ДИПЛОМ (Разработка мероприятий по снижению числа отказов тяговых двигателей электровозов 2(3)ЭС5К), страница 4

Электрическая изоляция оборудования не должна повреждаться при этом и выбирается с соответствующимзапасом. Однако возникающие перенапряжения зачастую превосходят этот запас, и изоляция тогда повреждается – пробивается, что может привести к тяжелым авариям. Для ограничения возникающих перенапряжений, а следовательно, и снижения требований к уровню электрической изоляции (снижения стоимости оборудования) применяются разрядники.Разрядник – это электрический аппарат, искровой промежуток которогопробивается при определенном значении приложенного напряжения, ограничивая тем самым перенапряжения в установке.Падение напряжения на разряднике при протекании импульсного тока дан35ного значения и формы называется остающимся напряжением.

Чем меньше этонапряжение, тем лучше качество разрядника.После пробоя разрядника от импульса напряжения его искровой промежуток ионизирован и легко пробивается фазным напряжением. Возникает короткое замыкание на землю, и через разрядник протекает ток промышленной частоты, который называется сопровождающим. Чтобы избежать срабатываниязащиты и отключения оборудования, разрядник должен отключить сопровождающий ток в возможно малое время.К разрядникам предъявляются следующие требования: Вольт-секундная характеристика разрядника должна быть ниже, чем узащищаемого объекта. Искровой промежуток разрядника должен иметь определенную гарантированную электрическую прочность при промышленной частоте. Остающееся напряжение на разряднике, и характеризующее его ограничивающую способность, не должно превышать значений, которые опасны дляизоляции оборудования. Сопровождающий ток должен отключаться на малое время. Разрядник должен допускать большое число срабатываний без осмотра иремонта.4.2 Устройство вентильных разрядниковВентильный разрядник, показанный на рисунке 4.1 состоит из двух основных частей: блока искровых промежутков 4, в который входит несколько последовательно соединенных единичных искровых промежутков 3, шунтированных подковообразными нелинейными резисторами 9, предназначенными длявыравнивания распределения напряжения, и рабочего резистора, составленногоиз набора последовательно включенных вилитовых дисков 2.

Искровые промежутки заключены в фарфоровые цилиндры 5.Блок искровых промежутков соединен последовательно с рабочим резисто36ром, закрыт фарфоровым кожухом 1, сжат спиральной пружиной 6 и герметизирован озоностойкой резиной 7. Необходимость герметизации обусловленагигроскопичностью вилита, который меняет свои характеристики при увлажнении. Разрядник крепится при помощи фланцев 8 к чугунному основанию (нарисунке не показано).Провод фазы линии высокого напряжения подключается к болту на крышке.Заземляющий проводник присоединяется к чугунному основанию разрядниканепосредственно или через счетчик срабатываний.Рисунок 4.1 – Вентильный разрядник.4.3 Принцип работы вентильных разрядниковРазрядник работает следующим образом.

При возникновении перенапряжения пробиваются искровые промежутки и импульсный ток через рабочий рези37стор уходит в землю. Сопровождающий ток ограничивается рабочим резистором до значения, при котором дуга может быть погашена искровыми промежутками. Единичный промежуток способен отключить ток с амплитудой 80 –100. А при действующем восстанавливающемся напряжении 1 – 1,5 кВ.

Числоискровых промежутков и число дисков резистора выбираются исходя из указанных условий. Дуга при этом погаснет за один полупериод.Резистор из вилита характеризуется нелинейностью своего сопротивления.С ростом тока значение сопротивления падает. Это позволяет пропустить черезрезистор большой ток при малом падении напряжения (из-за этого разрядникиполучили название вентильных). Напряжение на разряднике практически маломеняется в широком диапазоне изменения токов.

По мере приближения тока кнулю сопротивление резко возрастает, снижая ток до нуля ранее его естественного перехода через нуль. Это обстоятельство облегчает гашение дуги в единичных искровых промежутках.Вентильные разрядники работают бесшумно и без какого-либо выброса газов и пламени. Для фиксации числа срабатываний устанавливаются специальные (электромагнитные, электромеханические и др.) счетчики. Вентильныеразрядники выполняются на напряжения до 220 кВ и предназначены для защиты изоляции электрооборудования от атмосферных перенапряжений.

Они применяются в открытых и закрытых электроустановках и железнодорожномтранспорте. Разрядники на 3, 6 и 10 кВ отличаются друг от друга только числомискровых промежутков и числом вилитовых резисторов, а также габаритами.Разрядники на номинальные напряжения 15, 20 и 35 кВ состоят из одного стандартного элемента, а разрядники на напряжение 60 кВ и выше – из трех и болеесоединенных последовательно стандартных элементов номинальным напряжением 15, 20 или 35 кВ.384.4 Преимущества нелинейных ограничителей перенапряженийОграничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) – это разрядник без искровых промежутков. Активная часть ОПН представляет собой нелинейный резистор, изготавливаемый по керамической технологии из окиси цинка (ZnO) смалыми добавками окислов других металлов, что обуславливает высокий коэффициент нелинейности а = 0,04 (против 0,1 - 0,2 у вилита).Принцип действия ОПН основан на том, что проводимость варисторов нелинейно зависит от приложенного напряжения.

В нормальном режиме ОПН непропускает ток, но как только на участке сети возникает перенапряжение, сопротивление ОПН резко снижается, чем и обуславливается эффект защиты отперенапряжения. После прохождения разряда через ОПН, его сопротивлениеопять возрастает. Переход из «закрытого» в «открытое» состояния занимаетменьше 1наносекунды (в отличие от разрядников с искровыми промежутками,у которых это время равняется нескольким микросекундам). Кроме быстротысрабатывания ОПН обладает еще рядом преимуществ.Высоко нелинейная вольт-амперная характеристика резисторов позволяетдлительно находиться под действием рабочего напряжения, обеспечивая приэтом глубокий уровень защиты от перенапряжений.Резисторы опрессовываются в оболочку из полимерных материалов, которая обеспечивает заданную механическую прочность и изоляционные характеристики.Полимерный корпус ограничителя выполнен из комбинированной полимерной изоляции, которая состоит из стеклопластиковой трубы, несущей механические нагрузки, и кремнийорганической ребристой оболочки.

Корпус обладаетводоотталкивающими свойствами и является более устойчивым к атмосфернымзагрязнениям, чем фарфоровый. Загрязнения не могут прочно закрепиться наповерхности полимера и полностью смываются дождевыми осадками.Полимерный корпус обеспечивает надежную защиту от всех внешних воздействий на протяжении всего срока службы.39Все наружные металлические детали ограничителя имеют защитное гальваническое покрытие, предохраняющее их от коррозии.Разрядники без искровых промежутков не имеют напряжения пробоя и характеризуются остающимся напряжением.

Отсутствие искровых промежутковдает возможность присоединять ОПН непосредственно защищаемому оборудованию, что значительно повышает надежность работы.Высокая нелинейность резисторов ОПН позволяет значительно снизить перенапряжения и уменьшить габариты оборудования. Например, масса ОПН на110 кВ не более 45 кг, а вентильного разрядника типа РВМГ на 110 кВ примерно 325 кг.405 РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К УСТРОЙСТВУОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НА ЯКОРЕ ТЭДВ устройство ограничения перенапряжений на якоре ТЭД входят:̶медный проводник (1 шт.);̶ОПН (1 шт.);̶наконечник луженный (2 шт.);̶крепежный комплект.Все компоненты должны подлежать сертификации и стандартизации:ГОСТ 20.57.406-81 Комплексная система контроля качества.

Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытанийГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации,хранения и транспортирования в части воздействия климатических фактороввнешней средыГОСТ 16962.2-90 Изделия электротехнические. Методы испытаний на стойкость к механическим внешним воздействующим факторамГОСТ 17516.1-90 Изделия электротехнические. Общие требования в частистойкости к механическим внешним воздействующим факторамГОСТ 18311-80 Изделия электротехнические.

Термины и определения основных понятийГОСТ 18620-86 Изделия электротехнические. МаркировкаГОСТ 20074-83 Электрооборудование и электроустановки. Метод измерения характеристик частичных разрядовГОСТ 23216-78 Изделия электротехнические. Хранение, транспортирование, временная противокоррозионная защита, упаковка. Общие требования иметоды испытаний415.1 Медный проводникТокопроводящая жила – медная, многопроволочная, круглой формы, пятогокласса по ГОСТ 22483.

Токопроводящие жилы кабелей, предназначенных дляработы в районах с умереным климатом, изготовлены из медной проволоки луженой оловом или покрытой оловянно-свинцовым сплавом с содержанием олова не менее 40%.Разделительный слой – синтетическая пленка, допускается наложение изоляции без пленки при отсутствии залипания изоляции к жиле.Изоляция – из резины изоляционной.