Отечественной промышленностью выпус­каются специальные помехоподавляющие конденсаторы типа КЗ. Эти конденсаторы имеют собственную индуктивность меньше 50∙10^-9 Гн.

Таблица 10.2. Основные типы фильтров и оценки вносимого затухания

Эквивалентная схема фильтра	Наименование фильтра и коэффициент подавления помех
	Емкостной фильтр при
	Индуктивный фильтр при
	Г-образный CL-фильтр при
	П-образный CL-фильтр при
	Т-образный LC-фильтр при

Однако в ряде случаев ввиду недостаточно широкой номенклатуры кон­денсаторов типа КЗ, а также из-за ограни­чений по массе и габаритам приходится применять обычные конденсаторы. Из них для фильтрации помехонесущих сетей реко­мендуется применять конденсаторы типов КСО и КБГ и др.

Если обычные конденсаторы применя­ются в цепи переменного тока, то необхо­димо учитывать, что их номинальное рабо­чее напряжение указано только для посто­янного тока. Применение конденсаторов типа КЗ и обычных конденсаторов ограни­ченно частотами 10-20 МГц. При более высоких частотах их использование, как правило, малоэффективно. Схемы некото­рых фильтров и формулы для определения коэффициента подавления помех приве­дены в табл. 10.2.

Для подавления помех в области частот выше 10-20 МГц рекомендуется приме­нять проходные конденсаторы. Эти кон­денсаторы (например, типа КБП) имеют ряд особенностей, на которых следует остановиться подробнее.

Проходной конденсатор по конструкции существенно отличается от обычного. Токо­несущий стержень проходит сквозь корпус конденсатора и изолируется от него при помощи фарфоровых или стеклянных изо­ляторов. Один торец секции припаян к токо­несущему стержню, а другой по всему пери­метру — к корпусу, который является одним из выводов конденсатора. Для характерис­тики проходного конденсатора вводится параметр, равный отношению выходного напряжения (при отсутствии нагрузки на выходе) к входному току и, следовательно, имеющий размерность сопротивления.

Помехоподавляющие свойства проход­ного конденсатора очень существенно зависят от его размещения и способа креп­ления. Проходной конденсатор размещают ток, чтобы входная и выходная цепи были эффективно экранированы, он должен устанавливаться на плоскости экрана, раз­деляющего входную и выходную цепи (рис. 10.13).

Высокие помехоподавляющие свойства проходного конденсатора в области частот выше рабочей могут быть достигнуты только при правильном его креплении, т.е. при линейном или многоточечном контакте его корпуса с экраном по всему периметру корпуса. Для крепления к экрану на корпусе проходного конденсатора имеется фланец, резьба или скоба. Проходные конденсаторы предназначены для работы в цепях постоян­ного или переменного тока промышленной частоты. Конденсаторы с креплением на резьбе выпускаются на рабочий ток до 10 А и номинальные напряжения постоянного тока 126, 250 и 500 В, что соответствует 50, 127 и 220 В переменного тока, их номиналь­ные емкости находятся в пределах 0,022-0,1 мкФ. Конденсаторы с креплением флан­цем и скобой выпускаются на номинальные напряжения 125-1600 В постоянного тока, что соответствует 50-500 В переменного тока, на рабочий ток 20, 40 и 70 А и емко­стью 0,022-2,0 мкФ. В зависимости от номинального напряжения и емкости кор­пус конденсаторов типа КБП имеет диаметр 14-40 мм и длину 55-126 мм.

---

Помехоподавляющие катушки индуктивностей могут использоваться как в качестве самостоятельных устройств филь­трации, так и в виде составных частей фильтра. Они устанавливаются непосред­ственно на источнике помех или вблизи него и в фильтрах нижних частот включа­ются последовательно в провод, по кото­рому распространяются помехи. Качеством катушки в значительной степени определя­ются достоинства фильтра.

Правильно Неправильно

Рис. 10.13. Примеры установки проходного конденсатора

Характерной особенностью работы кату­шек индуктивностей защитных фильтров является то, что они должны обладать дос­таточно большим сопротивлением в широ­ком диапазоне частот. Однако для выполне­ния этого требования на низких частотах необходимо делать катушки со значитель­ной индуктивностью и большим числом витков, в результате чего возрастает собст­венная емкость катушек, уменьшающая их сопротивление на высоких частотах. Приме­нение секционированных обмоток в катуш­ках снижает их собственную емкость, но уменьшает и индуктивность. Таким обра­зом, следует искать компромиссное реше­ние. Во избежание потерь надо стремиться к тому, чтобы активное сопротивление катушки было минимальным.

При конструировании катушек для фильтров следует стремиться к сокраще­нию габаритов катушки, к обеспечению большей поверхности охлаждения для огра­ничения нагрева, к уменьшению расхода цветных материалов. В некоторых случаях осуществляется экранирование катушек. Обычно собственная частота катушки под­бирается равной средней частоте защищае­мого диапазона. При этом удается добиться того, что полное сопротивление катушки не выходит за пределы допустимого значения. Чтобы частотная характеристика фильтра была по возможности равномерной в тре­буемом диапазоне частот, не следует при­менять больших индуктивностей. Как пра­вило, индуктивность катушек не должна превышать 500 мкГн, при этом их конст­рукцию разрабатывают таким образом, чтобы собственная емкость не превышала 100 пФ.

В качестве помехоподавляющих могут применяться любые катушки, имеющие необходимые частотные характеристики полного сопротивления. Катушка может быть как с ферромагнитным сердечником (дросселем), так и без него. В качестве материала для сердечника рекомендуется сталь ВЧ-2, магнитная проницаемость которой остается высокой и в области высоких частот. Для обеспечения требуе­мой проницаемости на высоких частотах при небольших протекающих по дросселю токах рекомендуется в качестве сердечника использовать ферриты, которые позволяют существенно уменьшать число витков и габариты дросселя.

Эффективность фильтров зависит от их конструкций и от монтажа элементов. При конструировании фильтра и монтаже помехоподавляющих элементов необходимо учитывать следующие рекомендации:

---

• фильтр необходимо экранировать (это требование не является обязательным для емкостных фильтров, выполненных на обычных конденсаторах). Обычно экраном для фильтра служит его корпус;

• входные и выходные провода должны вводиться в корпус фильтра с противопо­ложных сторон, а вне корпуса проходить как можно дальше друг от друга. Если у входных или выходных проводов имеется экранирующая оплетка, то она должна иметь надежный контакт с корпусом филь­тра по всему периметру отверстия для ввода провода;

• большое внимание нужно уделять экранированию входных и выходных цепей фильтра, включая входной и выходной кон­денсаторы, особенно если эти конденса­торы являются проходными и расположены на входе и выходе многозвенного высоко­эффективного фильтра. В многозвенном фильтре экранирование друг от друга сред­них звеньев цепи электропитания не обяза­тельно;

• избегать расположения элементов фильтра на съемных частях его корпуса;

• размещать проходной конденсатор следует так, как это описано выше;

• обычные и защитные конденсаторы типа КЗ рекомендуется монтировать так называемым проходным способом, т.е. при­соединять помехонесущий провод непос­редственно к выводу конденсатора. Если корпус конденсатора служит одним из его выводов, то крепление корпуса конденса­тора на шасси или на корпусе фильтра должно обеспечить надежный контакт. Для этого корпус или шасси фильтра в месте крепления корпуса конденсатора должен иметь луженую или оцинкованную поверх­ность. Если один из выводов конденсатора должен быть соединен с шасси или корпу­сом фильтра, то это соединение должно быть выполнено возможно более коротким проводом (не длиннее 15 мм). Провод лучше всего припаивать к шасси. При невозможности соединения вывода конден­сатора с корпусом фильтра столь коротким проводом это соединение рекомендуется осуществлять с помощью шик;

• нельзя использовать выводы конден­сатора для его механического крепления;

• конденсаторы, которые при отключе­нии аппаратуры от сети питания могут остаться заряженными, должны иметь раз­рядные резисторы, через которые конденса­торы должны разрядиться не позднее, чем через 10 с после выключения аппаратуры;

• в случае применения неэкранированных дросселей необходимо правильно рас­полагать их относительно конденсаторов и подключенных к ним проводов.

Для подавления помех в диапазонах УВЧ и СВЧ обычно применяют ненастраиваемые фильтры низких частот. По конструкции защитные фильтры СВЧ обычно коаксиаль­ные, а по принципу действия поглощаю­щие. Важное место в проектировании таких фильтров занимает выбор поглощающего материала и расстояний между его части­цами в спрессованном виде, так как для этих целей в большинстве случаев исполь­зуются порошковые магнитные сплавы, состоящие из металлических частиц, пок­рытых оксидной или фосфатной пленкой. Частицы распределены в связующем вещес­тве типа эпоксидной смолы. Изменяя рас­стояние между частицами, можно изменять распределение вихревых токов, а следова­тельно, и затухание фильтра. Выбор пара­метров конденсаторов и дросселей, приме­няемых как в качестве элементов фильтра, так и элементов помехоподавления, произ­водится на основании расчета фильтра. Однако произвести точно этот расчет в подавляющем большинстве случаев затруд­нительно, так как необходимые для расчета параметры эквивалентной схемы могут быть неизвестны. Поэтому окончательный выбор параметров дросселей и конденсато­ре рекомендуется производить после экс­периментальной проверки при нормальном функционировании измерительной аппара­туры и системы экранирования.

---

Защита неэкранированных цепей, выхо­дящих за пределы здания. Удар молнии в ПС и протекание тока молнии через заземлитель вызывает повышение потенциала заземлителя, приблизительно равного про­изведению тока на сопротивление заземлителя.

Если сопротивление заземлителя сос­тавляет (или превышает) 1 Ом, то потен­циал легко может достичь нескольких десятков и даже сотен киловольт.

Повышение потенциала присутствует и за пределами контура заземления, где он снижается обратно пропорционально рас­стоянию (на расстояниях больше удвоен­ного значения характерного размера зазем­лителя).

Повышение потенциала может пред­ставлять опасность для кабелей, приходя­щих на подстанцию и проложенных в земле.

Часть кабеля, попадающая на террито­рию подстанции, должна иметь изоляцию высокой прочности (напряжение пробоя изоляции должно быть не менее десятков киловольт). Длина этого участка зависит от удельного сопротивления грунта, формы и сопротивления заземлителя и требуемой степени защиты; обычно длина рассматри­ваемого отрезка составляет от 50 до 300 м, а для очень больших электростанций может достигать 1 км.

Конструкция разделительных трансфор­маторов (или специального оборудования, например телефонных усилителей) также должна предусматривать подобные пере­грузки по напряжению. Однако создание материалов с электрической прочностью более 20 кВ (на частоте 50 Гц) или 50 кВ (при импульсном воздействии) представ­ляет определенные сложности вследствие наличия утечек по поверхности. Более того, данное оборудование всегда должно располагаться внутри здания или оборудоваться нагревательными элементами для предотвращения образования конденсата.

Разрядники для защиты от грозовых перенапряжений с высоким напряжением срабатывания (например, 40 кВ) устанавли­ваются по синфазной схеме на кабельной стороне разделительного трансформатора для предохранения от перенапряжений. Данная защита может представлять собой простой воздушный промежуток между жилами и землей или между центральной отпайкой разделительного трансформатора и землей.

Газонаполненные разрядники или варисторы с нормальным остающимся напряжением (например, 90 или 230 В) устанавливаются по противофазной схеме между центральной отпайкой трансформа­тора и выводами оборудования на той же стороне трансформатора для защиты их обмоток и для ограничения напряжения между проводниками.

Устройства защиты от перенапряжений с напряжениями срабатывания, сравни­мыми с уровнем прочности изоляции обыч­ного кабеля (например, кабеля связи), или реакторы устанавливаются по синфазной схеме в месте соединения обычного и спе­циального кабелей.

В добавление к указанным мерам можно рекомендовать установку предохра­нителей между разделительным трансфор­матором и кабелем, поскольку в отсутствие подобной зашиты при срабатывании раз­рядника вынос повышенного потенциала за пределы хорошо защищенной установки может вызвать серьезные повреждения в других кабелях.

---

Для достижения максимальной эффек­тивности предохранители должны иметь длину не менее 10 см для снижения вероят­ности поддержания электрической дуги. (В действительности опыт показал, что при одновременном протекании токов больше нескольких сотен ампер и повышении напряжения больше 50 кВ, установка пре­дохранителей становится неэффективной).

Недостатком последнего способа явля­ется разрыв цепи при перегорании предо­хранителя, что для некоторых приборов может оказаться недопустимым На рис. 10.14 приведен пример уста­новки, выполненной в соответствии с при­веденными выше рекомендациями.

Следует отметить, что все указанные требования относятся к неэкранированным кабелям или к кабелям, не имеющим гарантированно целого экрана (экрана, обладающего достаточной проводимостью), пример - телефонный кабель общего пользования.

Большинство используемых различными устройствами кабелей имеют экраны с высокой пропускной способностью по току.

Рис. 10.14. Пример схемы зашиты кабеля связи, выходящего за пределы ПС

В этом случае коэффициент экранирования обычно достаточен для того, чтобы можно было использовать обычные разделитель­ные трансформаторы, рассчитанные на средний уровень напряжений (например, 6 кВ), без дополнительной защиты.

10.4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЗАЗЕМЛЕНИЙ НА ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ

Все материалы, рассмотренные в гл. 2 и §10.2 без каких-либо ограничений могут применяться по отношению к электростан­циям.

Способы выполнения заземления. Как и на ПС высокого напряжения, контур заземления электрических станций служит для выполнения нескольких функций, среди которых основными являются ограничение напряжения прикосновения и шагового напряжения, способность восприятия токов КЗ и достижение хорошей ЭМС.

Несмотря на то, что указанные цели сильно взаимосвязаны, здесь мы будем рас­сматривать функцию обеспечения ЭМС, не затрагивая требования электробезопасности, регулируемые существующими нацио­нальными и международными нормами.

В частности, поперечное сечение зазем­ляющих проводников вблизи электрообо­рудования высокого напряжения определя­ется уровнем токов КЗ на стороне высокого напряжения, при этом требуемое значение сечения медных проводников может превы­сить 1000 мм².

Для обеспечения ЭМС достаточными являются сечения 100 мм² при использова­нии стальных полос (прутков) или 70 мм² Для медных проводов.

Наружный заземлитель должен распо­лагаться на всей площади электростанции. Шаг сетки зависит от установленного обо­рудования. Наружный контур заземления обычно проектируется в виде замкнутого кольца, прокладываемого вокруг каждого здания на глубине от 0,5 до 1 м.

Заземляющие проводники в фундаменте прокладываются в самом нижнем слое бетона каждого здания с шагом сетки не более 10 м.

---

Смотрите также файлы

• Санитарлы-қорғаныс аймақты анықтау және зиянды қоспалардың атмосферада сейілуін есептеу.docx

• шпоры саясаттану.docx

• все формулы вышмат.doc

• Алгебра 1 семестр.pdf

• ЭОиУП A416 5В070200 каз Тузелбаев.pdf