Рис. 4.26. Принципиальная схема электрических соединений УПК в установках продольной емкостной компенсации:

1 - шунтирующий выключатель; 2 - секция УПК; 3 - защитный разрядник; 4 -шунтирующий резистор

УПК содержит главный разрядник, шунтирующий ее при протекании сквозных токов внешних КЗ, и выключатель, с помощью которого осуществляется оперативное шунтирование УПК (вручную или от устройств автоматики), а также силовой резистор.

Силовой резистор используется в данной схеме для ограничения тока разряда секции УПК, заряженной до пробивного напряжения главного разрядника и поглощения энергии свободных колебаний при разряде секции батареи, шунтированной разрядником или выключателем. Как показано в [11], при демпфировании разрядного тока секции УПК силовым резистором при наибольшем возможном напряжении срабатьшании разрядника 260 кВ разрядный ток может быть ограничен до 40 кА при активном сопротивлении резистора 6 Ом. Расшунтирование секции УПК осущестш1яется отключением шунтирующего выключателя, при появлении недопустимых перенапряжений секция мгновенно шунтируется защитным разрядником.

Силовые резисторы эффективно используются для ограничения токов при однофазных КЗ в нейтралях трансформаторов, введение резисторов в нейтраль трансформаторов позволяет существенно ограничить токи (при однофазных КЗ) в сетях с напряжением 110-500 кВ. В сетях с изолированной нейтралью введение силового высоковольтного резистора в нейтраль уменьшает длительность режима КЗ на землю и обеспечивает возможность его селективного отключения. Использование проволочных резисторов в сетях с заземленной нейтралью приводит к уменьшению сквозных токов в обмотках трансформатора при КЗ.

Силовые проволочные резисторы широко используются в схемах управления электродвигателями. По своему назначению резисторы разделяют на пусковые, тормозные, регулировочные, добавочные, разрядные и др. Пусковые резисторы включаются в цепь якоря двигателя для снижения пускового тока. При динамическом торможении подвижного состава вырабатываемая тяговыми двигателями электроэнергия гасится на резисторах, которые называются тормозными. Часто в электрических схемах одни и те же резисторы используются как в двигательном, так и тормозном режиме.

Резисторы, устанавливаемые в цепи обмотки параллельного возбуждения двигателя, называют регулировочными. Для снижения напряже-

подводимого к катушке аппарата или оомотке возоуждения дви-теля, применяется добавочный резистор. Для уменьшения перенапря-ийв обмотках возбуждения двигателей, возникаюших при размы-ании электрической цепи, используются разрядные резисторы.

Глава пятая

СИЛОВЫЕ ВАРИСТОРЫ И ТЕРМОРЕЗИСТОРЫ

5.1. СИЛОВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ВАРИСТОРЫ

Варисторы и терморезисторы - нелинейные полупроводниковые резисторы. Особенностью силовых варисторов (рис. 5.1, а), является нелинейная симметричная вольт-амперная характеристика (рис. 5.1, а), т.е. уменьшение их сопротивления по нелинейному закону с увеличением приложенного напряжения.

Силовые варисторы выполняются на полупроводниковых материалах. Изменение сопротивления материала под действием приложенного напряжения наблюдается у поликристаллического карбида кремния, оксщдов и сульфидов металлов, а также у композиционных материалов с полупроводниковыми наполнителями. Полупроводниковые варисторы на основе карбида кремния с различными связующими широко используют в высоковольтных разрядниках, предназначенных для защиты электрооборудования, аппаратуры и изоляции высоковольтных линий электропередачи.

На основе карбида кремния выпускается промышленная серия полупроводниковых варисторов (варисторы серии СН). На основе карбида кремния и оксидных полупроводниковых материалов выполняются вентильные разрядники, присоединяемые к проводам линий электропередачи для защиты их от больших токов при ударе молнии. При ударе молнии провода линии находятся под воздействием очень высокого напряжения, в этих условиях вентильный разрядник предназначен отвести ток с линии на землю - в результате напряжение на линии снизится до номинального значения.

Первые отечественные образцы низковольтных электротехнических варисторов были разработаны сотрудниками кафедры "Диэлектрики и полупроводники" ЛЭТИ им. В.И. Ульянова (Ленина) и Проблемной лаборатории электрофизических процессов в диэлектриках и полупроводниках (В.В. Пасынковым, Ю.Т. Окуневым, Г.А. Савельевым, Л.К. Чиркиным и др.),

По технологии, разработанной в ЛЭТИ, был начат промышленный выпуск нелинейных полупроводниковых сопротивлений типа НПС. На смену варисторам данного типа пришли полупроводниковые варисторы на основе карбида, разработанные коллективом ученых под руководством Б.Т. Коломийца и А.Я. Караченцева. Целый комплекс

Рис. S.l. Вольт-амперная характеристика варистора (о), терморезистора (б),позис-тора (в) и кривая зависимости сопротивления позистора от температуры (г)

работ по синтезу и исследованию материалов для варисторов проведен в Государственном научно-исследовательском электрокерамическом институте, в Киевском политехническом институте. Московском энергетическом институте, Днепропетровском университете и других организациях.

Состав и свойства материалов для нелинейных РЭ. Одним из материалов, широко используемых для получения варисторов, является карбид кремния, представляюший собой соединение двух элементов IV группы периодической системы Менделеева - кремния и углерода. Этот материал является единственным бинарным соединением, образованным полупроводниковыми элементами IV группы. В природе данный материал встречается крайне редко и в ограниченных количествах. По виду химической связи карбид кремния относится к ко-валентным кристаллам, при этом доля ионной связи, обусловленная различием в электроотрицательности атомов углерода и кремния, не превышает 10-12%. Из-за наличия сильных химических связей между атомами кремния и углерода для данного соединения ; характерна высокая химическая и температурная стабильность, а также высокая твердость.

Многочисленными исследованиями показано, что нелинейность вольт-амперной характеристики варисторов на основе карбида кремния обусловлена явлениями, имеющими место на контактах и поверхности