрывают дугу сопровождающего тока. Ток проводимости разрядника должен находиться в пределах 165 - 220 мкА при выпрямленном напряжении 4 кВ.

     Габаритные и установочные размеры разрядника показаны на рисунке 7.2

1 – шпилька с линейным выводом; 2 – заземляющий болт; 3 – анкерный болт; 4 – шайба; 5 – трубка; 6 – опорный фланец; 7 – втулка; 8 – шайба.

Рисунок 7.2 - Разрядник РВКУ-3,3-А-01, габаритные и установочные размеры.

        Состав разрядника показано на рисунке 7.3. Разрядник состоит фарфоровой покрышки (1), внутри которой размещены все элементы; блока искровых промежутков (2), блока нелинейных резисторов (3), днища с клапаном (6) и латунной диафрагмой (7) толщиной 0,8 мм., которая исключает при повреждениях внутри разрядника повышение в нем давления. Для обеспечения защиты фарфора от термического воздействия дуги между фарфоровой покрышкой и внутренними элементами разрядника устанавливается прокладка (4) из электротехнического картона. Днище изолировано от покрышки резиновым уплотнительным кольцом (5).

1 – Фарфоровая покрышка; 2 – блок искровых промежутков; 3 – блок нелинейных резисторов; 4 – прокладка;5 – уплотнительное кольцо; 6 – днище с клапаном; 7 – диафрагма.

Рисунок 7.3 – Состав разрядника

        Блок искровых промежутков (рис.7.4) состоит из 2-х дугогасительных камер. Каждая камера состоит из 2-х прессованных крышек. На одной из крышек (5) укреплены кольцевые электроды (12 и 13). Фигурный электрод (10) через шунт контроля тока (11) соединен с электродом (12). На кольцевом электроде (12) имеется ламель (9), посредством отгиба которой регулируется пробивное напряжение разрядника. На наружной поверхности каждого блока имеется катушка (7) для создания магнитного поля.

1 – прокладка; 2 – контактная пластина; 3 – винт; 4 – контактная пластина; 5, 6 – крышка; 7 – катушка;     8 – электрод защитного искрового промежутка; 9 – ламель; 10 – электрод; 11 – элемент шунтирующего сопротивления; 12, 13 – электрод.

Рисунок 7.4 – Блок искровых промежутков

     Принцип работы заключается в том, что при появлении опасного для электрооборудования перенапряжения происходит пробой искровых промежутков между ламелью (9) и кольцевым электродом (13), а протекающий через разрядник импульсный ток, вследствие нелинейных рабочих резисторов, не создает опасного для электрооборудования повышения напряжения.

     Следующий за пробоем искровых промежутков сопровождающий ток прерывается путем гашения. Гашение дуги в дугогасительных камерах происходит следующим образом. Сначала дуга под действием магнитного поля перемещается по кольцевому зазору между электродами (12 и13), достигнув электрода (10), дуга заходит в камеру гашения и гаснет в ней, если напряжение на дуге и элементе шунтирующего сопротивления (11) меньше, чем пробивное напряжение между ламелью (9) и электродом (13).

    Вращение дуги будет происходить до тех пор, пока не израсходуется энергия перенапряжения, и суммарное напряжение на дуге и элементе шунтирующего сопротивления (11) не станет меньше пробивного напряжения между ламелью (9) и электродом (13). После этого дуга под действием магнитного поля катушки входит в лабиринтную часть камеры, растягивается и гаснет. После гашения дуги работа разрядника закончена, и он снова готов к действию.