ДУГОГАСЯЩИЕ РЕАКТОРЫ (КАТУШКИ)
В трехфазной сети с незаземленной нейтралью при металлическом замыкании одной из фаз на землю (рис. 6, а) напряжение поврежденной фазы относительно земли падает до нуля, а на двух других становится равным линейному напряжению. В точке замыкания протекает ток, равный сумме емкостных токов неповрежденных фаз:, где 1С - ток замыкания на землю; С - емкость сети;
- угловая частота.
рис. 6. Замыкание фазы на землю в сети с изолированной нейтралью (а) и с компенсацией емкостного тока (б)
Чем протяженнее сеть, тем больше емкость и тем больше ток замыкания на землю.
Замыкание фазы на землю не изменяет симметрии линейных напряжений и не нарушает электроснабжения потребителей.
Но опасность замыкания фазы на землю состоит в том, что в месте повреждения возникает перемежающаяся заземляющая дуга, длительное горение которой при большом емкостном токе приводит к тепловому эффекту и значительной ионизации окружающего пространства, что создает благоприятные условия для возникновения междуфазных КЗ. Прерывистый характер дуги приводит к опасным перенапряжениям (до 3,2), распространяющимся по всей сети. Если при этом на отдельных участках сети изоляция окажется пониженной (например, вследствие загрязнения и увлажнения), то дуговые перенапряжения могут привести к междуфазным перекрытиям и аварийным отключениям оборудования. Но даже при отсутствии дуговых перенапряжений повышение до линейного напряжения двух фаз уже может привести к пробою дефектной изоляции.
Особенно важно ограничение токов замыкания на землю в сетях, связанных с генераторами, так как оно предотвращает развитие повреждения при появлении замыкания в обмотке генератора.
Задача эксплуатации состоит в том, чтобы уменьшить ток замыкания на землю и обеспечить быстрое погашение заземляющей дуги. Для этого нормируют значения емкостных токов, при которых возможна длительная работа сети (6-30 кВ соответственно 30-10 А емкостный ток). При превышении нормируемых значений токов в нейтраль трансформатора (или генератора) включается дугогасящий реактор (рис. 6, б), компенсирующий емкостный ток. Индуктивный ток дугогасящего реактора Iр возникает под действием напряжения смещения нейтрали.
Если наступает резонанс токов и через место замыкания на землю ток протекать не будет. Благодаря этому дуга в месте повреждения не возникает и связанные с нею опасные последствия устраняются. Дугогасящие реакторы, как правило, имеют резонансную настройку. В эксплуатации допускается настройка с перекомпенсацией, если реактивная составляющая тока замыкания на землю не более 5 А. Настройка с недокомпенсацией применяется в кабельных и воздушных сетях, если несимметрия емкостей фаз не приводит к появлению напряжения смещения нейтрали, превышающего 0,7.