2. Коэффициент импульса.

где – импульсное пробивное напряжение;

– пробивное напряжение на промышленной частоте.

3. Коэффициент нелинейности резистора.

Вольт-амперная характеристика резистора в логарифмических координатах может быть представлена двумя отрезками прямых.

Рисунок 3 – ВАХ резистора в логарифмических координатах

Для каждого отрезка действительна аналитическая зависимость

где А – постоянная, − коэффициент нелинейности.

Начальный участок вольт-амперной характеристики соответствует области сопровождающих токов (токов промышленной частоты).

Коэффициенты на этом участке велики: для вилита ; а для тервита . Второй участок характеристики соответствует области больших (грозовых) токов. На этом участке у вилита ; а у тервита .

4. Остающееся напряжение – это напряжение на разряднике при токе координации.

Рисунок 4 – Остающееся напряжение на вольт-амперной характеристике

5. И 6. Напряжение и ток гашения.

Ограничение амплитуды грозового импульса – это еще только половина работы разрядника. Дело в том, что по образовавшемуся каналу устремляется ток промышленной частоты и загорается дуга. Её нужно как можно быстрее погасить, чтобы не произошло разрушение нелинейного резистора.

Наибольшее напряжение на разряднике, при котором надежно обрывается сопровождающий ток называется напряжением гашения, а соответствующий ток – током гашения.

Напряжение гашения должно быть равным напряжению на неповрежденных фазах при однофазном замыкании на землю:

где – коэффициент, зависящий от способа заземления нейтрали ( = 0,8 для заземленной нейтрали; = 1,1 для изолированной нейтрали).

7. Коэффициент защиты.

Эффективность вентильного разрядника характеризуется коэффициентом защиты или защитным отношением.

Чем меньше , тем лучше разрядник.

8. Пропускная способность разрядника.

Суммарную энергию, воздействие которой нелинейный резистор способен выдержать без разрушения называют пропускной способностью разрядника.

12. Ограничители перенапряжений.

Ограничители перенапряжений предназначены для защиты электрооборудования подстанций и сетей переменного тока частотой 50 Гц от грозовых и кратковременных коммутационных перенапряжений. Ограничитель перенапряжений состоит из высоконелинейного резистора, состоящего из последовательно-параллельно включенных варисторов, выполненных на основе окиси цинка, заключенных в герметически закрытый фарфоровый корпус (рис. 1.8б). В последнее время для изготовления корпусов стали применять полимерные материалы (стеклопластик, кремнеорганическую резину и т.д.)

ОПН не имеют искрового промежутка, поэтому через него постоянно протекает ток. В нормальном рабочем режиме ток через ОПН носит емкостный характер и составляет десятые доли милиампера. При возникновении волн перенапряжения резисторы переходят в проводящее состояние. Вследствие высокой нелинейности варисторов через ограничители протекает значительный импульсный ток, в результате чего величина перенапряжения снижается до уровня, безопасного для изоляции защищаемого электрооборудования. Когда перенапряжение снижается, ограничитель возвращается в непроводящее состояние.

Оксидно-цинковая (металлооксидная) керамика − это нелинейный материал, получаемый в результате высокотемпературного обжига (1280−1300 °С) смеси состоящей из окиси цинка (ZnO) и некоторого количества оксида другого металла: висмута, сурьмы, кобальта, марганца и т.п. (масса самой весомой из добавок составляет менее 4 % массы оксида цинка).

На вновь строящихся подстанциях ограничители перенапряжений устанавливаются для защиты от грозовых и внутренних перенапряжений вместо вентильных разрядников [3].

Допустимое рассояние от ОПН до трансформаторов или другого оборудования определяется по формуле:

Lопн = Lрв =

где Lопн – расстояние от ОПН до защищаемого оборудования, м;

Lрв – расстояние от РВ до защищаемого оборудования, м;

Uисп- испытательное напряжение защищаемого оборудования при полном грозовом импульсе, кВ;

Uопн(рв) – остающееся напряжение на ОПН (РВ) при токе 5 кА.

Если L не превышает расчетного значения, то и остающееся напряжение не превысит допустимых напряжений на изоляции электрооборудования.

Рассмотрим основные характеристики ОПН:

1. Класс напряжения – ном. напряжение сети, в которое устанавливается ограничитель перенапряжений.

2. Номинальный разрядный ток – амплитудное значение импульса тока длительностью 8/20 мкс, используемое для классификации ограничителя.

3. Наибольшее длительное допустимое рабочее напряжение U_ндр – наиболее важный параметр для ОПН. В ОПН нет ИП, поэтому через резисторы токи текут постоянно. Чтобы не произошло теплового разрушения ОПН, нужно правильно выбрать U_ндр.

Для сети с эффективно заземленной нейтралью (Kz<1,4):

U_ндр>

где U_м – максимальное напряжение.

Сети 3-35 кВ работают с изолированной или заземленной через реактор нейтралью. Однофазное замыкание в таких сетях немедленно не выключается и напряжение на здоровых фазах возрастает до линейного. Поэтому: U_ндр >U_м.

4. Вольт-временная характеристика. Коммутационные и резонансные перенапряжения превышают U_ндр. Устойчивость ОПН к кратковременным перенапряжениям можно определить по вольт-временной характеристике ограничителя.

5. Остающееся напряжение – напряжение на ОПН при прохождении через него разрядного тока. Оно зависит от величины, а также от формы волны разрядного тока. Оно должно быть согласовано с вольт-секундной характеристикой защищаемого оборудования.

6. Защитная характеристика ограничителя – комбинация остающихся напряжений на резисторе для импульсов разной формы. Достаточно описывается тремя видами импульсов тока:

1/20 мкс (грозовая волна с крутым фронтом),

8/20 мкс (грозовая волна),

30/60 мкс (коммутационные перенапряжения с крутым фронтом).

7. Коэффициент нелинейности а= log (U₁/U₂)/log(I₁/I₂)

8. Пропускная способность – суммарная энергия, воздействие которой НР способен выдержать без разрушения. Допустимый ток зависит от формы (амплитуды) и длительности импульса, а их эмпирическая зависимость описывается уравнением: I∙ = const, где m – постоянная (для ОПН 0,6-0,65).