Клапаны РОСМА представляют собой линейку высоковольтных вентильных разрядников, предназначенных для защиты электрооборудования сетей переменного тока частотой 50 и 60 Гц от коммутационных и грозовых перенапряжений. Продукция разрабатывается и производится в России, что обеспечивает ее полную адаптацию к требованиям отечественных энергосистем и стандартов, а также независимость от импортных поставок. Основное функциональное назначение – ограничение опасных перенапряжений в сетях от 6 до 750 кВ и выше, шунтирование переходных процессов на землю и защита изоляции силовых трансформаторов, реакторов, вращающихся машин и другого дорогостоящего оборудования.
Принцип действия вентильных разрядников РОСМА основан на нелинейной вольт-амперной характеристике (ВАХ) последовательного набора варисторов на основе оксида цинка (ZnO). В нормальном режиме работы сети при рабочем напряжении ток через варисторный блок ничтожно мал (единицы миллиампер) и носит емкостной характер. При возникновении перенапряжения сопротивление варисторов резко, нелинейно уменьшается на несколько порядков, что позволяет разряднику пропустить через себя импульсный ток (ток молнии или коммутационный ток), ограничив при этом напряжение на своих выводах до безопасного для защищаемого оборудования уровня – остаточного напряжения. После снятия импульса перенапряжения разрядник самостоятельно возвращается в высокоомное состояние, не требуя срабатывания каких-либо отключающих устройств.
Конструкция современных разрядников РОСМА включает следующие основные элементы:
Ассортимент клапанов РОСМА делится по нескольким ключевым признакам: номинальному напряжению, назначению, конструктивному исполнению и месту установки.
Выбор конкретного типа разрядника РОСМА осуществляется на основе анализа его технических параметров, которые должны соответствовать условиям эксплуатации в электрической сети.
| Параметр | Обозначение / Ед. изм. | Описание и значение для разных классов напряжения |
|---|---|---|
| Номинальное напряжение разрядника | Uн, кВ | Действующее значение наибольшего рабочего напряжения частоты 50 Гц, которое может быть приложено к разряднику в течение всего срока службы. Например: 6; 10; 35; 110; 220; 500. |
| Классификационное напряжение | Uкл, кВ (действ.) | Действующее значение напряжения промышленной частоты, приложенное к разряднику, при котором через него протекает ток 1-5 мА. Характеризует точку срабатывания на ВАХ. |
| Остаточное напряжение при импульсном токе 8/20 мкс | Uост.имп, кВ (ампл.) | Пиковое значение напряжения на выводах разрядника при пропускании стандартного грозового импульса тока заданной амплитуды (например, 5, 10, 20 кА). Критический параметр для защиты изоляции. |
| Остаточное напряжение при коммутационном импульсе тока | Uост.ком, кВ (ампл.) | Пиковое значение напряжения при пропускании длительного импульса тока (форма 30/60, 100/200 мкс и др.). Важно для защиты от коммутационных перенапряжений. |
| Номинаный разрядный ток (грозовой) | Iном, кА (ампл.) | Пиковое значение тока импульса 8/20 мкс, которое разрядник способен многократно пропускать без изменения характеристик. Стандартные значения: 5, 10, 20 кА. |
| Пропускная способность по току молнии | Imax, кА (ампл.) | Максимальный пиковый ток импульса 8/20 мкс, который разрядник может пропустить однократно. Превышает номинальный в 1.5-2 раза. |
| Удельная энергия поглощения | Вт·с/кВ Uкл | Способность поглощать и рассеивать тепловую энергию, выделяющуюся при срабатывании. Ключевой параметр для стойкости к коммутационным перенапряжениям. |
| Степень загрязнения | – | Определяет конструкцию внешней изоляции (длину пути утечки). Исполнения для нормальной (III) и тяжелой (IV) степени загрязнения. |
Современные разрядники РОСМА выполняются в полимерной, а не в традиционной фарфоровой оболочке, что дает ряд существенных эксплуатационных преимуществ:
Клапаны РОСМА интегрируются во все ключевые узлы энергосистем для обеспечения комплексной защиты:
Разрядники РОСМА являются ОПН (ограничителями перенапряжений нелинейными) на основе оксидно-цинковых варисторов, в то время как старые РВО/РВС использовали вилитовые диски и последовательные искровые промежутки. ОПН не имеют искровых промежутков, срабатывают быстрее, обладают лучшей защитной характеристикой (более низким и стабильным остаточным напряжением), не требуют проверки и регулировки промежутков в эксплуатации, имеют более высокую пропускную способность.
В соответствии с руководящими документами (РД 153-34.3-35.125-99) рекомендуется ежегодный визуальный осмотр и периодический контроль тока проводимости под рабочим напряжением. Для разрядников РОСМА наиболее эффективным методом является измерение полного тока и его активной составляющей (tgδ) с помощью переносных или стационарных приборов мониторинга. Резкое увеличение активной составляющей тока (более чем в 1.5-2 раза от первоначального значения) свидетельствует о старении варисторов и необходимости замены.
Это механическое устройство, встроенное в разрядник, которое срабатывает в случае катастрофического повреждения варисторного блока (теплового пробоя). При резком возрастании тока через поврежденный разрядник на промышленной частоте внутри делителя давления возникает дуга, которая прожигает мембрану. Это приводит к сбросу давления и механическому откидыванию верхней части корпуса, визуально сигнализируя о повреждении, и одновременно разрывает электрическую цепь, предотвращая КЗ на землю.
Для сети 10 кВ номинальное напряжение разрядника выбирается исходя из наибольшего рабочего напряжения сети. Для изолированной или компенсированной нейтрали (10 кВ) это 12 кВ, для сети с эффективно заземленной нейтралью – 12 или 17 кВ. Ключевым является соответствие классификационного напряжения Uкл и, главное, остаточного напряжения Uост выбранного разрядника уровню импульсной прочности защищаемого оборудования (например, электродвигателя или трансформатора).
Да, для таких условий выпускаются специальные исполнения с увеличенной длиной пути утечки (удлиненная юбка), соответствующие IV, а в некоторых случаях и IV+ степени загрязнения. Гидрофобные свойства силиконовой оболочки дополнительно повышают их стойкость в таких условиях. При проектировании необходимо указывать соответствующие условия эксплуатации.
Номинальный срок службы составляет не менее 25 лет. Фактический срок зависит от количества и энергии срабатываний, климатических условий и уровня рабочего напряжения. Основная причина старения – постепенное увеличение тока утечки варисторов под воздействием постоянной составляющей рабочего напряжения и термических циклов. Регулярный мониторинг активной составляющей тока позволяет прогнозировать остаточный ресурс.
Клапаны РОСМА представляют собой современное, технологичное и надежное решение для защиты электрооборудования всех классов напряжения от всех видов перенапряжений. Их полимерная конструкция, основанная на высококачественных оксидно-цинковых варисторах, обеспечивает превосходные защитные характеристики, безопасность, долговечность и минимальные требования к эксплуатации. Широкий модельный ряд и специализированные серии позволяют точно подобрать разрядник для защиты конкретного вида оборудования – от силовых трансформаторов сверхвысокого напряжения до генераторов и ячеек КРУЭ. Соответствие российским стандартам и условия производства в РФ делают продукцию РОСМА стратегически важным элементом в обеспечении надежности и бесперебойности работы отечественной электроэнергетики.