ДЕМПФИРУЮЩИЙ РЕЗИСТОР ДЛЯ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО РАЗЪЕДИНИТЕЛЯ

Область техники
Полезная модель относится к технике высоковольтной коммутации и, в частности, к резисторам, предназначенным для использования в электродах вспомогательных контактов разъединителей с демпфированием высокочастотных перенапряжений. Такие перенапряжения возникают при искровых коммутациях остаточных токов (емкостного тока холостой ошиновки или тока намагничивания ненагруженного трансформатора) и приводят к ускоренному старению изоляции электрооборудования, к сбоям в работе аппаратуры релейной защиты и автоматики высоковольтных подстанций.
Уровень техники
Известен высоковольтный импульсный резистор, содержащий цилиндрический корпус, в котором размещен пакет кольцевых резистивных элементов, соосно установленных на внутренней трубе из изоляционного материала, разделенных изоляционными прокладками и последовательно соединенных в отдельных точках [SU 1809694, МПК Н 01 С 3/00, 1996 г]. Этот резистор обладает малой индуктивностью и устойчив к высоковольтным импульсам. Однако его конструкция не позволяет обеспечить массогабаритные характеристики, необходимые для использования в качестве демпфирующего резистора, встроенного в подвижные электроды разъединителя.
Известен, выбранный в качестве прототипа, демпфирующий резистор, используемый в составе подвижного электрода вспомогательного контакта в высоковольтном разъединителе, запатентованном фирмой Сименс AГ [SU 1327805, МПК Н 01 Н 31/00, 1987 г.]. Резистор состоит из
нескольких параллельно соединенных резисторных элементов, фиксированных на расстоянии друг от друга между двумя торцевыми контактными дисками. Резистивный элемент состоит из нескольких плоских прямоугольных керамических пластин с хорошей теплопроводностью. На каждую из двух плоских поверхностей пластины путем вжигания нанесены зигзагообразные полосы из резистивного материала. На краях пластин зигзагообразные полосы соприкасаются и соединяются металлическими контактами так, что электрически образуют параллельное соединение. На торцах керамической пластины полосы, нанесенные на ее стороны, соединяются между собой с образованием контактной площадки, торцевые контактные площадки пластин каждого резистивного элемента электрически соединяются между собой и с контактными площадками соседних резистивных элементов с помощью медных контактных дисков. Эта конструкция заливается между контактными дисками, например, эпоксидной смолой так, что резистор образует цилиндр.
Резистор-прототип предназначен для газонаполненного разъединителе с продольным перемещением соосно расположенных электродов. Его недостаток - нетехнологичность, а также повышенная масса и непрочность конструкции, препятствующие использованию резистора в высоковольтных (330-500кВ) разъединителях с поворотным перемещением подвижных электродов (см. например, RU 35039 U1, МПК Н 01 Н 33/16, 2003 г).
Сущность полезной модели
Задача полезной модели - создание технологичной конструкции демпфирующего резистора с массой и прочностью, позволяющими встраивать его в подвижный электрод высоковольтного разъединителя с поворотным перемещением электродов без существенного увеличения мощности приводного механизма разъединителя.
Предметом полезной модели является демпфирующий резистор для высоковольтного разъединителя, содержащий корпус, резисторные секции,
каждая из которых выполнена в форме полого цилиндра, образованного группой параллельных резистивных элементов, фиксированных в торцевых проводящих кольцах, и внутренний непроводящий стержень, на котором установлены резисторные секции, последовательно соединенные торцевыми проводящими кольцами.
Уточнения и развития полезной модели в частных случаях ее реализации предусматривают возможность выполнения внутреннего стержня, а также корпуса резистора в виде труб из стеклопластика, защиту корпуса оболочкой из кремнийорганической резины, а также возможность фиксации на противоположных концах корпуса контактного элемента и узла крепления к поворотному электроду разъединителя.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует конструктивное выполнение резисторной секции, фиг.2 - демпфирующего резистора в целом.
Осуществление полезной модели с учетом ее развития. Осуществление полезной модели описывается на примере демпфирующего резистора, предназначенного для поворотного электрода вспомогательного контакта разъединителя, устанавливаемого в открытом распределительном устройстве подстанции (ОРУ ПС) 500кВ.
Резисторная секция (см. фиг.1) выполнена в форме полого цилиндра и содержит, например, шесть параллельно включенных резистивных элементов 1, контактные площадки которых фиксированы с помощью пайки торцевыми проводящими кольцами 2, которые выполнены выпуклыми во внешнюю сторону соответствующей секции.
В предлагаемой конструкции демпфирующего резистора могут быть использованы промышленно выпускаемые резистивные элементы типа ТВО-10.
Демпфирующий резистор в целом (см. фиг.2) состоит, например, из восемнадцати последовательно включенных резисторных секций вида, показанного на фиг.1, которые установлены на внутреннем непроводящем
стержне 3, введенном в их полости. Торцевые проводящие кольца 2 обеспечивают надежный контакт соседних секций и, следовательно, последовательное соединение всех восемнадцати секций в один демпфирующий резистор. Стержень 3 выполнен в виде стеклопластиковой трубы.
Секции 1, собранные на стержне 3, помещены в корпус 4, который также выполнен в виде стеклопластиковой трубы. Объем между внутренним стержнем 3 и корпусом 4 заполнен эпоксидной смолой.
На торцах корпуса 4 фиксированы контактный элемент 5 и узел крепления 6 поворотного электрода вспомогательного контакта разъединителя. Корпус 4 защищен от атмосферных воздействий оболочкой 7 из кремнийорганической резины.
Для того, чтобы высоковольтный разъединитель, в котором будет использован демпфирующий резистор по полезной модели, обеспечивал низкий уровень коммутационных высокочастотных перенапряжений, суммарное активное сопротивление последовательно включенных двух демпфирующих резисторов, встроенных в два поворотных электрода вспомогательного контакта разъединителя, должно быть больше волнового сопротивления ρ ошиновки ОРУ ПС (ρ≅300 Ом).
0
В конструкции демпфирующего резистора для ОРУ ПС 500 кВ используются резисторные элементы ТВО-10 с активным сопротивлением R=1 кОм.
Тогда общее активное сопротивление каждого из двух демпфирующих резисторов, встроенных в поворотные электроды вспомогательного контакта разъединителя, составляет
0
0
Rд=R*18/6=3R=3кОм.
Сопротивления двух резисторов, встроенных в два поворотных электрода вспомогательного контакта разъединителя, суммируются. При суммарном сопротивлении двух резисторов (2Rд=6 кОм) коммутационные
токи снижаются в 6/0,3=20 раз, что позволяет полностью подавить высокочастотные перенапряжения в первичных цепях и устранить помехи и наводки во вторичных цепях при коммутациях холостых ошиновок разъединителем.
Предлагаемый демпфирующий резистор, в отличие от прототипа, не содержит специально изготовленных массивных керамических пластин с нанесенными на них полосами из резистивного материала, а использует серийно выпускаемые резистивные элементы, фиксированные торцевыми кольцами в резисторных секциях и установленные на внутреннем стержне и в корпусе, которые объединяют секции в жесткую и прочную конструкцию. Такая конструкция может быть использована в подвижном электроде высоковольтного разъединителя с поворотным перемещением электродов без существенного увеличения мощности приводного механизма разъединителя.