Вакуумные выключатели
Камеры современных вакуумных выключателей, благодаря специальному подбору контактных материалов, имеют относительно малые токи среза, вполне сопоставимые с токами среза выключателей, имеющих другую дугогасительную среду. С другой стороны, для ВДК характерны большие скорости восстановления электрической прочности межконтактного промежутка, что позволяет им отключать высокочастотные токи с большими скоростями изменения тока вблизи нулевого значения. Последнее обстоятельство приводит к многократным повторным зажиганиям и отключениям высокочастотного тока в процессе одной коммутации включения — отключения индуктивной на грузки,которые могут существенно влиять на уровень коммутационных перенапряжений.
При коммутациях индуктивных токов вакуумных выключателей могут возникать перенапряжения, обусловленные: срезом тока, многократными повторными зажиганиями и трехфазным одновременным отключением. Перенапряжения эти, вследствие вероятностного характера процессов в выключателе, определяются статистическими соотношениями, зависящими от схемы и параметров коммутируемой сети.
Силовые трансформаторы с облегченным уровнем изоляции по ГОСТ 1516.1—76* (сухие, с литой изоляцией) рассчитаны на импульсные перенапряжения с максимальным значением 23 и 34 кВ, соответственно для классов напряжения 6 и 10кВ, что без применения защиты может оказаться недостаточным для выдерживания максимальных перенапряжений.
Наибольшую опасность представляют собой коммутационные перенапряжения для электродвигателей, имеющих пониженные, по сравнению с трансформаторами, уровни изоляции и в особенности пониженную импульсную прочность обмотки при воздействии волн с крутым фронтом.
Волновые сопротивления двигателей примерно на два порядка ниже, чем у трансформаторов, поэтому уровни перенапряжении при обычном срезе тока также значительно ниже. Однако включение двигателя или отключение его пускового тока, как правило, сопровождается многократными повторными зажиганиями и воздействиями волн перенапряжений с крутым фронтом. При определенном сочетании параметров схемы и начальных условий наблюдается постепенное нарастание максимумов волн (эскалация напряжений), при котором они могут достигать 5-кратных значений по отношению к фазному напряжению двигателя.
ВЭИ имени В. И. Ленина предложены следующие технические решения по схемам защиты от перенапряжений электрооборудования 6—10 кВ, коммутируемого вакуумными выключателями, в установках промышленных предприятий:
1. Для защиты трансформаторов общего назначения с облегченной изоляциейпо ГОСТ 1516.1—76* (сухие, литые) у вводов трансформатора между каждой фазой и землей должен быть подсоединен разрядник I группы по ГОСТ 16357—83* для соответствующего класса напряжения.
2. Для защиты электродвигателей между зажимами каждой фазы двигателя и землей должны устанавливаться последовательные RС-цепочки с параметрами R = 50 Ом и С = 0,25 мкФ. Ниже приведены требования к основным электрическим характеристикам RС-цепочек:
Класснапряжения, кВ .…………………………… . 6 10
Номинальноенапряжение конденсатора, кВ .… 6,6 11
Мощность, рассеиваемая резистором, Вт . .….….15 40
Импульсная прочность между зажимами резистора
на волне 1,2/ 50мкс,кВ. ………………………….… 40 60
Между зажимами и землей у электродвигателей выше 1000 кВт дополнительно к RС-цепочке должны устанавливаться разрядники I группы по ГОСТ 16357-83* для соответствующего класса напряжения.
3. Для электрооборудования напряжением 6-10 кВ с нормальной изоляцией по ГОСТ 1516.1-76* (маслонаполненные трансформаторы) никаких дополнительных средств защиты не требуется.