Защита устройств электрической тяги ограничителями перенапряжений
Для защиты вентильных обмоток тяговых трансформаторов, диодов и тиристоров выпрямительных и выпрямительно-инверторных преобразователей тяговых подстанций постоянного тока от коммутационных перенапряжений изоляции разработаны и серийно выпускаются АООТ «НИИЭК» ограничители типа ОПН-ЗУХЛ1 и ОПН-1,5УХЛ1.
Для работы в более сложных условиях существуют ограничители ОПН-3,301, подключаемые к фидерам контактной сети. Они рассчитаны на ограничение мощных коммутационных перенапряжений, возникающих при отключениях быстродействующими выключателями токов короткого замыкания и способны коммутировать треугольные импульсы тока амплитудой до 2000 А. Помимо фидеров тяговых подстанций, такие ОПН устанавливаются на постах секционирования.
Исследования ВНИИЖТ показали, что определяющим фактором при выборе пропускной способности ОПН является энергия коммутационных перенапряжений, возникающих при переключениях устройств параллельной компенсации реактивной мощности, которая намного выше энергии атмосферных перенапряжений.
В результате проведенных исследований были сконструированы ограничители типа ОПН-27,5УХЛ 1. Они предназначены для замены устаревших разрядников и устанавливаются вместо вентильных разрядников типа РВ-25 и РВМ-35 в распределительных устройствах тяговых подстанций и на автотрансформаторных пунктах; трубчатых — РТФ, РТ, РТВ-35 на фидерах контактной сети, постах секционирования, пунктах параллельного соединения, а также в КТП-2/25, КТП-400/25; для защиты от перенапряжений пунктов группировки переключателей на станциях стыкования.
Применение ОПН на контактной сети позволяет повысить надежность изоляции контактной сети за счет снижения уровня грозовых перенапряжений, исключить срабатывания фидерных выключателей тяговых подстанций и постов секционирования при грозовых воздействиях и снизить расходы на их обслуживание; сократить эксплуатационные расходы на обслуживание ОПН по сравнению с роговыми и трубчатыми разрядниками на 85—90%.
Ввиду того что не исключена возможность повреждения ОПН (например, током прямого удара молнии, превышающим пропускную способность ОПН), контактная сеть может оказаться заземленной через поврежденный ограничитель. В силу этого пока не накопится опыт эксплуатации и не будут собраны достаточные данные о вероятности повреждений, подключение ОПН к контактной сети производится через роговый разрядник с одним разрывом, замкнутым медной проволокой диаметром 1,4 мм. Величина зазора между роговыми электродами составляет 10—12 мм на постоянном токе и 80—85 мм на переменном токе.
В случае повреждения ограничителя проволока сгорает, и он отключается от контактной сети. При повторном включении контактная сеть остается в рабочем состоянии. Роговый разрядник продолжает осуществлять свои функции по защите, а поврежденный ограничитель выявляется при первом осмотре контактной сети.