Использование взрывчатых веществ в быстродействующих коммутаторах высоковольтных токоограничивающих устройств

Page 1
background image

Page 2
background image

112

о

б

о

р

у

д

о

в

а

н

и

е

оборудование

Использование 
взрывчатых веществ 
в быстродействующих 
коммутаторах 
высоковольтных 
токоограничивающих 
устройств

УДК

 537.39:543.5

Дудин

 

С

.

В

.,

 

к

.

ф

.-

м

.

н

., 

ведущий

 

научный

 

сотрудник

 

лаборатории

 

электро

-

магнитных

 

процессов

 

в

 

ударно

-

сжатых

 

средах

 

Института

 

проблем

 

химической

 

физики

 

РАН

Неделько

 

В

.

В

.,

д

.

х

.

н

., 

ведущий

 

научный

 

сотрудник

 

лаборатории

 

кинетики

 

термических

 

превращений

 

Института

 

проблем

 

химической

 

физики

 

РАН

Ларикова

 

Т

.

С

.,

научный

 

сотрудник

 

лаборатории

 

кинетики

 

термических

 

превращений

 

Института

 

проблем

 

химической

 

физики

 

РАН

Основным

 

элементом

 

современного

 

токоограничиваю

-

щего

 

устройства

предназна

 

ченного

 

для

 

работы

 

на

 

линии

 

напряжением

 

до

 110 

кВ

является

 

быстродействующий

 

взрывной

 

коммутатор

в

 

состав

 

которого

 

входят

 

различ

-

ные

 

взрывчатые

 

вещества

В

 

дежурном

 

режиме

 

взрывной

 

коммутатор

 

подвергается

 

различным

 

физическим

 

и

 

хими

-

ческим

 

воздействиям

В

 

работе

 

представлены

 

результаты

 

экспериментальных

 

исследований

 

влияния

 

эксплуатаци

-

онных

 

параметров

 (

температуры

вибрации

тер

 

молиза

на

 

взрывной

 

коммутатор

Предложена

 

методика

 

и

 

представ

-

лены

 

результаты

 

по

 

оценке

 

физической

 

и

 

химической

 

стойкости

 

различных

 

типов

 

взрывчатых

 

веществ

исполь

-

зующихся

 

в

 

быстродействующих

 

взрывных

 

коммутаторах

.

Ключевые

 

слова

:

токоограничивающее

 

устройство

взрывной

 

коммутатор

физическая

 

и

 

химическая

 

стойкость

термолиз

Keywords:

current-limiting device, explosive 
commutator, physical and chemical 
resistance, thermolysis

ВВЕДЕНИЕ

Увеличение

 

общего

 

числа

 

гене

-

рирующих

 

станций

повышение

 

их

 

мощности

а

 

также

 

увеличение

 

пропускной

 

способности

 

электри

-

ческих

 

сетей

 

и

 

рост

 

плотности

 

энергопотребления

 

ведет

 

к

 

не

-

уклонному

 

росту

 

токов

 

короткого

 

замыкания

Сохраняется

 

уверен

-

ная

 

тенденция

 

такого

 

роста

и

 

ана

-

литические

 

расчеты

 

до

 2017 

года

 

показали

что

 

в

 

полностью

 

зам

-

кнутой

 

электрической

 

сети

 

Мо

-

сковской

 

энергосистемы

 

токи

 

ко

-

роткого

 

замыкания

 

возрастают

 

до

 

120–150 

кА

В

 

связи

 

с

 

этим

 

соз

-

дание

 

надежных

 

токоограничива

-

ющих

 

устройств

 

на

 

новых

 

прин

-

ципах

 

работы

 

является

 

одной

 

из

 

основных

 

проблем

 

электроэнерге

-

тики

В

 

Объединенном

 

институте

 

высоких

 

температур

  (

ОИВТ

РАН

 

было

 

предложено

 

принципиаль

-

но

 

новое

 

устройство

 

глубокого

 

ограничения

 

токов

 

короткого

 

за

-


Page 3
background image

113

мыкания

 

на

 

напряжение

 

свыше

 

110 

кВ

реализованного

 

на

 

основе

 

специального

 

реактора

 

с

 

быстро

-

действующим

 

коммутатором

ис

-

пользующим

 

энергию

 

взрыва

 

для

 

быстрого

 

и

 

надежного

 

размыка

-

ния

 

цепи

.  

Детальная

 

конструк

-

ция

логика

 

автоматического

 

управления

 

и

 

работа

 

токоограни

-

чивающего

 

устройства

в

 

состав

 

которого

 

входит

 

взрывной

 

ком

-

мутатор

подробно

 

представлены

 

в

 

работе

 [1]. 

Эксперименталь

-

ный

 

образец

 

такого

 

устройства

 

был

 

испытан

 

и

 

показал

 

хорошие

 

результаты

 

для

 

коммутации

 

це

-

пей

 

свыше

 110  

кВ

В

 

реальных

 

условиях

 

токоограничивающее

 

устройство

в

 

состав

 

которого

 

вхо

-

дят

 

взрывные

 

коммутационные

 

элементы

должно

 

находиться

 

в

 

дежурном

 

состоянии

 

год

 

и

 

со

-

хранять

 

свою

 

работоспособность

С

 

этой

 

целью

 

и

 

была

 

проведена

 

представленная

 

эксперименталь

-

ная

 

работа

.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ

 

ЧАСТЬ

Основным

 

коммутационным

 

эле

-

ментом

 

отключения

 

является

 

быстродействующий

 

коммутатор

 

взрывного

 

типа

Разрушение

 

про

-

водника

 

в

 

таком

 

коммутаторе

 

про

-

изводится

 

продуктами

 

детонации

 

специального

 

заряда

 

мощного

 

взрывчатого

 

вещества

  (

ВВ

), 

на

-

ходящегося

 

внутри

 

шины

  (

рису

-

нок

 1).

Поскольку

 

немаловажное

 

зна

-

чение

 

имеет

 

время

 

отключения

 

тока

работа

 

специального

 

заряда

 

должна

 

обеспечить

 

быстрое

  (

не

 

более

 1 

мс

отключение

 

при

 

ко

-

ротком

 

замыкании

 

и

 

повышенную

 

электрическую

 

прочность

 

в

 

зоне

 

разрыва

 

проводника

Сечение

 

проводника

  (

порядка

 1000 

мм

2

), 

его

 

электрические

 

и

 

механиче

-

ские

 

свойства

 

должны

 

обеспечить

 

пропускание

 

номинального

 

тока

 

2000 

А

а

 

при

 

коротком

 

замыкании

 

его

 

необходимо

 

разорвать

С

 

це

-

лью

 

обеспечения

 

быстродействия

 

и

 

надежности

 

разрыва

 

предло

-

жено

 

использовать

 

взрывчатые

 

вещества

 

с

 

заданными

 

детона

-

ционными

 

свойствами

Внешний

 

вид

 

и

 

экспериментальная

 

схема

 

коммутационного

 

взрывного

 

эле

-

мента

 

представлены

 

на

 

рисун

-

ках

 2 

и

 3.

Рис

. 1. 

Взрывной

 

коммутационный

 

элемент

 

до

 (

а

и

 

после

 (

б

подрыва

б

)

а

)

Рис

. 2. 

Внешний

 

вид

 

экспериментальной

 

сборки

Рис

. 3. 

Схема

 

экспериментальной

 

сборки

 (1 — 

электродетонатор

, 2 — 

детонационный

 

шнур

, 3 — 

промежуточная

 

вставка

 

ВВ

 (

пластид

), 4 — 

блок

 

из

 

гексогена

, 5 — 

блоки

 

из

 

продукта

 

А

-1

Х

-1, 6 — 

текстолитовая

 

гильза

7 — 

стеклянная

 

гильза

, 8 — 

пробки

 

герметизирующие

изготовленные

 

из

 

эпоксидной

 

смолы

)

В

 

дежурном

 

режиме

 

по

 

шинам

 

взрывного

 

элемента

 

будет

 

проте

-

кать

 

ток

 

до

 2 

кА

 

и

 

на

 

шины

 

будет

 

воздействовать

 

вибрация

 

с

 

ча

-

стотой

 50 

Гц

Экспериментально

 

установлено

что

 

в

 

этих

 

условиях

 

шина

 

может

 

нагреваться

 

до

 

тем

-

пературы

 

не

 

более

 60 °

С

Все

 

эле

-

менты

 

взрывной

 

цепи

 (

детонатор

разводка

 

и

 

основное

 

взрывчатое

 

вещество

будут

 

находиться

 

вну

-

три

 

шины

 

и

 

подвергаться

 

тем

 

же

 

температурным

 

и

 

вибрационным

 

воздействиям

.

Кратковременное

 

повышение

 

токов

 

приведет

 

к

 

повышению

 

температуры

 

токопровода

а

 

так

 

как

 

он

 

имеет

 

достаточно

 

боль

-

шую

 

теплоемкость

 

и

 

высокую

 

теплопроводность

то

 

темпера

-

тура

 

на

 

поверхности

 

контакта

 

с

 

ВВ

 

может

 

подняться

 

очень

 

не

-

значительно

то

 

есть

 

на

 1–2 °

С

 

на

 

уровне

 60 °

С

что

 

находится

 

в

 

пределах

 

точности

 

кинетиче

-

ских

 

измерений

 

и

 

никак

 

не

 

при

-

ведет

 

к

 

заметному

 

увеличению

 

скорости

 

деструкции

.

Основной

 

элемент

 

взрывного

 

размыкателя

содержащий

 

ВВ

находится

 

в

 

прочном

 

стеклопла

-

стиковом

 

корпусе

который

 

пол

-

ностью

 

предохраняет

 

его

 

от

 

воз

-

действия

 

внешней

 

температуры

 

и

 

полностью

 

локализует

 

продукты

 

взрыва

 

при

 

его

 

срабатывании

ис

-

ключая

 

всякое

 

воздействие

 

на

 

другие

 

устройства

Для

 

подтверж

-

8

7

3

2

8

1

6

4

5

 1 (46) 2018


Page 4
background image

114

дения

 

этого

 

были

 

проведены

 

спе

-

циальные

 

испытания

Устойчивая

 

работа

 

ВВ

 

гарантируется

 

в

 

преде

-

лах

 

температурного

 

диапазона

 

от

 

–40 °

С

 

до

 +60 °

С

что

 

подтвержда

-

ется

 

паспортными

 

данными

Токоограничивающее

 

устрой

-

ство

представленное

 

в

 

работе

 [1], 

в

 

состав

 

которого

 

входит

 

быстро

-

действующий

 

взрывной

 

коммута

-

тор

управляется

 

автоматически

 

без

 

участия

 

человека

 

и

 

предусма

-

тривает

 

неоднократное

 (

три

 

раза

отключение

 

при

 

КЗ

Только

 

после

 

этого

 

требуется

 

замена

 

размы

-

кателей

Никаких

 

специальных

 

условий

 

хранения

 

взрывного

 

раз

-

мыкателя

 

не

 

требуется

Его

 

заме

-

на

 

аналогична

 

замене

 

плавкого

 

предохранителя

.

Ресурсные

 

испытания

 

экспе

-

риментальных

 

сборок

модели

-

рующих

 

внутреннюю

 

часть

 

для

 

быстродействующего

 

коммута

-

тора

 

взрывного

 

типа

показали

 

нормальную

 

работоспособность

 

после

 

кратковременного

 

воздей

-

ствия

  (

порядка

 4 

часов

вибра

-

ций

 

и

 

повышенной

 

температуры

Результаты

 

представлены

 

в

 

таб

-

лице

 1.

В

 

состав

 

быстродействующе

-

го

 

коммутатора

 

взрывного

 

типа

 

входят

 

следующие

 

элементы

детонатор

разводка

основной

 

заряд

В

 

качестве

 

инициатора

 

де

-

тонации

 

используется

 

штатный

 

электродетонатор

Разводка

 

вы

-

полнена

 

в

 

виде

 

детонационного

 

шнура

 

на

 

основе

 

ТЭНа

 

или

 

пла

-

стида

которая

 

через

 

пластидную

 

вставку

 

сопрягается

 

с

 

основным

 

зарядом

Поскольку

 

токоограни

-

чивающее

 

устройство

 

должно

 

Табл

. 1. 

Результаты

 

испытаний

Тип

 

испытания

Количество

 

экспери

 

ментов

Режимы

Результат

Контрольная

 

партия

10

Н

.

у

.

Все

 

сборки

сработали

 

штатно

Вибрации

10

F

 = 50 

Гц

,

А

 = 0,5 

мм

,

t

 = 3 × 60 

мин

Все

 

сборки

сработали

 

штатно

Термостатирование

без

 

термочехлов

,

с

 

термочехлами

T

 = 60 °C,

t

 = 240 

мин

Все

 

сборки

сработали

 

штатно

находиться

 

в

 

рабочем

 

состоянии

 

в

 

течение

 

года

 

при

 

температуре

 

до

 60 °

С

то

 

основную

 

проблему

 

представляет

 

вопрос

 

физиче

-

ской

 

и

 

химической

 

стабильности

 

всех

 

детонирующих

 

элементов

 

быстродействующего

 

взрывного

 

коммутатора

Для

 

решения

 

этой

 

задачи

 

были

 

взяты

 

три

 

образца

 

взрывчатых

 

веществ

которые

 

могут

 

входить

 

в

 

состав

 

взрывного

 

коммутатора

:

1) 

эластит

,

2) 

пластид

,

3) 

детонационный

 

шнур

.

КИНЕТИЧЕСКИЕ

 

ЗАКОНОМЕРНОСТИ

 

ТЕРМИЧЕСКОЙ

 

УСТОЙЧИВОСТИ

 

(

ТЕРМОЛИЗА

ОБРАЗЦОВ

Для

 

оценки

 

термической

 

устой

-

чивости

 

образцов

 

применен

 

тер

-

могравиметрический

 

метод

 

из

-

мерения

 

кинетики

 

потери

 

массы

 

[2–3]. 

Эксперименты

 

проведены

 

на

 

электронных

 

автоматических

 

термовесах

 

АТВ

-14-

М

 

в

 

неизо

-

термических

 

условиях

  (

линейный

 

нагрев

 

образцов

 

со

 

скоростью

4 °

С

/

мин

и

 

при

 

постоянных

 

темпе

-

ратурах

  (

изотермический

 

метод

). 

Выбор

 

данной

 

методики

 

с

 

откры

-

той

 

реакционной

 

системой

 

по

-

зволяет

 

моделировать

 

реальные

 

условия

 

эксплуатации

 

изучаемых

 

изделий

Эксперименты

 

проведе

-

ны

 

при

 

относительной

 

влажности

 

60%. 

Полагаем

что

 

влажность

 

окружающей

 

среды

 

может

 

влиять

 

на

 

измеряемую

 

скорость

 

термо

-

лиза

 

из

-

за

 

вклада

 

гидролитиче

-

ских

 

процессов

Неизотермическая

 

кинетика

 

термолиза

Данные

 

по

 

термолизу

 

образ

-

цов

 

в

 

условиях

 

линейного

 

нагрева

 

представлены

 

на

 

рисунке

 4.

Полученные

 

кинетические

 

кри

-

вые

 

свидетельствуют

 

о

 

том

что

 

образец

 

 1 

менее

 

термически

 

стабилен

 

по

 

сравнению

 

с

 

двумя

 

другими

 

образцами

Заметные

 

скорости

 

потери

 

массы

 

образцом

 

 1 

наблюдаются

 

при

 

темпера

-

турах

 

выше

 95 °

С

в

 

то

 

время

 

как

 

образцы

 

 2 

и

 

 3 

устойчивы

 

до

 

температуры

 120 °

С

В

 

тем

-

пературном

 

диапазоне

 40–60 °

С

 

происходит

 

выделение

 

летучих

 

примесей

количество

 

которых

 

находится

 

в

 

пределах

 0,3% 

от

 

на

-

чальной

 

массы

 

образца

.

Рис

. 4. 

Кинетика

 

термолиза

 

образцов

 

в

 

условиях

 

линей

-

ного

 

нагрева

 

на

 

воздухе

 

со

 

скоростью

 4 °

С

/

мин

 (

началь

-

ные

 

массы

 

образцов

 10,0–10,2 

мг

)

П

оте

ря

 

массы

, %

Температура

, °

С

8

7

6

5

4

3

2

1

0

160

1

2

3

140

120

100

80

60

40

20

0

Рис

. 5. 

Кинетика

 

термолиза

 

образца

 

 1 

на

 

воздухе

 

при

 

различных

 

температурах

 (

начальные

 

массы

 

образца

 

98–100 

мг

)

П

оте

ря

 

массы

, %

Время

ч

10

8

6

4

2

0

100 °

С

80 °

С

60 °

С

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

ОБОРУДОВАНИЕ


Page 5
background image

115

Кинетика

 

термолиза

 

при

 

постоянных

 

температурах

Поскольку

 

практический

 

ин

-

терес

 

представляют

 

низкотем

-

пературная

 

область

 

термолиза

 

и

 

малые

 

глубины

 

термических

 

превращений

 

образцов

кинетика

 

термолиза

 

изучалась

 

с

 

приме

-

нением

 

более

 

высоких

 

началь

-

ных

 

масс

 

исследуемых

 

образцов

 

при

 

сохранении

 

максимально

 

чувствительной

 

шкалы

 

прибора

В

 

этом

 

случае

 

погрешность

 

изме

-

рения

 

выбранного

 

кинетического

 

параметра

 

не

 

превышает

 5%. 

Образец

 

 1 (

эластит

)

На

 

рисунке

 5 

показаны

 

кинети

-

ческие

 

кривые

 

потери

 

массы

 

об

-

разцом

 

 1 

при

 

различных

 

темпе

-

ратурах

В

 

работе

 

употребляется

 

тер

-

мин

  «

термолиз

», 

поскольку

 

про

-

цесс

 

потери

 

массы

 

образцами

 

может

 

включать

 

выход

 

летучих

 

при

 

заданной

 

температуре

 

при

-

месей

 

и

 

отдельных

 

компонентов

 

образца

химические

 

взаимодей

-

ствия

 

между

 

компонентами

 

и

 

их

 

собственное

 

термическое

 

раз

-

ложение

Скорости

 

термолиза

 

на

 

линейных

 

участках

 

кинетических

 

кривых

 

для

 

образца

 

 1 

пред

-

ставлены

 

в

 

таблице

 2.

Как

 

и

 

в

 

неизотермических

 

экс

-

периментах

 

наблюдается

 

началь

-

ная

 

стадия

 

выхода

 

летучих

 

при

-

месей

 

из

 

образца

содержание

 

которых

 

не

 

превышает

 0,3 

масс

.%. 

Эффективная

 

энергия

 

активации

характеризующая

 

зависимость

 

скорости

 

термолиза

 

от

 

темпе

-

ратуры

равна

 26 960 

кал

/

моль

(

 125 500 

Дж

/

моль

). 

Процесс

 

Рис

. 7. 

Кинетика

 

термолиза

 

образца

 

 3 

на

 

воздухе

 

при

 

различных

 

температурах

 (

начальные

 

массы

 

образца

 

170–180 

мг

)

П

оте

ря

 

массы

, %

Время

ч

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

100 °

С

80 °

С

60 °

С

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

Рис

. 6. 

Кинетика

 

термолиза

 

образца

 

 2 

на

 

воздухе

 

при

 

различных

 

температурах

 (

начальные

 

массы

 

образца

 

170–180 

мг

)

П

оте

ря

 

массы

, %

Время

ч

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0 

0,8

0,6

0,4

0,2

0

100 °

С

80 °

С

60 °

С

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

Табл

. 2. 

Скорости

 

потери

 

массы

 

образцами

 

 1, 2 

и

 3 

в

 

процессе

 

термо

-

лиза

 

на

 

воздухе

 

в

 

открытой

 

реакционной

 

системе

 (

термогравиметрия

)

при

 

различных

 

температурах

Темпера

-

тура

, °

С

Скорость

 

потери

 

массы

, %/

ч

Образец

 

1

Образец

 

2

Образец

 

3

60

0,008

0,001

0,001

80

0,078

0,017

0,007

100

0,610

0,150

0,040

подчиняется

 

уравнению

 

Арре

-

ниуса

V

 = 10

15,42

 · exp[–26 960/

RT

] (%/

ч

), 

в

 

котором

 

R

 = 1,987 

кал

/(

моль

·

К

).

На

 

основе

 

полученных

 

актива

-

ционных

 

параметров

 

термолиза

 

выведено

 

уравнение

связываю

-

щее

 

скорость

 

и

 

температуру

 

тер

-

молиза

:

lg

 V

 (%/

ч

) = 15,42 – 5834 / 

T

,

где

 

T

 — 

температура

 

термолиза

 

в

 

градусах

 

Кельвина

.

Время

 

термолиза

соответству

-

ющее

 

потере

 

образцом

 1% 

массы

 

при

 60 °

С

1%

составляет

 125 

ч

 

(

 5,2 

суток

).

Образец

 

 2 (

пластид

)

На

 

рисунке

 6 

показаны

 

кинети

-

ческие

 

кривые

 

термолиза

 

образца

 

 2 

при

 

различных

 

температурах

 

на

 

воздухе

В

 

таблице

 2 

представ

-

лены

 

скорости

 

термолиза

 

образ

-

ца

 

 2 

на

 

воздухе

 

при

 

различных

 

температурах

измеренные

 

на

 

линейных

 

участках

 

кинетических

 

кривых

.

Эффективная

 

энергия

 

актива

-

ции

характеризующая

 

зависимость

 

скорости

 

термолиза

 

образца

 

 2 

от

 

температуры

равна

 31 800 

кал

/

моль

(

 125 500 

Дж

/

моль

). 

Рост

 

абсо

-

лютной

 

величины

 

энергии

 

актива

-

ции

 

термолиза

 

свидетельствует

 

о

 

более

 

высоком

 

температурном

 

коэффициенте

 

термолиза

 

об

-

разца

 2 

и

 

его

 

большей

 

термо

-

стойкости

 

по

 

сравнению

 

с

 

образ

-

цом

 

 1.

Процесс

 

подчиняется

 

уравне

-

нию

 

Аррениуса

:

V

 = 10

17,62

 · exp[–31 800/

RT

] (%/

ч

), 

в

 

котором

 

R

 = 1,987 

кал

/(

моль

·

К

).

 

В

 

упрощенном

 

виде

 

уравне

-

ние

связывающее

 

скорость

 

и

 

тем

-

пературу

 

термолиза

имеет

 

вид

:

lg

 V

 (%/

ч

) = 17,62 – 6880 / 

T

,

где

 

T

 — 

температура

 

термолиза

 

в

 

градусах

 

Кельвина

.

1%

 

при

 60 °

С

 

составляет

 1000 

ч

 

(

 41,6 

суток

). 

Образец

 

 3 

(

детонационный

 

шнур

)

На

 

рисунке

 7 

показаны

 

кинети

-

ческие

 

кривые

 

термолиза

 

образца

 

 3 

при

 

различных

 

температурах

 

на

 

воздухе

В

 

таблице

 2 

приведе

-

ны

 

значения

 

скоростей

 

термолиза

 

образца

 

 3 

на

 

воздухе

измерен

-

ные

 

на

 

линейных

 

участках

 

кинети

-

ческих

 

кривых

.

 1 (46) 2018


Page 6
background image

116

Эффективная

 

энергия

 

актива

-

ции

 

термолиза

 

равна

 22 850 

кал

/

моль

 (

 95 510 

Дж

/

моль

). 

Интере

-

сен

 

тот

 

факт

что

 

образцы

 

 2 

и

 3 

имеют

 

практически

 

одинаковые

 

скорости

 

термолиза

 

при

 60 °

С

од

-

нако

 

в

 

случае

 

последнего

 

процесс

 

протекает

 

с

 

более

 

низким

 

энерге

-

тическим

 

барьером

о

 

чем

 

свиде

-

тельствует

 

более

 

низкая

 

величина

 

эффективной

 

энергии

 

активации

.

Процесс

 

подчиняется

 

уравне

-

нию

 

Аррениуса

V

 = 10

12,03

 · exp[–22850 / 

RT

] (%/

ч

), 

в

 

котором

 

R

 = 1,987 

кал

/(

моль

·

К

).

В

 

упрощенном

 

виде

 

уравнение

связывающее

 

скорость

 

и

 

темпе

-

ратуру

 

термолиза

имеет

 

вид

:

lg

 V

 (%/

ч

) = 12,03 – 5000 / 

T

,

где

 

T

 — 

температура

 

термолиза

 

в

 

градусах

 

Кельвина

.

1%

 

при

 60 °

С

 

составляет

 1000 

ч

 

(

 41,6 

суток

). 

Данные

 

эксперимента

 

свиде

-

тельствуют

 

о

 

том

что

 

при

 

тем

-

пературах

превышающих

 60 °

С

скорости

 

термолиза

 

образца

 

 2 

должны

 

быть

 

выше

чем

 

у

 

образца

 

 3 (

что

 

подтверждается

 

получен

-

ными

 

данными

). 

При

 

температу

-

рах

 

ниже

 60 °

С

 

скорости

 

термо

-

лиза

 

образца

 

 2 

будут

 

заметно

 

ниже

чем

 

для

 

образца

 

 3. 

На

 

основании

 

кинетических

 

за

-

кономерностей

 

термической

 

устой

-

чивости

 

исследуемых

 

образцов

 

можно

 

сделать

 

вывод

что

 

образ

-

цы

 

 2 

и

 

 3 — 

достаточно

 

стой

-

кие

 

к

 

условиям

 

повышенной

 

тем

-

пературы

а

 

образец

 

 1 — 

менее

 

стойкий

Экспериментальное

 

мо

-

делирование

 

условий

 

длительной

 

работы

 

устройства

куда

 

входят

 

образцы

производится

 

путем

 

выбора

 

температуры

 

и

 

времени

 

выдержки

которые

 

будут

 

соот

-

ветствовать

 

условиям

 

реального

 

применения

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведены

 

испытания

 

экспери

-

ментальных

 

сборок

моделирую

-

щих

 

работу

 

быстродействующего

 

взрывного

 

коммутатора

 

в

 

условиях

 

дежурного

 

режима

 

работы

 

высо

-

ковольтного

 

токоограничивающе

-

го

 

устройства

которые

 

показали

 

нормальную

 

работоспособность

 

при

 

воздействии

 

физических

 

фак

-

торов

таких

 

как

 

повышенная

 

тем

-

пература

 

и

 

вибрация

.

Представлена

 

методика

опре

-

деляющая

 

физическую

 

и

 

химиче

-

скую

 

стойкость

 

различного

 

типа

 

взрывчатых

 

веществ

используе

-

мых

 

в

 

быстродействующих

 

взрыв

-

ных

 

коммутаторах

 

при

 

их

 

работе

 

в

 

дежурном

 

режиме

Эта

 

методи

-

ка

 

позволяет

 

оценить

 

работоспо

-

собность

 

образцов

находящихся

 

в

 

реальных

 

условиях

 

эксплуата

-

ции

 

токоограничивающего

 

устрой

-

ства

 

в

 

течение

 

времени

 

дежурно

-

го

 

режима

  (

примерно

 

один

 

год

). 

Вероятно

что

 

будут

 

разрабаты

-

ваться

 

новые

 

материалы

 

и

 

взрыв

-

чатые

 

вещества

которые

 

могут

 

более

 

эффективно

 

использовать

-

ся

 

в

 

данных

 

устройствах

Но

 

про

-

блема

 

их

 

физической

 

и

 

химиче

-

ской

 

стойкости

 

будет

 

оставаться

И

 

поэтому

 

для

 

новых

 

материалов

которые

 

будут

 

применяться

 

в

 

бы

-

стродействующих

 

взрывных

 

ком

-

мутаторах

проектируемых

 

высо

-

ковольтных

 

токоограничивающих

 

устройств

необходимо

 

оценивать

 

физическую

 

и

 

химическую

 

стой

-

кость

 

по

 

предлагаемой

 

методике

которая

 

прогнозирует

 

поведение

 

новых

 

материалов

 

в

 

конкретных

 

условиях

 

эксплуатации

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Шурупов

 

А

.

В

., 

Козлов

 

А

.

В

., 

Фортов

 

В

.

Е

., 

Бердников

 

Р

.

Н

., 

Шакарян

 

Ю

.

Г

., 

Сон

 

Э

.

Е

Токоограничители

 

на

 

основе

 

быстродействующих

 

коммутаторов

Опыт

 

создания

 

то

-

коограничивающего

 

устройства

 

на

 

напряжение

 220 

кВ

 

// 

Энергия

 

единой

 

сети

, 2013, 

 2(7). 

С

. 54–65.

2. 

Гальперин

 

Л

.

Н

., 

Колесов

 

Ю

.

Р

., 

Зеленов

 

Н

.

А

Автомати

-

ческие

 

весы

 

с

 

магнитоэлектрическим

 

компенсатором

 

веса

 // 

Измерительная

 

техника

, 1971, 

 4. 

С

. 23–25. 

3. 

Уэндландт

 

У

Термические

 

методы

 

анализа

М

.: 

Мир

1978.

REFERENCES

1.  Shurupov A.V., Kozlov A.V., Fortov V.E., Berdnikov R.N., 

Shakaryan Yu.G., Son E.E. Current limiters based on 
high-speed switches. The experience of creating a cur-
rent-limiting device for 220 kV // Energy of a uni

 ed  net-

work, 2013, No. 2 (7). Pp. 54–65.

2.  Galperin L.N., Kolesov Yu.R., Zelenov N.A. Automatic 

balance with a magnetoelectric weight compensator // 
Measuring Technique, 1971, No. 4. Pp. 23–25.

3.  Wendland W. Thermal methods of analysis. M.: Mir, 1978.

ОБОРУДОВАНИЕ

Издательство

 

журнала

 «

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

Передача

 

и

 

распределение

»

выпустило

 

книгу

 

академика

 

РАЕН

профессора

 

В

А

НЕПОМНЯЩЕГО

Тираж

 

книги

 5000 

экз

., 

объем

 196 

с

., 

формат

 170

х

235 

мм

По

 

вопросам

 

приобретения

 

издания

 

обращайтесь

по

 

многоканальному

 

телефону

 +7 (495) 645-12-41 

или

 

по

 e-mail: info@eepir.ru

В

 

монографии

 

исследована

 

надежность

 

оборудования

 

элек

 

тростанций

 

и

 

электрических

 

сетей

 

напряжением

 

1150–10(6) 

кВ

разработана

 

методика

 

сбора

 

и

 

статисти

-

ческой

 

обработки

 

информации

 

о

 

надежности

 

оборудо

-

вания

На

 

основе

 

статистических

 

данных

 

и

 

расчетов

 

определены

 

основные

 

параметры

 

надежности

 

и

 

ди

-

намика

 

их

 

изменения

 

в

   

процессе

 

эксплуатации

Вы

-

явлены

 

статистические

 

законы

 

распределения

 

отказов

 

и

 

времени

 

восстановления

 

элементов

 

энергосистем

Проведено

 

их

 

сравнение

 

с

 

зарубежными

 

данными

.


Читать онлайн

Основным элементом современного токоограничивающего устройства, предназначенного для работы на линии c напряжением до 110 кВ, является быстродействующий взрывной коммутатор, в состав которого входят различные взрывчатые вещества. В дежурном режиме взрывной коммутатор подвергается различным физическим и химическим воздействиям. В работе представлены результаты экспериментальных исследований влияния эксплуатационных параметров (температуры, вибрации, термолиза) на взрывной коммутатор. Предложена методика и представлены результаты по оценке физической и химической стойкости различных типов взрывчатых веществ, использующихся в быстродействующих взрывных коммутаторах.

Поделиться:

«ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ. Передача и распределение»