рис. 4.22. Ток и напряжение силового шунтирующего резистора (по данным В.М. Солдатова ):

а - бетэловый резистор типа РБШН; б - проволочный резистор

Рис. 4.23. Начальные участки восстанавливающихся напряжений при шунтировании дугогасительного устройства силовыми резисторами ШС-300 (7), шел (2) и РБШН (5) 1 г 3 5 п

Рис. 4.24. Распределение напряжения по отдельным разрывам воздушного выключателя при отсутствии выравниваюплих устройств

БО 50 hO 30

Силовые проволочные резисторы эффективно используются для выравнивания напряжения на контактах высоковольтных выключателей (ВВ-500, ВВ-330 и др.).

Отметим, что в современных выключателях на высокие и сверхвысокие номинальные напряжения (особенно в воздушных выключателях) широкое применение находят дугогасительные устройство с двумя или несколькими разрывами тока. В таких устройствах, если не принять специальные меры, имеет место неравномерное распределение напряжения между отдельными разрывами в момент восстановления напряжения после гашения дуги. Так, для воздушного выключателя с шестью разрывами распределение напряжения по отдельным разрывам при отсутствии выравнивающих устройств представлено на рис. 4.24. Эта неравномерность обусловлена тем, что в процессе восстановления напряжения металлические части дугогасительного устрой-

Рис. 4.25. Принципиальные схемы выключателей с тремя разрывами, использующих шунтирующие когденсаторы (в) и резисторы (б)

ства приобретают различные электрические потенциалы, определяемые емкостями между этими частями, а также между ними и землей. Кроме того, эти потенциалы различны при различных видах короткого замыкания, причем особо неблагоприятные условия создаются тогда, когда один вывод заземлен, а на второй подано полное напряжение.

Степень неравномерности распределения напряжения характеризуется коэффициентом неравномерности - отношением напряжения, приходящегося на наиболее нагруженный разрыв, к среднему напряжению:

= АщЦи/п),

где и - полное напряжение; A«i - доля полного напряжения, приходящаяся на ниболее нагруженный разрыв; п - число разрывов. Чтобы свести к минимальному значению неравномерность распределения напряжения по отдельным разрывам, применяют три способа:

1) установку по концам дугогасительного устройства (в особенности, если оно располагается горизонтально) металлических экранов (обычно в виде круглых щитов) достаточно большого размера, чтобы выравнять электрическое поле вдоль дугогасительного устройства;

2) шунтирование каждого разрыва конденсаторами достаточно большой емкости (рис. 4.25, а). Емкости эти должны быть существенно больше, чем частичные емкости разрывов на землю, чтобы уменьшить влияние последних;

3) шунтирование каждого разрыва силовыми проволочными резисторами (рис. 4.25, б).

Сопротивления резисторов выбирают такими, чтобы, с одной стороны, ток, идущий через них, был значительно больше, чем через конденсаторы (при зтом распределение напряжения определялось в ос-

довном сопротивлениями), а с другой стороны, чтобы этот ток не был слишком велик и мог быть легко отключен отделителем простой конструкции.

Отметим, что именно силовые проволочнью резисторы наиболее эффективны по сравнению с композиционными резисторами для делителей напряжения. Это обусловлено тем, что проволочные резисторы практически во всем диапазоне рабочих токов и напряжений имеют линейную вольт-амперную характеристику, что обеспечивает равномерность деления напряжения при различных напряжениях.

Для композиционных резисторов всегда характерна (в той или иной степени) нелинейность вольт-амперной характеристики, причем коэффициент нелинейности зависит от приложенного напряжения. Указанная особенность ограничивает их использование для делителей напряжения.

Ограничение токов при авариях и коммутациях с помощью силовых проволочных резисторов основано на демпфировании переходных процессов, а также в меньшей степени на ограничении тока вследствие суммарного увеличения сопротивления цепи. Отметим, что в отличие от условий ограничения перенапряжений при использовании резисторов для ограничения токов нельзя применять подключение резисторов выключателем или с помощью искрового промеж5тка, т.е. резистор должен быть включен в цепь с началом аварийного или коммутационного процесса. Силовые резисторы широко используются для ограничения аварийных и коммутационных токов в установках продольной емкостной компенсации (УПК), в шунтовых конденсаторных батареях, в нейтрали силовых трансформаторов и автотрансформаторов, в цепи короткозамыкателей.

При наличии в индуктивной цепи электропередачи продольной емкости увеличиваются токи КЗ, особенно в переходных процессах, а также при асинхронных и синхронных качаниях. На выводах УПК при этом возникают значительные перенапряжения, для защиты от которых обычно устанавливается разрядник. При пробое разрядника большая емкость УПК разряжается через небольшую индуктивность ошиновки - при этом возникает ударный ток с большой крутизной нарастания из-за высокой частоты разряда. Для ограничения токов в цепи разрядников и устанавливаются резисторные демпфирующие устройства. В США, Швеции, Финляндии используются для указанных целей быстродействующие разрядники и проволочные резисторы на основе с высоким удельным сопротивлением.

Институтом "Энергосетьпроект" разработано устройство для защиты УПК путем установки параллельно одной половине выключателя, шунтирующего УПК, открытых искровых промежутков, а параллельно другой - шунтирующего резистора. В качестве демпфирующих резисторов используются силовые проволочные резисторы на основе нихрома. На рис. 4.26 показана система защиты, каждая из секций