Высокочастотные заградители являются неотъемлемым элементом канала ВЧ связи по фазным проводам и тросам ВЛ. Назначением заградителя в ВЧ каналах по фазным проводам является ослабление шунтирующего действия шин подстанций на параметры линейного тракта канала ВЧ связи. Заградители также используются для ослабления шунтирующего действия ответвлений от ВЛ.
Заградитель состоит из:
- катушки индуктивности (реактора);
- элемента настройки;
- устройства защиты от перенапряжений.
Реакторы заградителей серии ВЗ изготавливаются на номинальные токи 100-4000 А, номинальные индуктивности 0,2-2,5 мГн. Катушка реактора в зависимости от номинального тока, выполняется одним или несколькими алюминиевыми проводами, при этом обеспечивается равномерное распределение тока по параллельным проводам. Механическая прочность реакторов достигается использованием в конструкции современных стеклопластиковых материалов.
По требованию заказчика, предусматривается кронштейн для подвески заградителя на гирлянде изоляторов или установка на опорных изоляторах. Защита элемента настройки и межвитковой изоляции катушки от перенапряжений, которые могут появиться на зажимах заградителя при воздействии импульсных волн, осуществляется с помощью ограничителя перенапряжений ОПН, включаемого параллельно реактору. Настройка заградителей осуществляется по широкополосным схемам с числом контуров полосового фильтра, равным трем. Минимальное активное сопротивление в пределах полосы заграждения от 400 до 650 Ом. Перекрываемый диапазон частот заграждения 24-1000 кГц.
Климатическое исполнение заградителей У, УХЛ, ХЛ, по ГОСТ 15150-69 и 15543.1-89, категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69, охлаждение естественное воздушное.
Технические характеристики заградителей серии ВЗ-СВЭЛ
Таблица 1
| Номинальный ток, А | Номинальная индуктивность, мГн | Ток термической стойкости, кА | Ток электродинамической стойкости, кА | Время короткого замыкания, сек. | Номинальное напряжение, кВ |
|---|---|---|---|---|---|
| 100 | 0,2-2,0 | 2,5 | 7 | 1 | 6-750 |
| 200 | 5 | 13 | |||
| 400 | 10 (16) | 25,5 (41) | |||
| 630 | 16 (20) | 41 (51) | |||
| 1250 | 31,5 (40) | 80 (102) | |||
| 2000 | 40 (50) | 102 (128) |
Примечание: 1) По требованию заказчика изготавливаются заградители с другими параметрами;
2) В скобках указаны токи короткого замыкания согласно МЭК 60353-89 для серии 2.
Структурная схема условного обозначения высокочастотного заградителя
Конструктивное исполнение и характеристика составных частей высокочастотных заградителей
Конструкция
Основные составляющие конструкции высокочастотного заградителя:
- реактор заградителя (РЗ, являющийся катушкой индуктивности, предназначенной для пропускания тока частотой 50 Гц, протекающего по фазным проводам);
- элемент настройки (ЭН, определяющий номинальную полосу частот заграждения);
- защитное устройство, предохраняющее элемент настройки от перенапряжений (в качестве защитного устройства используется ограничитель перенапряжения нелинейного типа ОПН без искровых промежутков, обеспечивающий эффективную защиту от перенапряжений. Выводы ОПН выполнены из немагнитной стали).
Реактор заградителя (РЗ)
Реактор производится из материалов, обеспечивающих его работоспособность в течение 25 лет и более, во всепогодных условиях. Реактор представляет собой катушку индуктивности, по которой протекает ток промышленной и высокой частоты. Конструкция открытого типа обеспечивает естественное охлаждение. Обмоточный провод в зависимости от условий эксплуатации и назначения заградителя: либо алюминиевый, либо медный. Реактор окрашивается специальным составом, обеспечивающим устойчивость к окружающей среде. Каркас реактора заградителя изготавливается из композитных материалов.
В настоящее время в качестве конструкционных материалов для реактора заградителя используются синтетические композитные материалы с «нулевым» предельным водопоглощениеми соответствующим набором электротехнических и механических свойств. Основным материалом для указанного производства является стеклопластик марки СТЭФ, ГОСТ 12652-74.
Элемент настройки (ЭН)
Элемент настройки выполнен по схеме широкополосной настройки, с числом контуров от одного до трёх. Заводы-изготовители производят настройку на согласованный диапазон рабочих частот. По требованию заказчика элемент настройки может быть настроен на любую нижнюю граничную частоту начиная с 20 кГц с шагом 1 кГц. Верхняя граничная частота и ширина полосы заграждения определяются индуктивностью силовой катушки реактора заградителя и заданным, минимальным, значением сопротивления заграждения.
Корпус элемента настройки разборный, цилиндрической формы, на торцах расположены верхний и нижний контактный болт. Состоит из крышки, стяжки, и съёмного стакана. Крышка представляет собой диск, с одной стороны которого, имеется кронштейн для крепления к верхней крестовине высокочастотного заградителя и контактный болт, с другой — разъёмное соединение для крепления стяжки. Все детали корпуса выполнены из стеклопластика, пропитанного кремнийорганическим лаком и окрашены кремнийорганической эмалью. За счёт этого обеспечивается высокая механическая прочность при малом весе, стойкость к воздействию климатических факторов по ГОСТ 15150 — УХЛ1 и Т1, высокая электрическая прочность. Элемент настройки не содержит металлических деталей, за исключением контактных болтов, которые изготавливаются из немагнитных материалов. Элемент настройки прикрепляется к верхней крестовине высокочастотного заградителя с помощью двух болтов.
Защитное устройство от перенапряжений (ОПН)
Заградители оборудованы ограничителями перенапряжений (ОПН), которые предназначены для защиты элемента настройки от перенапряжений. Основу конструкции ОПН составляют металлооксидные варисторы, имеющие существенно нелинейную вольт-амперную характеристику. В нормальном рабочем режиме на ОПН воздействует фазное напряжение. Благодаря высокому электрическому сопротивлению нелинейных резисторов, ток через ОПН при этом определяется только собственной емкостью ограничителя и по величине составляет доли миллиампера.
При возникновении перенапряжений нелинейные резисторы переходят в проводящее состояние, протекающий через ограничитель ток возрастает на несколько порядков, достигая сотен и тысяч ампер, ограничивая при этом дальнейшее нарастание напряжения на выводах ОПН в точке егоустановки. После снижения перенапряжения ограничитель возвращается в первоначальное состояние.
Элементы ОПН размещены в полностью закрытом корпусе и тем самым защищены от воздействий окружающей среды.
ОПН имеют ряд преимуществ по сравнению с ранее использующимися, для защиты от перенапряжений разрядниками:
- Благодаря высокой нелинейности варисторов достигается быстрая реакция на импульсные переходные процессы с быстро нарастающим фронтом (грозовые перенапряжения);
- Низкий и постоянный уровень защитного напряжения обеспечивает надежную защиту элемента настройки и самого заградителя в целом;
- Из-за отсутствия искровых промежутков отсутствует дуга, вызывающая обгорание электродов и, соответственно, выход из строя разрядника.
В целом, использование ОПН в качестве защитного устройства взамен ранее применявшегося для этих целей разрядника позволяет существенно повысить надежность высокочастотного заградителя.
Допускаемые условия эксплуатации
Заградители предназначены для работы в следующих условиях:
- в части воздействия климатических факторов внешней среды — для длительной работы в исполнении «У» и «ХЛ» категории I по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543-70; тип атмосферы II по ГОСТ 15150-69;
- окружающая среда не взрывоопасна, не содержит агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, не насыщена токопроводящей пылью.
- Применение металлооксидных ОПН с малой собственной емкостью и малым содержанием металла вместо устаревших вентильных разрядников;
- Облегчённая конструкция и уменьшенные габаритные размеры, что позволяет снизить ветровую нагрузку;
- Современные технологии производства, которые обеспечивают высокую добротность и низкую паразитную емкость производимых заградителей;
- Улучшенные динамические характеристики.
Поделиться с друзьями: