13. Стандартная грозовая волна.

Грозовые перенапряжения, обусловленные ударами молнии в фазные провода, приводят к появлению в воздушной линии волн напряжения, распространяющихся по линии и достигающих подстанции. Амплитуда волн напряжения ограничена значением пробивного напряжения линейной изоляции ЛЭП. Наиболее слабым звеном изоляции ЛЭП являются гирлянды изоляторов. В связи с этим максимальное напряжение грозовых волн определяется разрядным напряжением гирлянды. Грозовые волны, достигая подстанции, воздействуют на оборудование установленное там. Уровень внешней и внутренней изоляции оборудования станций и подстанций ниже уровня изоляции воздушных линий электропередач. К примеру допустимая амплитуда грозовых воздействий на силовой трансформатор номинальным напряжением 110 кВ составляет 480 кВ, в то время как, пробивное напряжение гирлянды порядка 700 кВ. Для защиты оборудования станций и подстанций на входе линий устанавливают защитные аппараты.      Первоначально роль защитного аппарата выполнял простой искровой промежуток, с пробивным напряжением ниже, чем уровень изоляции защищаемого оборудования. Но его пробой требовал отключения короткого замыкания. Следующим этапом явился вентильный разрядник. В нем многократный искровой промежуток включается последовательно с нелинейным сопротивлением, обычно на основе карбида кремния (SIC). Остающееся напряжение на этом сопротивлении при номинальном разрядном токе 5 – 10 кА , 8/20 мкс принималось равным импульсному пробивному напряжению искрового промежутка. После ликвидации импульсного перенапряжения при наибольшем допустимом напряжении промышленной частоты, благодаря нелинейности сопротивления, протекающий через вентильный разрядник сопровождающий ток снижается до 100 А и гасится искровым промежутком при первом же прохождении через нулевое значение. Это обеспечивает защиту от импульсных перенапряжений.      Ограничители представляют собой разрядники без искровых промежутков, в которых активная часть состоит из металлооксидных нелинейных резисторов, изготавливаемых из окиси цинка (ZnO) с малыми добавками окислов других металлов, и на настоящий момент времени наиболее эффективны.

13. Стандартный коммутационный импульс

Наиболее полную информацию об импульсной прочности изоляционных промежутков дают их вольт-секундные характеристики, получаемые путем многократного приложения к ним стандартного грозового импульса напряжения. Вольт-секундная характеристика (ВСХ) изоляционного промежутка – это зависимость среднего времени разряда от амплитуды приложенного к промежутку напряжения. Поскольку ВСХ обычно строят в координатах t – u, то часто её называют зависимостью разрядного напряжения от времени действия импульса. Следует заметить, что такое определение ВСХ соответствует её графическому изображению, но не совсем точно отражает её суть.

С целью унификации испытаний и возможности последующего сопоставления их результатов, импульсную прочность изоляции определяют приложением к ней стандартного грозового импульса, близкого по форме к среднестатистическому импульсу атмосферного перенапряжения. Международная электротехническая комиссия (МЭК) рекомендует в качестве стандартного апериодический импульс напряжения с длиной фронта τф, равной 1,2 мкс ± 30%, и длиной волны τи, равной 50 мкс ± 20% (рисунок 2). Обозначают его как импульс 1,2/50. Кроме стандартного грозового импульса для определения импульсной прочности изоляции используют и срезанный импульс длиной 2…3 мкс (стандартный импульс, срезанный в окрестности амплитуды). При этом за длительность фронта импульсного напряжения принимают время нарастания напряжения до амплитудного значения при показанной на рисунке 2 аппроксимации фронта, а за длительность импульса - время от его начала до момента, когда напряжение снижается до половины от амплитудного значения. Рисунок 2. Стандартный грозовой импульс и его параметры Наиболее полную информацию об импульсной прочности изоляционных промежутков дают их вольт-секундные характеристики, получаемые путем многократного приложения к ним стандартного грозового импульса напряжения. Вольт-секундная характеристика (ВСХ) изоляционного промежутка - это зависимость среднего времени разряда от амплитуды приложенного к промежутку напряжения. Поскольку ВСХ обычно строят в координатах t - u, то часто её называют зависимостью разрядного напряжения от времени действия импульса. Следует заметить, что такое определение ВСХ соответствует её графическому изображению, но не совсем точно отражает её суть.