РТНМ-6 (разрядник тиритовый наружный модернизированный 6 кВ)

1

1

1

1

1

6

6

6

6

6

6

6

0

0

0

0

0

0

путешествие в прошлое

Уважаемые

коллеги

!

Редакция

журнала

продолжает

цикл

статей

, 

посвященных

Открытым

фондам

Политехнического

музея

. 

Данные

статьи

представляют

результаты

исследовательской

работы

, 

выполняемой

студентами

Национального

исследовательского

университета

 «

МЭИ

».

ÐÒÍÌ-6

 (ðàçðÿäíèê òèðèòîâûé 

íàðóæíûé ìîäåðíèçèðîâàííûé 6 êÂ)

Г

енерация,  распределение  и  потребле-

ние электроэнергии — это процесс, не-

разрывный  во  времени,  что  является 

одной из ключевых особенностей элек-

троэнергетики.  При  этом  конструкция  различ-

ных  элементов,  места  их  установки,  режимы 

работы и экономические оценки не позволяют 

обеспечить  абсолютную  безаварийность  и  за-

щищенность  от  влияния  внешних  факторов. 

Так,  одним  из  опаснейших  явлений  являются 

перенапряжения.

Согласно [1], перенапряжение — это резкое 

увеличение напряжения, которое по своему зна-

чению становится больше определенной допу-

стимой отметки. Оно может быть вызвано раз-

личными  природными  явлениями  (например, 

ударом молнии) — такое перенапряжение назы-

вается внешним. Однако, если в электрической 

цепи  происходят  аварии  или  же  переходные 

процессы, тогда такое перенапряжение называ-

ется внутренним.

Для  защиты  от  таких  нежелательных  по-

следствий  были  разработаны  разрядники.  До 

1900-х  годов  их  прототипом  служили  стержне-

вые молниеотводы зданий, заземленные тросы, 

а также имелась и наиболее совершенная кон-

струкция, служащая для защиты от природных 

явлений — искровой промежуток с напряжени-

ем  пробоя  ниже,  чем  параметры  изоляции  за-

щищаемого оборудования. 

Однако уже в 1908 году был изобретен пер-

вый вентильный разрядник, состоящий из мно-

гократного искрового промежутка, где дуга гасла 

благодаря уменьшению тока с помощью допол-

Экскурсия по музею

Электроэнергетика

 — 

это

основа

системы

жизнеобеспечения

любого

государства

. 

Бесперебойность

работы

электроэнергетического

комплекса

и

качество

электроэнергии

влияют

на

безопасность

, 

экономичность

и

производительность

электроприем

-

ников

потребителей

. 

В

связи

с

этим

защита

электротехнического

оборудо

-

вания

от

возможных

аварийных

режи

-

мов

является

важной

задачей

, 

реше

-

нием

которой

энергетики

занимаются

непрерывно

. 

Для

предотвращения

аварийного

режима

и

защиты

электри

-

ческих

сетей

от

перенапряжений

раз

-

рабатывалось

множество

защитных

устройств

, 

часть

из

которых

имели

ми

-

нимальные

конструктивные

различия

, 

а

часть

претерпела

ряд

изменений

. 

Данная

статья

посвящена

одному

из

таких

средств

защиты

 — 

РТНМ

-6, 

кото

-

рый

на

момент

создания

превосходил

свои

аналоги

по

ряду

характеристик

.

Чесноков

Д

.

К

.,  

студент 4 курса кафедры ЭЭС Института электроэнергетики НИУ «МЭИ»

1

1

1

1

1

6

6

6

6

6

6

1

1

1

1

1

нительного  сопротивления,  которое  включалось  по-

следовательно с искровым промежутком [2]. 

В интервале с 1920-х до 1970-х годов шло бурное 

развитие  вентильных  разрядников,  совершенство-

вание конструкции и исследование различных мате-

риалов для их изготовления. К 1935 году советскими 

учеными был создан вентильный разрядник на осно-

ве тирита. С принципом работы и конструкцией такого 

устройства можно ознакомиться в [3].

Следующим этапом стало изобретение трубчатого 

разрядника,  в  котором  гашение  электрической  дуги 

происходило  благодаря  сильному  газовому  продуву 

(аналогично стреляющим предохранителям), который 

возникал  из-за  разложения  материала,  входящего 

в конструкцию разрядника. Патент на подобный вид 

разрядника  принадлежит  отечественным  ученым, 

получившим  его  в  1990-е  годы  [4].  Данный  вид  раз-

рядников  получил  широкое  распространение  благо-

даря  высокой  технологичности  и  малой  стоимости 

производства, однако имел массу недостатков: крутая 

вольт-амперная характеристика, наличие предельных 

отключающих токов (токов, которые способна выдер-

жать установка без разрушения и потери своих перво-

начальных свойств), осложняющих эксплуатацию. 

На данный момент в Российской Федерации пре-

кращен выпуск вентильных разрядников, но их повсе-

местное замещение более продвинутыми средствами 

защиты еще не завершено. Вследствие этого многие 

вентильные разрядники уже вышли за пределы свое-

го нормативного срока службы, однако проверенная 

временем конструкция состоит из тех же элементов: 

искровых промежутков и резисторов, способных ме-

нять свое сопротивление в зависимости от приложен-

ного  напряжения  (нелинейных  резисторов).  За  все 

время существования в конструкцию вносились лишь 

изменения, связанные с нелинейными резисторами – 

применяли более совершенные материалы и улучша-

ли массогабаритные показатели. 

В РТНМ-6 (разрядник тиритовый наружный модер-

низированный 6 кВ) (рисунок 1) в качестве нелинейно-

го резистора использовались тиритовые диски, проис-

хождение которых имеет интересную история.

Рис

. 1. 

Разрядник

тиритовый

РТНМ

-6 

на

 6 

кВ

из

фондов

Политехнического

музея

© 

Фото

собственного

корреспондента

журнала

 «

ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ

. 

Передача

и

распределение

»

№

 1 (58) 2020

162

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

6

6

6

6

6

6

6

6

2

2

2

2

2

2

2

2

составляет  1  т/см

2

.  После  этого  остается  высушить 

диски для удаления влаги и подвергнуть обжигу в спе-

циальных печах.

В  военные  годы  советские  разработки  в  области 

энергетики  немного  сбавили  свой  темп,  однако  за-

тем  сделали  резкий  скачок  вперед.  В  послевоенное 

время  резко  возрос  спрос  на  электроэнергию  из-за 

бурно развивающейся промышленности: появлялись 

новые заводы, восстанавливалось разрушенное про-

изводство. Благодаря вентильным разрядникам уда-

лось избежать множества аварий. Все это вкупе дало 

толчок  для  развития  науки  в  энергетической  сфере, 

поэтому на смену тириту в скором времени пришли 

более совершенные материалы, но даже в нынешнее 

время еще можно увидеть тиритовые разрядники. 

В настоящее время разрядники распространились 

повсеместно, появилось множество типов, различных 

по характеристикам, свойствам, конструкции и с раз-

ными принципами действия: газовые, трубчатые (воз-

душные), магнитовентильные и другие. В современ-

ных  вентильных  разрядниках  используют  отчасти 

знакомые  читателю  материалы:  вилит  или  тервит. 

Конструкция хоть и претерпела некоторые изменения, 

но принцип работы остался все тем же, и их примене-

ние актуально и по сей день.  

ЛИТЕРАТУРА

1.  Сиротинский Л.И. Перенапряжения и защита от перена-

пряжений в электрических установках. М., Л.: Энергоиз-

дат, 1933. 528 с.

2.  Шухардин С.В., Ламан Н.К. Техника в ее историческом 

развитии. М.: Наука, 1982. 510 с.

3.  Тиритовый разрядник: а. с. 57198 СССР: МКИ H 01 T 1/16 /

М.А. Бабиков, (СССР). № 57198; заявл. 31.04.39; опубл. 

10.10.91.

4.  Трубчатый разрядник: а. с. 1640763 СССР: МКИ H 01 T 

1/10  /  И.У.  Никоненко  (СССР).  –  №  4425284/07;  заявл. 

11.04.88; опубл. 07.04.91, Бюл. № 13. 3 с.

5.  Скоблина  С.И.,  Соколов  Н.Н.  Тирит  //  Электричество, 

1937, № 8. С. 17. 

Открытие  тирита  принадлежит  Карлоу  Бойеру 

Мак-Экрону  (17  ноября  1889  года  в  Хоосик-Фоллс, 

Нью-Йорк —24 января 1954 года в Питсфилде, штат 

Массачусетс),  который  в  1931  году  смог  изготовить 

в лаборатории материал под названием тирит. Карлоу 

Бойер был американским инженером, известным сво-

им вкладом в высоковольтную технику. В 1949 году он 

получил медаль Эдисона за «продвижение электро-

техники в области молнии и других явлений высокого 

напряжения». 

В СССР в то время также шла работа по разработке 

материалов для разрядников, и идею американского 

инженера оценили по достоинству. Работу над тири-

товыми разрядниками поручили ВЭИ (Всероссийский 

Электротехнический институт) в 1934 году, а уже че-

рез несколько лет, в 1937 году, завод «Пролетарий» 

приступил к серийному производству разрядника. 

На рисунке 2 представлен РТНМ-6 в разрезе, где 

можно видеть искровой промежуток (1), который опи-

рается на столбик тиритовых дисков (2) и пружину (3). 

Для установки разрядника нужно вскрыть его дно (4), 

удалить  картонную  прокладку  и  картонный  цилиндр 

(находящиеся  снизу).  Сам  же  корпус  изготавливает-

ся из фарфора, керамики (или другого изоляционного 

материала),  также  в  верхней  части  можно  заметить 

крепление, для подвески на опору ЛЭП.

Тиритовые  разрядники  выпускались  типов  РТН 

(разрядник  тиритовый  наружный),  РТНМ  (разрядник 

тиритовый  наружный  модернизированный)  и  РЗСН 

(разрядник с зависимым сопротивлением наружный). 

Небольшой модельный ряд обусловлен тем, что тирит 

довольно сложен в производстве и при его изготовле-

нии приходится учитывать множество особенностей.

Тирит  является  веществом,  в  основе  которого 

лежит соединение кремния и углерода. Важно отме-

тить,  что  это  полупроводниковый  материал,  вольт-

амперная  характеристика  по  напряжению  которого 

нелинейна.

В процессе производства тирита, используя опре-

деленные  компоненты,  можно  получить  вилит,  кото-

рый также является основной для создания разряд-

ников.

Диски  являются  главной  частью  разрядника  и  от 

материала  дисков  —  тирита  —  разрядники  и  полу-

чили  свое  название.  Гашение  дуги  происходит  при 

токе  около  28  А,  пропускаемые  при  напряжениях 

токи — порядка 1000–1500 А. Сопротивление каждо-

го отдельного диска при 1 В равно 10

5

–10

6

 Ом, а при 

3–4 кВ оно падает до нескольких Ом. 

Обращаясь  к  [5],  можно  найти  состав  тирита. 

Это  —  глина  и  карборунд,  составляющие  96%  его 

массы и 4% графита. Для изготовления дисков в спе-

циальные  формы,  сделанные  из  гипса,  заливают 

жидкую  массу,  являющуюся  смесью  вышеприведен-

ных компонентов и воды. После просушки до 25–30% 

влажности эту массу выкладывают на алюминиевые 

листы  и  досушивают  до  10%  влажности.  После  вы-

сыхания массу крошат в порошок и просеивают через 

мелкое сито (200 отверстий на 1 см

2

). А уже в самом 

конце  из  полученного  порошка  прессуются  образцы 

в виде дисков диаметром 153 мм и высотой 19 мм при 

помощи  гидравлического  пресса,  давление  которого 

ПУТЕШЕСТВИЕ

В ПРОШЛОЕ

Рис

. 2. 

Тиритовый

разрядник

РТНМ

-6 

в

разрезе