Шунтирующие резисторы

Шунтирующие резисторы (ШР), подключаемые параллельно контактам ДУ выключателя, но назначению разделяются на три основные группы:

Резисторы (одноступенчатые или двухступенчатые), предназначенные для изменения параметров ПВН на контактах В к при отключении к. з. и для увеличения тока отключения. Сопротивление шунтирующих резисторов данной группы, приходящееся на один разрыв высоковольтного выключателя, может быть от долей ома до нескольких сотен ом. В этих шунтирующих резисторах применяются линейные металлические или керамические токоведущие элементы (ТЭ).

Резисторы, предназначенные для снижения коммутационных перенапряжений, возникающих при отключении ненагруженных трансформаторов, реакторов и синхронных компенсаторов, а также при включении длинных линий (предвключаемые сопротивления). Сопротивление шунтирующих резисторов данной группы, приходящееся на один разрыв, может быть от десятков ом до нескольких тысяч ом. В этих шунтирующих резисторов применяются линейные металлические или нелинейные ТЭ.

Резисторы, предназначенные для равномерного распределения напряжения между отдельными разрывами ДУ. Сопротивление шунтирующих резисторов этой группы лежит в пределах от нескольких десятков ом до сотен тысяч ом на один разрыв. В них применяются металлические ТЭ (нихром и др.).

Шунтирующий резистор оказывает существенное влияние на процесс коммутации высоковольтного выключателя. Сопротивление ТЭ резистора зависит от расстояния между выключателем и местом к. з., от параметров системы, в которой установлен В к, и от отключаемого тока.

ДУ, в котором используется шунтирующий резистор, должно иметь два разрыва, соединенные последовательно.

Подключение Шунтирующего резистора (рис. 1) к контактам ДУ может быть постоянным (схемы 1—4) или через дугу после ее возникновения (схемы 5—8).

Контакты I у 2 являются главными. Они рассчитаны на номинальный ток, на отключение тока к. з. и имеют необходимую термическую и динамическую стойкость. ШР с сопротивлением rш постоянно подключено к этим контактам. При замкнутых контактах 1, 2 через шунтирующий резистор проходит небольшая часть общего тока.

Рис. 1. Схемы подключения шунтирующего резистора

Контакты 4 и 5, 6 (схемы 2—4) являются вспомогательными и обеспечивают отключение тока, проходящего через шунтирующий резистор. Их рассчитывают либо на номинальный ток и на термическую и динамическую стойкость, такую же, что и у главных контактов 1, 2 (схема 2), либо на существенно меньшую стойкость (схемы 3 и 4).

Отделитель Од служит либо только для создания необходимого изоляционного промежутка в отключенном положении выключателя (схемы 2, 3, 4 и 7) либо, кроме того, еще и для отключения тока, проходящего через шунтирующий резистор (схемы 1, 5, 6 и 8). В схемах 2—4 отделителя может и не быть при условии, что изоляционный промежуток создается контактами 5, 4. Главные контакты 1, 2 при наличии Од или соответствующих вспомогательных контактов могут после их размыкания либо замыкаться пружинами, либо оставаться разомкнутыми (схемы 1—4).

Во всех схемах главные контакты отключаются ранее вспомогательных или Од, а включаются позже (если, конечно, контакты 1 и 2 оставались разомкнутыми).

Размыкание вспомогательных контактов, разрывающих цепь шунтирующего резистора, должно происходить с запаздыванием по отношению к главным контактам 1, 2 на время, несколько большее максимальной длительности горения дуги на этих контактах. Время прохождения тока через шунтирующий резистор с учетом времени гашения дуги на вспомогательных контактах в большинстве выключателей составляет 0,03—0,08 с. Это время существенно влияет на конструкцию шунтирующего резистора.

Включение высоковольтного выключателя осуществляется сначала Од, а потом уже вспомогательными и главными контактами (если при отключенном положении высоковольтного выключателя они были разомкнуты) либо только Од (если при отключенном положении В к контакты 1, 2 к 3, 4 были замкнуты).

Схема 4 может иметь два исполнения! а) без сопротивления rш и контактов 5, 6 и б) с сопротивлением r’ш и контактами 5, 6. Главные контакты 1,2 и вспомогательные 3, 4 размыкаются одновременно.

В первом случае дуга, образовавшаяся на контактах 1, 2, шунтирована малоомным сопротивлением rш и гаснет при первом прохождении тока через нуль. Вспомогательные контакты 3, 4 уже подготовлены к прерыванию тока. Поэтому гашение дуги на них происходит при первом же прохождении тока через нуль после погасания дуги на главных контактах. Изоляционный промежуток в отключенном положении создается Од или контактами 3, 4. Время обтекания током сопротивления rш в рассмотренном случае составляет 0,005—0,008 с.

Во втором случае дуги, образовавшиеся на контактах 1, 2 и 3, 4, шунтированы соответственно сопротивлениями rш и г'т и гаснут при первом прохождении тока через нуль. Ток, проходящий через сопротивления rш и r’ш, прерывается контактами 5, 6. Изоляционный промежуток создается Од. Во многих случаях отключения небольших токов к. з. или токов к. з. при неповышенной СВН гашение дуги происходит на контактах 3, 4 при первом переходе тока через нуль и сопротивление Гш вообще не обтекается током.

На основе этой схемы созданы выключатели для работы в особо тяжелых условиях по СВН. Особенностью таких выключателей является практически полная независимость ПВН на контактах высоковольтного выключателя при отключении к. з., в том числе и неудаленного к. з., от условий внешней цепи.

Конструкции ШР по роду установки разделяются на три группы: наружной установки, внутренней установки и для работы в средах с высокой электрической прочностью (масло, сжатый воздух, элегаз и т. п.).

По материалу ТЭ резистора ШР разделяются на две группы: линейные шунтирующие резисторы (с металлическими токоведущими элементами из проволоки или ленты) и объемные ШР (линейные или нелинейные), выполненные из специальной керамики или бетэла.

Изоляционные материалы, применяемые для шунтирующих резисторов

* При 20 °С С повышением температуры электрическая прочность уменьшается.

Сплавы, применяемые для шунтирующих резисторов

В табл. приведены характеристики отечественных металлических и изоляционных материалов, применяемых для шунтирующих резисторов.