Защитные промежутки

Подстанционная изоляция имеет пологую вольт-секундную характеристику, поскольку при конструировании изоляции принимаются меры для выравнивания электрического поля. Защитные промежутки из конструктивных соображений выполняются со стержневыми электродами и обладают поэтому резконеоднородным полем, для которого характерно значительное возрастание разрядного напряжения при малых временах. Таким образом, не всегда удается осуществить координацию вольт-секундных характеристик изоляции и защитных промежутков во всем диапазоне времен, и изоляция при малых предразрядных временах оказывается незащищенной (рис. 11.1, б, кривая 3).

Рис. 11.1. Формы напряжения на изоляции подстанции при набегающей волне напряжения

Другим недостатком защитных промежутков, как указано выше является переход импульсного пробоя ПЗ в устойчивую дугу, переходящую в ряде случаев в к. з. с последующим отключением участка электрической установки. В связи с этим защитные промежутки рекомендуется устанавливать только на тех участках, которые оборудованы автоматами повторного включения (АПВ).

Рис. 11.2 –Защитный промежуток для сетей с номинальным напряжением до 10 кВ.

Несмотря на отмеченные недостатки, защитные промежутки в силу своей простоты и дешевизны находят все более широкое применение в схемах защиты от перенапряжений. Распространению ПЗ способствуют развитие электрических сетей, обеспечивающее взаимное резервирование, развитие и совершенствование системной автоматики, а также мероприятия по ограничению внутренних перенапряжений.

Таблица 11.1 – Характеристики промежутков

Для уменьшения числа срабатываний и, следовательно, числа отключений целесообразно выбирать длину защитных промежутков наибольшей допустимой по условиям защиты изоляции. Наименьшие разрядные расстояния и разрядные напряжения для стержневых защитных промежутков приведены в табл. 11.1. В установках до 35 кВ защитные промежутки имеют небольшую длину и могут закорачиваться птицами, садящимися на электроды. С целью предотвращения замыканий в этих случаях в заземляющих спусках защитных промежутков создаются дополнительные искровые промежутки. Электродам защитных промежутков для установок 3—10 кВ целесообразно придавать форму рогов (рис. 11.2). Под действием электродинамических сил и тепловых потоков воздуха дуга перемещается и гаснет. Опыт показывает, что самопогасание дугимежду электродами в виде рогов осуществляется успешно, если величина тока однофазного замыкания на землю не превышает 300 А.

Защитные промежутки применяются вместо трубчатых разрядников в случаях, когда не имеется трубчатых разрядников с необходимым номинальным напряжением или соответствующими пределами отключаемых токов, а также для защиты отдельных участков линий электропередачи. Проектом Руководящих указаний по защите от перенапряжений защитные промежутки на напряжения 330—500 кВ рекомендовано применять на открытом конце линий, если они не будут срабатывать при нормальных коммутациях: включении линии и АПВ.

Промежутки стержень — стержень могут применяться также в качестве координирующих промежутков, т. е. для ограничения максимального значения набегающей на подстанцию волны и тока через вентильные разрядники при грозовых перенапряжениях. С этой целью пробивное напряжение координирующего промежутка выбирается ниже разрядного напряжения линейной изоляции. Вместе с тем координирующий промежуток не должен пробиваться при воздействии внутренних перенапряжений.