МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ЕМКОСТНОЙ ДЕЛИТЕЛЬ С ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ИНДУКТИВНОСТЬЮ

Модифицированный емкостной делитель с дополнительной индуктивностью, в дальнейшем МДЛ, изготовлен из кремний органического компаунда и используется в КРУ (Комплектных распределительных устройствах) 6-35 кВ, отличается тем, что кроме основных функций обычного емкостного делителя - часть системы индикации наличия напряжения на шинах КРУ, может использоваться для анализа высокочастотных сигналов, в частности частичных разрядов (ЧР).
Термины и определения:
напряжение - действующее значение переменного напряжения Ток - действующее значение переменного тока;
катушка индуктивности - разные варианты исполнения индуктивного элемента электрической схемы, у которого отсутствует емкость и определены значения индуктивности и активного сопротивления. Значением активного сопротивления мы пренебрегаем вследствие его малости;
высокочастотные импульсы тока - одиночные или последовательные импульсы тока с длительностью фронта не более 1 мкс.
Рассмотрим вариант МДЛ, изображенный на фиг. 1, который состоит из кремний органического компаунда 1, в который помещены конденсатор 4, имеющий емкость 100 пФ, конденсатор 9 с емкостью 68 нФ, защитный варистор 11 с емкостью 500 пФ и напряжением срабатывания 30 В, катушка индуктивности 8 со значением индуктивности равным 200 мкГ. Напряжение между шинами 2 и 5 равно 6 кВ. МДЛ крепится к шинам 2 и 5 болтами 3 и 6.
Проведя несложные расчеты, получим значение реактивного сопротивления конденсатора 4 при частоте сети 50 Гц R4=32 МОм, значение реактивного сопротивления конденсатора 9 равное R9=47 КОм (параллельной емкостью варистора можно пренебречь) и значение реактивного сопротивления катушки индуктивности 8 равное R9=0.06 Ом. Максимальный ток через конденсаторы 4 и 9, а также катушку индуктивности 8 при напряжении 6 кВ между шинами 1 и 2, для которого амплитудное значение равно 8.4 кВ, будет равен I=260 мкА. Выход МДЛ представлен винтом 7 вкрученным во внутреннюю втулку соединенную проводником 10 с конденсаторами 9 и 4 и варистором 11. На значение напряжения на выходе 7, падение напряжения на индуктивности 8, при частоте сети 50 Гц, не влияет и МДЛ не отличается от обычного емкостного делителя.
При испытании МДЛ, в составе ячейки КРУ, грозовым импульсом, напряжение на катушке индуктивности 8 резко возрастает и варистор 11 гасит напряжение на выходе 7, тем самым защищая оборудование, подключенное к выходу 7. Следует отметить, что у современных варисторов время задержки срабатывания менее 0,5 нс. Также варистор 11 ограничивает скачки напряжения на выходе 7, вызванные резкими изменениями напряжения и тока большой амплитуды между шинами 1 и 2. Подразумевается, что к выходу 7 подключено оборудование с большим внутренним сопротивлением.
При наличии частичных разрядов, в дальнейшем ЧР, сопровождающихся импульсами тока, протекающими через конденсаторы 4 и 9, а также индуктивность 8, на выходе 7 появляется импульс напряжения, зависящий от значения импульса тока ЧР, который можно детектировать и подвергать анализу. Высокочастотные импульсы тока могут быть инициированы и другими процессами, которые также можно анализировать.
Рассмотренный вариант использования Модифицированного емкостного делителя МДЛ, не исчерпывает все возможные варианты его использования и технического исполнения.