Рис. 6. Согласование характеристик разрядника и защищаемого оборудования.
Разрядники характеризуются относительно низкой частотой воздействующего напряжения (до 1000 Гц) и длительностью воздействия до 1 с. Вторые возникают при воздействии атмосферного электричества, имеют импульсный характер воздействующих напряжений и малую длительность (десятки микросекунд). Электрическая прочность изоляции при импульсах зависит от формы импульса, его амплитуды. Зависимость максимального напряжения импульса от времени разряда называется вольт-секундной характеристикой. Для изоляции с неоднородным электрическим полем характерна резко падающая вольт-секундная характеристика. При равномерном поле вольт-секундная характеристика пологая и идет почти параллельно оси времени. Основным элементом разрядника является искровой промежуток. Вольт-секундная характеристика этого промежутка (кривая 1 на рис. 1) должна лежать ниже вольт-секундной характеристики защищаемого оборудования (кривая 2). При появлении перенапряжения промежуток должен пробиться раньше, чем изоляция защищаемого оборудования. После пробоя линия заземляется через сопротивление разрядника. При этом напряжение на линии определяется током 1, проходящим через разрядник, сопротивлениями разрядника и заземления R3- Чем меньше эти сопротивления, тем эффективнее ограничиваются перенапряжения, т. е. больше разница между возможным (кривая 3) и ограниченным разрядником перенапряжением (кривая 4). Во время пробоя через разрядник протекает импульс тока. Напряжение на разряднике при протекании импульса тока данного значения и формы называется остающимся напряжением. Чем меньше это напряжение, тем лучше качество разрядника. После прохождения импульса тока искровой промежуток оказывается ионизированным и легко пробивается номинальным фазным напряжением. Возникает КЗ на землю, при котором через разрядник протекает ток промышленной частоты, который называется сопровождающим. Сопровождающий ток может изменяться в широких пределах. Чтобы избежать выключения оборудования от релейной защиты, этот ток должен быть отключен разрядником в возможно малое время (около полупериода промышленной частоты).
К разрядникам предъявляются следующие требования.
1. Вольт-секундная характеристика разрядника должна идти ниже характеристики защищаемого объекта и должна быть пологой. 2 Искровой промежуток разрядника должен иметь определенную гарантированную электрическую прочность при промышленной частоте (50 Гц) и при импульсах. 3. Остающееся напряжение на разряднике, характеризующее его ограничивающую способность, не должно достигать опасных для изоляции оборудования значений. 4. Сопровождающий ток частотой 50 Гц должен отключаться за минимальное время. 5. Разрядник должен допускать большое число срабатываний без осмотра и ремонта.
Список литературы.
1. Безруков Ф. В., Галкин Ю. П., Юриков П. А., Трубчатые разрядники, М. — Л., 1964
2. Кацнельсон Б. В., Калугин А. М., Ларионов А. С., Электровакуумные электронные и ионные приборы, кн. 1, М., 1970
3. Кушманов И. В., Васильев Н. Н., Леонтьев А. Г., Электронные приборы, М., 1973
4. Калашников А. М., Степук Я. В., Электровакуумные и полупроводниковые приборы, 4 изд., М., 1973.
