2.2 Будова струмообмежуючих і грозозахисних апаратів.

До струмообмежуючих апаратів належать реактори та високовольтні запобіжники. До грозозахисних апаратів − розрядники.

Реактори призначені для обмеження струмів короткого замикання і стабілізації напруги в мережі. Вони являють собою багато виткові котушки з великим інтуктивним і малим активним опором. За конструктивним виконанням реактори поділяють на сухі та масляні. Реактори, які використовують у схемах підстанцій, поділяють на лінійні, групові та між секційні (шинні).

Лінійні реактори обмежують потужність коротких замикань на відхідній ліній, в мережі та на підстанціях, що живлять від цієї лінії. Їх встановлюють за масляним вимикачем.

Групові реактори використовують при малопотужних приєднаннях.

Між секційні (шинні) реактори слугують для обмеження потужності коротких замикань окремих ділянок установки. Їх встановлюють у роздільних пристроях потужних електростанцій і підстанцій.

Бетонний реактор (рис. 4) складається з обмотки у вигляді котушки 2 з концентрично розміщеними витками спеціального багатожильного провода, залитого в радіально розміщені бетонні колонки 1, що спираються на фарфорові ізолятори 3. На фланцях нижніх опор є болти для заземлення. Число колонок у фазі реактора розміщено від 8 до 16 штук. Виводи реакторів являють собою обмотки з набором контактних болтів.

Комплект реакторів складається з трьох однакових котушок, які встановлюються на ізолятори і вмикаються послідовно в кожну фазу кола.

Високовольтні запобіжники призначенні для захисту електроустаткування від перевантажень і струмів короткого замикання. Принцип дії запобіжників ґрунтується на плавленні каліброваної вставки при проходженні через неї струмів, більших від номінального. Найчастіше матеріалом для плавкої вставки є мідь, незважаючи на високу температуру плавлення (1081° С). Дія запобіжника базується на тому, що при проходженні через нього струму перевантаження або струму к.з. плавка вставка перегоряє і розвиває електричне коло.

Рис. 4. Загальний вигляд бетонного реактора.

При цьому виникає електрична дуга, що гаситься в кварцовому піску, яким заповнена фарфорова трубка запобіжника.

У закритих електроустановках напругою 5 і 10 кВ використовують запобіжники двох виконань: ПК − для захисту силових кіл і ПКТ − для захисту вимірювальних трансформаторів напруги.

Кварцовий запобіжник ПК (Рис. 5.) складається з контактних стояків 1 і 3, комплекту контактів, закріплених на двох опорних ізоляторах 4 і патрона 2, що вставляється в контакти та кришки 6. Ізолятори закріпляються на металевому цоколі 5. Патрон запобіжника являє собою трубку 2, на кінцях якої за армовані латунні ковпачки 8. Патрон заповнений чистим кварцовим піском з плавкою вставкою 10, яка виготовлена з однієї або декількох мідних мідних посріблених дротинок. На кінцях плавкої вставки запобіжника ПК на струми 7,5 А і більше напаяні олов’яні шарики 7, призначені для скорочення часу перегрівання та зниження температури, під впливом якої перебувають елементи запобіжника.

Патрони запобіжників ПК обладнані покажчиком спрацювання 9, який складається з втулки, пружини, показую чого дротика і головки з гачком (якірок) Показуючи дротик перегоряє за плавкою вставкою, звільняє пружину, яка викидається разом з головкою, сигналіху.чи про перегорання запобіжника.

Рис. 5. Кварцовий запобіжник.

Розрядник призначений для захисту ізоляції електроустановок від комутаційних і атмосферних перенапруг. Перенапругами називають різноманітні підвищення напруги, що загрожують цілісності ізоляції електроустановок.

Комутаційні перенапруги виникають при вимиканні мереж великої індуктивності або ємності, вимиканні коротких замикань, обривах фаз і інших порушеннях енергопостачання. Ці перенапруги є короткочасними і можуть досягати 3-4 кратної робочої напруги установки. Найбільш небезпечними є атмосферні перенапруги, які можуть перевищувати номінальну напругу в десятки і сотні разів.

Атмосферні перенапруги виникають внаслідок прямих грозових розрядів в електроустановку або напруг, індукованих в установці під час грозових зарядів поблизу неї. Найбільш небезпечні атмосферні перенапруги від прямих грохових ударів, розрядів в лінію або підстанцію.

Основним засобом обмеження і захисту від перенапруг служать вентильні розрядники. Захисна дія розрядника полягає в зниженні амплітуди хвилі перенапруги до значення, безпечного для ізоляції електроустановки. При підвищенні напруги до певних меж пробиваються іскрові проміжки розрядника заземлюючий провідник.

В електроустановках 6...10 кВ для захисту від атмосферних перенапруг використовують переважно вентильні розрядники РВО. Вони розрізняються за кількістю вілітових дисків та іскрових проміжків, габаритами, масою і числом ребер на фарфоровій покришці.

Розрядник РВО складається з трьох основних елементів: іскрового проміжку, робочого опору і фарфорової покришки. Одиничний іскровий проміжок (Рис. 6) утворюється двома фігурними латунними електродами 4, розділеними ізолюючою прокладкою. Фарфорова покришка 3 захищає внутрішні елементи розрядника від дії зовнішнього середовища. Робочим опором 2 розрядника служить віліт, основним компонентом якого є карбід кремнію (SiC).

У нормальному режимі іскрові проміжки відділені від мережі робочим опором 2. При виникненні перенапруги іскрові проміжки пробиваються і мережа з’єднується з землею через вілітові диски.

Рис. 6. Одиночний іскровий проміжок розрядника.