35 25 15 5

I I I I

life

fgfOKFn

V/W/VWWWW"

JL J I I-1-1-L.

1,6 1,2 0 ISO 320

Рис. 4.18. Характеристики восстанавливающегося напряжения при отключении КЗ за трансформатором

Рис. 4.19. Схема одночастотного контура для оценки восстановления

L, С - эквивалентная индуктивность и емкость; Дщ, R - щуитирующий и последовательный резисторы

трансформатором и параметры восстанавливающегося напряжения: частота и коэффициент превьпнения амплитуды первого пика к, определенные при обследовании в системах большого числа трансформаторов в зависимости от их мощности и класса напряжения {/„д. Как следует из рис. 4.18, процесс восстановления напряжения при отключении КЗ за трансформаторами имеет в подавляющем большинстве слчаев одночастотный характер. Дпя упрощения задачи обычно рассматривают закономерности восстановления напряжения в контуре, эквивалентная схема которого представлена на рис. 4.19-

Одночастотный процесс восстановления напряжения возникает в цепи с сосредоточенными параметрами. Сопротивление цепи R представляет собой активное сопротивление обмоток трансформаторов, аппаратов и машин, находящихся в цепи при восстановлении напряжения, Z и С - эквивалентные индуктивности и емкость цепи.

Сопротивление - остаточное сопротивление дуги, сопротивление делителей напряжения и шунтирующих резисторов, подключенное параллельно дуговому промежутку. После перехода тока через нуль в промежутке имеет место переходный режим, при котором в каждый момент времени напряжение на промежутке Мд равно напряжению на емкости С и сопротивления Лщ. Изменение напряжения Мд во времени описывается уравнениями

"д С о

/ = /, + 12-

Процесс восстановления напряжения различен в зависимости от соотношения между параметрами цепи R, Лщ, Z, и С Он либо периодический колебательный Мд.к, либо апериодический Мд.а- Зависимости у и Ид а от времени, полученные решением приведенных уравнений, имеют вид

1 + е

/--уsin сок

/ - cos t

«д. a

1 +0,5e

вде a =-

\ Wa

r + 1

- коэффициент затухания; 7 = 1 -

- 2RRKRmR + Lie); 17 = 1 + R/R; wo = \I\/lC - собственная

1 i \

угловая частота цепи; cj = /--- - + -1 ;

yJ n 4J7M Rcl

/ 1 I R 1 \ 0

- - + - - - ; и coa - вещественны;

амплитуда возвращающегося напряжения.

Граница перехода колебательного процесса восстановления напряжения в апериодический определяется из условия со = О, т.е. при соо =

~ -~ /~ + ---] • Когда сопротивление цепи R = О, отвечаю-2VU RmCI

Щее этому условию критическое сопротивление резистора R.Kp ~ ~ 0,5 у/ L/ (tjC) . Если же сопротивление отличается от критического, то критическое сопротивление контура Л будет Rp = 2y/riL/C. При заданном сопротивлении цепи R сопротивление Лщ.кр = ~ \1 iCy/rjcoo) - RL/C. Итак, переход колебательного процесса в апе-

Момент перехода тока через ноль

Рис. 4.20. Кривые при колебательном (i) и апериодическом (2) процессах

Рис. 4.21. Кратность восстанавливающегося напряжения при КЗ за трансформатором в зависимости от сопротивления резистора и времени Т

"Л

1,25 1,00 0,15 0,50 0,25

75 г, МКС

риодический можно осуществить выбором соответствующих значений Ли i?ui (рис. 4.20).

Кратность восстанавливающегося напряжения обычно зависит от сопротивления шунтирующего резистора (рис. 4.21).

На рис. 4.22 приведены осциллограммы токов и напряжений силового щунтирующего резистора в период гашения дуги в выключателе. При использовании проволочного резистора нулевое значение тока сдвинуто относительно нулевого значения напряжения на 3 мкс; при использовании бетзлового резистора ток и напряжение проходят через нуль практически одновременно. Итак, воздействие композиционного (бетзлового) резистора на восстанавливающееся напряжение начинается сразу после гашения дуги, в то время как провлочный резистор начинает эффективно функционировать, когда восстанавливающееся напряжение достигает 15-20 кВ (при отключении неудаленных КЗ). Осциллограммы начальной части восстанавливающегося напряжения, полученные при отключении вьислючателем ВВН-110-6 неудаленного КЗ с током около 75% номинального тока отключения, приведены на рис. 4.23. Приведенные кривые показывают, что резисторы типа РБШН и шел, имеющие малую индуктивность, эффективно воздействуют на восстанавливающееся напряжение в начальный момент времени с первых микросекунд. Как отмечается в [11], для выключателей серии ВВН эффективное гашение электрической дуги определяется значением восстанавливающегося напряжения в интервале от 7 до 20 мкс после прохождения тока через нулевое значение.