ГЕНЕРАТОР ЧАСТИЧНЫХ РАЗРЯДОВ

Генератор частичных разрядов, в дальнейшем ГЧР, изготовлен из кремнийорганического компаунда и используется в КРУ (Комплектных распределительных устройствах) 6-35 кВ для имитации частичных разрядов на высоковольтных шинах.
Термины и определения:
Частичный разряд - разряд в газовых включениях в изоляции на стадии тлеющего разряда.
Тлеющий разряд - стадия развития газового разряда, следующая за коронным разрядом, при которой ток разряда остается в пределах единиц Ампер и не вызывает лавинообразное образование свободных носителей заряда.
Дуговой разряд - возникает из тлеющего разряда в газе, при токах, как правило, более одного Ампера, ток зажигания дуги зависит от типа газа.
Напряжение - действующее значение переменного напряжения.
Ток - действующее значение переменного тока.
Фронт ЧР - длительность фронта импульса тока частичного разряда, как правило, около 10 нс.
Рассмотрим ГЧР, изображенный на фиг. 1, который состоит из кремнийорганического компаунда 1, в который помещены конденсатор 4, имеющий емкость С4, конденсатор 9 с емкостью С9, газовый разрядник 11 с емкостью менее 1 пФ, напряжением срабатывания Ul1, напряжением тлеющего разряда Ut l1, максимальным током тлеющего разряда Atl1=1А и длительностью фронта токового импульса 10 нс, резисторы 8 с сопротивлением R8 и 18, с сопротивлением R18, варистор 17 с напряжением срабатывания U17. Напряжение между шинами 2 и 5 равно 6 кВ. Внешний ключ управления 14 подключен к выходу 7 ГЧР и имеет два состояния 13 и 12. ГЧР крепится к шинам 2 и 5 болтами 3 и 6.
Подбирая параметры конденсаторов 4 и 9, можно добиться того, что амплитуда напряжения в точке 16 будет превышать при разомкнутом ключе управления 14 положение 13, напряжение срабатывания разрядника Ul1.
ГЧР находится в непосредственной близости к системам мониторинга ЧР, емкости сети в точках подключения ГЧР и систем мониторинга ЧР мало отличаются, и этим отличием можно пренебречь.
Пусть амплитуда напряжения в точке 16 больше или равна 230 В, Ul1=230 В, С4=100пФ, С9=1000 пФ. Напряжение срабатывания варистора - U17=300 В. Разрядник 11 генерирует импульс тока, соответствующий изменению заряда (U11-Ut11)⋅С4=9000 пК (пико Кулон). Системы сигнализации фиксируют сгенерированный сигнал как, например, эталонный предельно допустимый. При наличии аналогичного сигнала в режиме мониторинга сети генерируется сообщение в диспетчерский центр о предельно допустимом уровне ЧР.
Варистор 17 и резистор 8 предназначены для защиты от высокого напряжения на выходе 7, так как время задержки срабатывания разрядника 11 составляет около 100 нс, а у варистора 17 - не более 0,5 нс. При С9=1000 пФ, R8=1000 Ом напряжение на выходе не превышает 300 В при максимальном токе 0,3 А, что гарантирует при высоковольтных испытаниях и испытаниях на грозовой импульс, не выход из строя внешнего ключа управления 14.
Рассмотренный вариант использования генератора частичных разрядов ГЧР, не исчерпывает все возможные варианты его использования и технического исполнения.