Текст
                    

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР ОТДЕЛ СВЯЗИ II ТЕЛЕМЕХАНИКИ ВРЕМЕННЫЕ РУКОВОДЯЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ, ПРОВЕРКЕ И НАСТРОЙКЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ЗАГРАДИТЕЛЕЙ ВЗ-600-0,25; ВЗ-1000-0,6 И ВЗ-2000-1,2 «ЭНЕРГИЯ» МОСКВА 1Э67
Составлено Бюро технической информации ОРГРЭС УДК 621.3.052.63.001.24.004,5(083.96) Авторы: инж. М. А. КАЛЬМАНОВИЧ, канд. техн, наук Г. В. МИКУЦКИИ. Редактор инж. /И. П. РАТНЕР содержание Введение........................................... 3 I. Расчет различных схем настройки............... 6 1. Одночастотная резонансная настройка . 6 2. Одночастотная притупленная настройка ... 9 3. Двухчастотная резонансная настройка .... 19 4. Двухчастотная притупленная настройка ... 23 5. Широкополосная настройка по двухконтурной схеме 25 6. Широкополосная настройка по трехконтурной схеме 26 7. Широкополосная настройка по схеме фильтра верх- них частот.................................30 II. Расчет устройств защиты от перенапряжений н определе- ние электрической прочности деталей элементов настройки 32 III. Технические данные силовых катушек (реакторов) загра- дителей ....................................................37 VI. Принципиальные схемы, высокочастотные характеристики и конструктивные данные элементов настройки загради- телей .....................................................42 V. Схемы настройки и измерений...........................61 VI. Проверка и настройка заградителей ВЗ-600-0,25, ВЗ-1000-0,6 и ВЗ-2000-1,2 ........................... 65 Приложения: 1. Факторы, искажающие высокочастотные характеристики заградителей .... 76 2. Заградитель ВЗ-2000-1,2 с измененными данными..............................79 Редактор Л. В. Копейкина Техн, редактор Л. И. Гаврилина Сдано в набор 2/VI 1967 г. Подписано к печати 5/Х 1967 г. Т-13620 Формат 84Х1087за Бумага типографская № 2 Усл. печ. л. 4,2 Уч.-изд. л. 5,12 Тираж 2 550 экз. Цена 26 коп. Зак. 298 Издательство „Энергия". Москва, Ж-114, Шлюзовая наб., 10. Московская типография № 10 Главполиграфпрома Комитета по печати при Совете Министров СССР. Шлюзовая наб., Ю.
УТВЕРЖДАЮ: Главный инженер отдела связи и телемеханики Ф. СИМОНОВ ВВЕДЕНИЕ Высокочастотный заградитель вместе с конденсатором связи и фильтром присоединения образует комплект аппаратуры, необхо- димой для обработки линии электропередачи с целью использова- ния ее проводов в качестве канала связи. На рис. 1 приведены схемы использования заградителя при различной структуре канала связи. Схема наиболее простого кана- ла между двумя пунктами, связанными прямой линией электропе- редачи, показана на рис. 1,а. На рис. .1,6 показана схема высоко- частотного обхода. В случае создания канала связи по линии электропередачи, имеющей ответвления, часто включают заградитель в провод от- ветвления в месте присоединения его к основной линии (рис. 1,в). Если надо осуществить канал одновременно и по основной ли- нии электропередачи и по линии ответвления (например, канал высо- кочастотной защиты), то заградитель включается около шип подстан- ции ответвления (рис. I,г). В отдельных случаях возникает необходимость создания канала связи в пункте, в который данная линия электропередачи не захо- дит; тогда заградитель (вместе с другими элементами обработки) включается в линию электропередачи вблизи данного пункта ('рис. 1,6). Заградитель включается ,в провод линии электропередачи после- довательно у точки присоединения конденсатора связи. Заградитель, как высоковольтный аппарат, постоянно и жестко включенный в линию электропередачи, должен обладать характери- стиками, гарантирующими требуемую надежность этой передачи. Заградитель, как высокочастотный аппарат, должен иметь харак- теристики, обеспечивающие высокое качество и надежность созда- ваемых по линии электропередачи каналов высокочастотной связи. Состоит заградитель из трех частей — силовой катушки (реак- тора), элемента настройки и защитной схемы. Характеристики реактора, как высоковольтного аппарата, долж- ны соответствовать номинальному току нагрузки линии электропере- дачи, а также величинам ударных и длительных токов короткого замыкания. Элемент настройки, непосредственно связанный с реак- тором, должен быть защищен от высоковольтных воздействий, что обеспечивается схемой защиты и надлежащим выбором электриче- ской прочности применяемых деталей. Заградитель представляет собой двухполюсник, состоящий из параллельно соединенных реактора и элемента настройки. Этот двухполюсник должен заграждать путь токам высокой частоты в сторону подстанций или ответвлений линии электропередачи, т. е. обеспечивать максимальную эффективность передачи высокочастот- ной энергии в сторону корреспондента. Чем выше сопротивление (активная составляющая) заградителя на данной частоте или в заданном спектре частот, тем лучше за- граждающие свойства заградителя, тем меньше затухание, вносимое им в высокочастотный канал.
Рис. 1. Схемы включения заградителей в высокочастотный канал. 53 — высокочастотный заградитель; КС — конденсатор связи: ФП — фильтр присоединения; ВЧА — высокочастотная аппаратура; К — вы- сокочастотный кабель. 4
В зависимости от выбранной схемы и параметров ее элементов заградители могут быть выполнены с настройкой на одну или две частоты и на полосу частот. Наиболее удобными являются широко- полосные схемы настройки заградителей. Широкополосные загра- дители позволяют создавать несколько высокочастотных каналов по одной фазе линии электропередачи, а также добавлять каналы на данной фазе без перестройки или замены заградителей. Однако широкополосные заградители имеют по сравнению с узкополосными меньшие величины заграждающих сопротивлений, что приводит к некоторому увеличению затухания каналов. До сравнительно недавнего времени единственным массовым заградителем отечественного производства являлся заградитель КЗ-500 (если не считать небольшой серии широкополосных загради- телей ВЗ-2000/400, специально предназначенных для линий электро- передачи напряжением 400—500 кв и в настоящее время с произ- водства снятых). Заградитель КЗ-500 предусмотрен для работы в сетях 35—220 кв три номинальной величине рабочего тока не бо- лее 700 а. Индуктивность его силовой катушки всего 0,124 мгн, по- этому заградитель КЗ-500 вместе с элементом настройки ЭН-3 мог быть настроен только на одну или две частоты. Так как ширина полосы заграждения пропорциональна индук- тивности реактора, то создание широкополосных заградителей воз- можно только .при достаточно большой индуктивности реактора. В настоящее время разработаны и серийно выпускаются москов- ским электрозаводом им. В. В. Куйбышева три типа силовых кату- шек (реакторов) повышенной индуктивности, равной 0,25; 0,6 и 1,2 мгн. Эти реакторы комплектуются элементами настройки ЭН-0,25, ЭН-0,6 и ЭН-1,2 соответственно. Сборку заградителя в целом и по- ставку заказчикам производит московский электрозавод имени В. iB. Куйбышева. Заградители новой серии, обозначенные ВЗ-600-0,25 *, ВЗ-1000-0,6 и ВЗ-2000-1,2, предназначены для высоко- частотных каналов по линиям электропередачи напряжением от 35 до 500 кв с рабочими тбками до 2 000 а. Новые заградители .имеют элементы .настройки, обеспечивающие, в основном, широкополосную настройку. Резонансная одночастотная и двухчастотная настройка предусмотрена только для заградителя ВЗ-600-0,25. В связи с этим каждый заградитель имеет несколько фиксированных полос заграждения. В настоящих Руководящих ука- заниях приведены сведения о всех заводских модификациях схем настройки и даны частотные характеристики по активной состав- ляющей и полному сопротивлению для каждой из модификаций. В практике эксплуатации высокочастотных каналов, а также при проектировании этих каналов может потребоваться настройка заградителя на отдельные частоты нли полосы частот, не предусмот- ренные заводскими схемами. В этом случае на месте должна быть произведена соответствующая переделка элемента настройки, а в отдельных случаях также устройств защиты от перенапряжений. Для того, чтобы облегчить эту работу, в данных Указаниях приведен расчет заградителей с различными видами настройки, включающий в себя как расчет элементов схемы, так и графики зависимостей от частоты активной и реактивной составляющих полного сопротивле- ния. Приведен также расчет устройств защиты от перенапряжений. * Обозначение ВЗ (высокочастотный заградитель) присвоено заградителю в целом, в отличие от силовой катушки (реактора), которая имеет наимено- вание РЭ (реактор заграждающий), например, заградитель ВЗ-600-0,25. 5
В Указаниях рассмотрен также ряд нетиповых схем включения элементов настройки заградителей, позволяющих получить допол- нительные диапазоны настройки. Схемы элементов настройки всех новых типов заградителей разработаны во ВНИИЭ. Элемент- ЭН-1,2 выпускается московским электрозаводом им. В. В. Куйбышева, элементы ЭН-0,25 и ЭН-0,6— предприятием радиопромышленности. Большую серию элементов ЭН-0,6 выпустил также московский электрозавод нм. В. В. Куй- бышева. Небольшие серии элементов ЭН-0,6 были выпущены Риж- ским электроремонтным заводом Латвэнерго. Эти элементы выпол- нены по тем же схемам ВНИИЭ, их конструктивные особенности в данной работе не рассматриваются. I. РАСЧЕТ РАЗЛИЧНЫХ СХЕМ НАСТРОЙКИ 1. ОДНОЧАСТОТНАЯ РЕЗОНАНСНАЯ НАСТРОЙКА Заградитель с одночастотной резонансной настройкой представ- ляет собой простой параллельный резонансный контур, настроенный на указанную рабочую частоту. Потерями в конденсаторе настрой- ки, как правило, можно пренебречь и считать, что сопротивление потерь включено последовательно с ин- дуктивностью (рис. 2,а). В настоящее время резонансная на- стройка при малой индуктивности сило- вой катушки применяется только для ка- налов защиты. В большинстве случаев даже для каналов защиты оказывается целесообразным применение не резонанс- ной. а одночастотной притупленной на- стройки. Однако для высокочастотных Рис. 2. Принципиаль- ные схемы резонансно- го заградителя. а —- без защитной катушки; б — с защитной катушкой. каналов на линиях с ответвлениями для обработки линий в месте развет- вления может потребоваться загради- тель с высоким сопротивлением. В этих случаях применение одночастотной ре- зонансной настройки может оказаться необходимым. сопротивления резонансного заградителя от частоты определяется следующим выражением: Зависимость полного (1) + /^0 У|2 Q2 q _ ^2)2 = Г3 + Мз> f где т] = — — относительная частота; 2л YLC п tof.L * г — текущая частота; — резонансная частота; — добротность силовой катушки; Zo = 2jt/o^Q — активная составляющая сопротивления на резонансной частоте; г — активное сопротивление силовой катушки; Гз—активная составляющая полного сопротивления; х3 — реактивная составляющая полного сопротивления. частоты полного сопротивления и Примерная зависимость от его активной и реактивной со- ставляющих показана на рис. 3. На резонансной частоте сопротивление контура почти чисто активно. На частотах ни- же резонансной это сопротив- ление носит индуктивный ха- рактер, на частотах выше ре- зонансной—емкостной. При от- клонении частоты от резонанс ной активная составляющая полного сопротивления убыва- ет значительно быстрее, чем реактивная. Поэтому при от- клонении частоты от резонанс- ной на 3—4% полное сопро- тивление заградителя почти Рис. 3. Зависимость сопротивле- ния резонансного заградителя от частоты. чисто реактивное. Из уравнения (1) можно найти частоты, при которых актив- ная составляющая полного сопротивления имеет заданное минималь- ное значение г3: Полоса заграждения по активной составляющей приближенно определяется из выражения о£ 1 / z0 ~ Zo V г3. (3) Чем выше резонансное сопротивление заградителя Zo, тем уже ею полоса заграждения по активной составляющей. Полоса заграждения по реактивной составляющей или по пол- ному сопротивлению приближенно определяется из выражения: = ДГр = Z----- (4) ЛЗ.МИН Формула (4) справедлива при Полоса заграждения по полному сопротивлению практически не зависит от значения резонансного сопротивления и добротности контура. Для резонансного одночастотного заградителя можно считать, что частота настройки расположена в середине полосы загражде- ния, т. е. граничные частоты полосы заграждения определяются из выражения: fl,2 = fo±^-. (5) 7
Для защиты конденсаторов элементов настройки от пробоя при перенапряжениях последовательно со схемой настройки вклю- чают дополнительную защитную катушку Ад небольшой индуктив- ности (см. рис. 2,6). Эта катушка снижает заграждающие свойства заградителя. Соответствующий анализ показывает, что характеристи- ка заградителя при наличии защитной катушки такая же, как у за- градителя без защитной катушки, но со сниженной индуктивностью (6) При расчетах полос заграждения в приведенных выше формулах следует вместо индуктивности силовой катушки L брать индуктив- ность определяемую из выражения (6). Емкость конденсатора настройки подсчитывают по формуле: С= ^(£ + £д)’ (7) Пример 1. Рассчитать граничные частоты полосы за- граждения по полному сопротивлению и по его активной составляющей для заградителя ВЗ-600-0,25, настроен- ного на частоту fo=lOO кгц. Минимальное сопротивле- ние на границах полосы заграждения г3.мин=х3 миив — 400 ом. 1) По формуле (6) определяем величину эквива- лентной индуктивности силовой катушки — 0,25 0,25 + 0,02 0,232 мгн- 2) По графику рис. 23 находим значение добротно- сти силовой катушки на частоте 100 кгц Q = 105. Опре- деляем резонансное сопротивление: /рез == UoL'Q = 2к-100-103-0,232• 10-3-105 = 15,3 ком. 3) По формуле (2) определяем граничные частоты полосы заграждения по активной составляющей fi,з — 100-103 те-105.0,232-io-3 v ' ’ 15,3 -103 А 15 3 • Ю3 \ -400 ~ Ч = ЮО- Ю3 (1 ± 0,0291); /1 = 97,08 кгц; f2= 102,91 кгц; Д/а=’5,82 кгц. 4) По формуле (4) определяем полосу заграждения по полному сопротивлению: 2п (100-103)2-0,232 4оо 36,4 Граничные частоты (5) 36 4 100 — —^-=81,8 кгц; = 118,2 кгц. 8
2. ОДНОЧАСТОТНАЯ ПРИТУПЛЕННАЯ НАСТРОЙКА Рис. 4. Принципиальные схемы одночастотных за- градителей с притуплен- ной настройкой. Одночастотную притупленную настройку широко применяют при обработке высокочастотных каналов для расширения полосы за- граждения по активной составляющей полного сопротивления. Этот вид настройки применяют так- же, как простейший вид широкополос- ной настройки при использовании сило- вых катушек большой индуктивности. Притупление резонансного контура возможно путем включения добавочного сопротивления либо последовательно с конденсатором настройки (и на рис. 4,а), либо параллельно конденсато- ру настройки (г2 на рис. 4,6). Притупленная настройка по схеме рис. 4,а. Зависимость полного сопротивления заградителя по схеме рис. 4,а от отно- сительной частоты определяется выражением: 2<1. V w+«r ('- ’» ~ Q2 ( + i ^_|.Q2(1_T12)2 > (8) 2nf(,Z. где Q ——-------— добротность контура; (9) ri 1 fo ==----— частота настройки; 2гс у LC Z0 = 2nf0LQ (10) — активная составляющая полного сопротивления на частоте на- стройки. Здесь и ниже активным сопротивлением силовой катушки L пренебрегаем по сравнению с добавочным сопротивлением вели- чина которого определяется из выражения (9), т. е. °о^2 __<о0Л г,= Q • (Н) При наличии защитной катушки добротность контура Q' опре- деляется из выражения “<оо£, L (12) Расчет сопротивления заграждения ведут по формуле (8), в ко- торую вместо величины Q нужно подставлять Q', определенную по формуле (12). При расчете Zq и Г[ в выражениях (10) и (11) необходимо -подставлять значения Q, определенные по формуле (9). Емкость настроечного конденсатора подсчитывается по форму- ле (7). 9
Зависимость активной составляющей сопротивления заградителе от относительной частоты при разных значениях добротности пока зана на рис. 5. Аналогичная зависимость для реактивной состав- ляющей полного сопротивления показана на рис. 6. По графикам рис. 5 и 6 можно расчитывать заградители пру сильном притуплении, когда величина добротности притупленного контура меньше 5. Рис. 5. Зависимость активной составляющей полного сопротивления заградителя от частоты по схеме рис. 4,а. Пример 2. Определить полосы заграждения по ак- тивной и реактивной составляющим полного сопротив- ления заградителя с силовой катушкой РЗ-2000-1,2 при условиях: величина активной составляющей полного сопротивления на частоте 60 кгц должна быть не менее 2 000 ом, а на границах полосы — активная — не менее 700 ом и реактивная — не менее 400 ом. Рассчитать также величину притупляющего сопротивления. Индук- тивность защитной катушки Ад = 0,02 мгн. 1) Принимаем Zo = 2OOO ом и по формуле (12) определяем эквивалентную добротность контура Zo М + £д\ 2000(1,2 + 0,02). 10-’ L )~ 2я-60- 10э-1,2-10-3-1,2-10"’ = 4,5. 2) Находит относительные величины активного и реактивного сопротивлений на границах полосы Гз.мии _ 700 ЛГз.мин 400 — По ~~Z<T 2W”U,35: ZQ 2 000 Ю
3) По графикам рис. 5 и 6 находим относительные частоты границ полос заграждения •г]ia = 0,89; r|2a=l,23; i]lp = 0,59; i]2p = l,62. 4) Находим граничные частоты полос заграждения: fia = 0,89 • 60=53,4 кгц-, /9,а = 60- 1,23=73,8 кгц\ Д[а = 73,8—53,4 = 20,4 кгц; fip = 35,4 кгц\ [2р = 97,1 кгц; Д[р = 61,5 кгц\ (2гс-б0.10*. 1,2- 10-3)2 г. =r. -------- „ ------ = 102 ом. 2 000 Пример 3. Рассчитать заградитель с силовой катуш- кой РЗ-2000-1,2 с нижней граничной частотой по актив- ной составляющей Ла = 30 кгц с минимальным сопро- тивлением на границах полосы г3.мнн = 400 ом и мак!си- мальпым г3.макс S ^о = 800 ом. Определить также пол- ное сопротивление заградителя на границах полосы и величину притупляющего сопротивления. 1) Задаемся ориентировочно T]ia = 0,9, откуда: [\а 30 [о-^- = 0-33,3 кгц. ~|1а 2) По формуле (12) находим ориентировочное зна- чение добротности: 800 1,2 + 0,02_ =2гс-33,3- 10э• 1,2-10-3 ‘ 1,2 ~3,2 11
3) По графикам рис. 5 находим qia, соответствую- ГЗ.МИн _____________________400 щее значению Q = 3,2 и —--------800 ~и>5. В данном случае r|ia=0,885, т. е. соответствует выбранному. В случае расхождения более чем на 10% следует уточнить значение добротности. Расчет ведется методом последовательных приближений. 4) По графикам рис. 5 находим граничные частоты полосы заграждения /4 = 30 кгц; 1,27 * 33,3 = 42,3 кгц; AfSL=12,3 кгц. 5) По графикам рис. 6 находим реактивные сопро- тивления, соответствующие границам полосы: при т|1 = 0,885; x3i/Zo = O,65; х3] = 800 • 0,65=520 ом; при 112=1,27; х32/^о=О,33; хз2= 800 0,33 = 264 ом. 6) Находим полные сопротивления на границах полосы: Z^y + ^ =/4002 + 5202 =656 ом; Z2 = К4002 + 2642 =479 ом. 7) Рассчитываем величины г, и С по формулам (11) и (7) (2ге-33,3-103-1,2-10~3)2 г,= 800 — 79 ом; 1 С = 4л2 (33.3-103)2-1,22-10- 3= 18 725 п$' Если требуемая величина эквивалентной добротно- сти больше 4—5, то расчет заградителя производят по графикам рис. 7, на которых даны зависимости отно- сительных величин граничных частот полос загражден ния по активной и реактивной составляющим полного сопротивления заградителя от значения эквивалентной добротности. Зависимости даны для четырех фиксиро- ванных значений относительных сопротивлений на гра- ницах полосы заграждения. Пример 4. Рассчитать полосы заграждения загра- дителя ВЗ-600-0,25 с притупленной настройкой при ус- ловиях: резонансная частота /д=100 кгц, резонансное сопротивление Zo=l 000 ом, сопротивление на границах полосы Гз.мин = 500 ом, Хз.мин = 300 ом. Рассчитать также величину притупляющего сопротивления и емкость кон- денсатора настройки. Индуктивность защитной катушки £д = 0,02 мгн. 1) По формуле (12) определяем эквивалентную добротность 1 000 0,27_ Q = 2ге•100-1030,25-10 -3 ‘0,25~6’9' Гз 2) По графикам рис. 7,а при Q = 6,9 и ^—=0,5 находим: ц1а = 0,939; цоа= 1,085. 12
Рис. 7. К расчету заградителя по схеме рис. 4,а. Граничные частоты полосы заграждения fia~ = 0,939 • 100=93,9 кгц; ^=1,085-100=108,5 кгц. Полоса заграждения 4fa = 108,5—93,3= 15,2 кгц. Хз 3) По графикам рис. 7,6 при Q = 6,9 и-7-= 0,3 находим: трр=0,81; i]2.p = L22. Откуда fip = 81 кгц; кгц; Д/р = 41 кгц. 13
4) По формуле (11) находим притупляющее со* противление (2тс-100-10'3-0,25-10“3)2 Г1 = 1 000 —24,7 ом. 5) Определяем емкость настроечного конденсатора по формуле (7): С = (2л-100- Ю3)2 (0,25 +0,02)-10- 3 = 9380 пФ- Измерения заградителя ВЗ-600-0,25, настроенного в соответствии с данными примера 4, дали следующие результаты; Zo = 99O ом; /[а = 93,9 кгц; /га = Ю9 кгц, fiP = 80 кгц; hp=124 кгц. Эти данные получены при включении последовательно с емкостью С безындукционного внешнего сопротив- ления. При настройке с заводским переменным со- противлением получены следующие результаты: fiа = 92,5 кгц; f2a = 105,6 кгц; fip = 80 кгц; /ар =118 кгц. Частота, соответствующая максимуму сопротивления /о = 98 кгц. Смещение характеристики обусловлено влия- нием индуктивности притупляющего сопротивления. Пример 5. Рассчитать полосу заграждения загради- теля ВЗ-600-0,25 с притупленной настройкой при усло- виях: верхняя граничная частота полосы заграждения по активной составляющей /за =75 кгц, минимальное активное сопротивление в пределах полосы 400 ом, мак- симальное— 1 000 ом. Расчет ведется методом последовательных прибли- жений. 1) Принимаем Цз,а = 1,15. При этом /о=75 :1,15s = 65 кгц. По формуле (12) находим эквивалентную добротность: 1 000 0,27 = 2л.65-103 0,25 10- 3 'О,25=10'6, 2) По графикам рис. 7,а находим при Q=10,6 и у =0,4; т|2,а = 1,066. о Получилось несовпадение принятой (1,15) и най- денной (1,066) величин 1]з.а- 75 3) Принимаем т}2а=1,08; /0 =69,5. При этом 1 000 0,27_ Q “ 2л.69,5-103-0,25.10-3’0,25"“ 9,9‘ По графику рис. 7 ,ci находим Т)за = 1,072. 4) Принимаем ща = 1,075; fo=70 кгц; Q=9,8. По графику рис. 7,а находим т]2а= 1,073. 14
Принимаем величину ?]2,а = 1,074. При этом fo= J'074" = 70 кгц; Q = 9,8. По графику рис. 7,а находим )]ia = 0,944. При этом fiа = 70 • 0,944 = 66 кгц. Полоса заграждения Afa = 9,0 кгц. 5) По формуле (11) находим величину притупляю- щего сопротивления (2л-70-10* .0,25* 10-3)2 г,=г —] ооу 12,1 ом. 6) Находим емкость конденсатора настройки по формуле (7) 1 = С = 4гс2-702.10s-0,27-10-’ 19 150 Притупленная настройка по схеме рис. 4,6. Зависимость полного сопротивления заградителя по схеме рис. 4,6 от частоты имеет вид: 7 м2_____________, . ^<3(1 —-п8) 3— '»)24-Q2(l —-»12)2 + / ->)2 + <?2t(l —->)2)2 ’ где Г2 Q — o'Lf~Г — добротность контура; (14) Z 7Г/ jnL, fm = V17h (15) — частота настройки контура; она же средняя геометри- ческая частота полосы заграждения. На этой частоте Z = rni = r2- (16) Выражение (13) может быть существенно упрощено, если вве- сти обобщенную расстройку в виде _____Г2 7__f fm _ Г2 / 1 \ u~2nfmL\fm f ) ч ) При этом выражение (13) принимает вид: Зависимость относительного сопротивления заградителя от обобщенной расстройки показана на рис. 8,а. На рис. 8,6 показана одна ветвь зависимости реактивной составляющей полного сопро- тивления от обобщенной расстройки. Границы полосы заграждения зависят от принимаемой при расчете величины отношения Гз.мии/Zm (или Хэ.мин/^т). По вели- чине этого отношения из графиков рис. 8 определяют величину обобщенной расстройки. 15
По известной величине обобщенной расстройки и определяют граничные частоты полосы заграждении определена из выражений: J 2nLaf j (21) и ZnLufz (22) ?2 (20) на максимум составтяющей на Исследование выражения заданной величине активной полоса максимальна при условии /*2 — 2г з.мим показывает, что при границе полосы эта и (23) а --- 1 I Максимальная ширина полосы по активной деляется при этом из выражения: составляющей опре- Д?магС = “ । м а ь с При наличии в заградителе (24) раз по сравнению с рассчи- Рис. 8. Зависимость /3 и х3 от обобщенной расстройки для схемы рис. 4,6. а—при малых относительных расстройках; б — при больших относительных расстройках. с 2 Тз.мии т защитной катушки сопротивление L ' заградителя уменьшается в I тайным по формулам (13) или (18). В этих формулах полагают Г2 Если величину (25) Zm — заданное номинальное сопротивление заградителя, то шунтирующего сопротивления г2 находят из выражения: /Г -L Г _\2 Ширина полосы заграждения: . Г Л ZSTbU п = = f2,- * (20) Обычно при расчете задаются верхней или нижней частотой полосы заграждения. Вторая граничная частота полосы может быть 16 г ^д L выборе Г2, согласно выражению (26), влияние защитной сказывается в уменьшении полосы заграждения загради- ЛД раз- Емкость конденсатора настройки определяется из выражения (7). Пример 6. Рассчитать заградитель по схеме притуп- ленной настройки рис. 4,6 с силовой катушкой РЗ-600-0,25 при настройке на частоту 80 кгц. Сопротив- ление на этой частоте 2+=700 ом Определить актив- ную и реактивную составляющие полного сопротивле- ния заградителя на частотах 74 и 86 кгц, В схему за- градителя включена защитная катушка Ад=0,02 мгн. 1) Из выражения (26) находим величину шунтирую- щего сопротивления гг _ /0,25+ 0,02 у О1п ' ' =816 ом. Г 2 — Zm (26) При катушки теля в 2—298 ^2 = 0,25 2) Находим значения относительных частот н щенных расстроек для заданных граничных частот мула 1.7): о боб- (фор- 17
— 80 0 >925; т]2— 1,075; 816 / ,п 1 X и,— 2п-80-Ю3 4 5 *-0,25-10-3 (Ц’925-0,925 )“ 1 «2=0,945. 3) По графикам рис. 8 находим у1 “0,5; + = 0,53; +-=0,5; + = 0,5. 4) Находим величины сопротивлений на заданных частотах Гз1 = 0,5 • 700 = 350 ом; г32,= 0,53 • 700 = 370 ом; Хз1 = 0,5 • 700 = 350 ом; х3з=0,5 • 700=350 ом. 5) Находим емкость конденсатора настройки (7) 1 , с = (2л.8Э-103)2 0,27 ю-3— 14 659 п^' Пример 7. Рассчитать заградитель по схеме при- тупленного контура рис. 3,6 с силовой катушкой РЗ-1000-0,6. Нижняя граничная частота полосы состав- ляет 42 кгц. Сопротивления на границе полосы г8.мии = = 600 ом, максимальное сопротивление Zm = 900 ом. Определить полосу заграждения по активной состав ляющей полного сопротивления, частоту настройки, а также величины полных сопротивлений на границах полосы заграждения. Индуктивность защитной катушки £д = 0,02 мгн. 1) По графикам рис. 8,а находим значение обоб- щенной расстройки на границах полосы заграждения г3 600 л При Z,n 900 — °-667; и — °’7 *' 2) По формуле (26) находим величину шунтирую- щего сопротивления л /0,6 + 0,02 V г2 = 900 (----трт----- | = 960 ом. 0,6 J 3) По формуле (21) определяем верхнюю гранич- ную частоту 42-10* _ '2— 2л.0,62-10 - 3-0,7 - 42-103 47,7 K2Ul‘ 1 — 960 4) Частоту настройки находим по формуле (15) + == /42Л7,7 = 44,7 кгц. 5) По графикам рис. 8,6 при ц = 0,7 находим реак- тивное сопротивление на границах полосы А*3 — = 0,46, откуда х3 = 0,46-900 = 414 ом, ^ГП 6) Определяем полное сопротивление на граница# полосы Z = /6002 +4142 = 729 ом. Пример 8. Рассчитать заградитель с силовой ка- тушкой РЗ-1000-0,6 с максимальной шириной полосы по активной составляющей при нижней граничной частоте fj = 42 кгц и активной составляющей полного сопротив- ления на границе полосы г3.мин = 600 ом. 1) По формуле (21) при условии (23), т. е. Zm = = 2г3 мип=1 200 ом и п=1, находим верхнюю граничную частоту 42-103 = 2п-0,6•10"3-42-103 =48’4 ^гч- 1— Гадо 2) По формуле (15) находим частоту настройки Ь, = /42-48,4 = 45,1 кгц. 3. ДВУХЧАСТОТНАЯ РЕЗОНАНСНАЯ НАСТРОЙКА Принципиальная схема двухчастотного показана на рис. 9,а, где L\— силовая Емкости конденсаторов в этой схеме дующим формулам: 1 1 * = 4^+ Са= l^L ЛЯ резонансного заградите- катушка. рассчитываются по сле- q ' 2 fe2 — 1 3 где fn и — нижняя и верхняя частоты настройки, L2 Q — г 9 (28) k = '^- Двухчастотный заградитель по схеме рис. 9,л эквивалентен двум одночастотным заградителям, настроенным па верхнюю и нижнюю частоты (рис. 9,5). Резонансные сопротивления на верхней ZmB и нижней Zmn ча- стотах настройки определяются следующими выражениями: _ Г 1 Q1bQ2b(1+<7) _ тв - <OBL, J + q • Qiu + 9Q?(b СОв^э.жУэ.в, (27) (29) (30) где Q)B п Q,B — добротности катушек Lt и L2 на верхней частоте; q г — Г —— .В - 1 I индуктивность эквивалентного контура, нюю рабочею частоту; 2* (31) настроенного на верх- 19
QibQsb (1 4“ <7) Qib + qQz% — добротность эквивалентного контура на верхней рабочей 7 _ QmQanU + tf) ____________ - в I + q Qta + qQiu ~ “н^з-нСо-в. (32) частоте (33) где Qih и Q2h — добротности катушек L\ и Д2 на нижней рабочей частоте; ^°-н ~ 1 । п (34) индуктивность эквивалентного контура, настроенного на нижнюю рабочую частоту; Рис. 9. Схемы двухчастотного за- градителя. а — принципиальная; б — эквивалент- ная. — добротность эквивалентного контура на ннжней рабочей частоте. Полосы заграждения на верхней и нижней частотах настройки определяют из выражений (3) или (4). В эти выражения вместо L и Zq подставляют значения L3 и Zm, определенные по выраже- ниям (30), (31), (33) и (34) для данной частоты настройки. Если желательно иметь одинаковые резонансные сопротивления на обеих частотах настройки, то необходимая величина q опреде- ляется из выражения: + <36> где Огн f 1______ При равенстве добротностей обеих катушек выражение (36) принимает вид: <7 = 4- (37) Выражением (37) обычно пользуются, когда добротности ка- тушек неизвестны. 20
Для Точного расчета двухчастотного заградителя необходимо знать добротности катушек Li п на обеих частотах настройки. Для заградителя ВЗ-600-0,25 эти данные приведены на гра- фике рис. 23. При наличии защитной катушки выражения (27), (28), (31) и (34) несколько изменяются и приобретают следующий вид: г____________1 . r _ Cl. „ - k2 - 1 1 4кг/2(Л1 + Лд)’ 2 q ’ q+ 1 > (38) (40) £.2 La-B = (Л,+ £л) (!+.?)’ (4Г> При заданных частотах настройки из выражений (37) и (38) находим приближенное выражение для индуктивности Ц Z»2np — (^i + Ьд). (42) Пример 9. Заградитель ВЗ-600-0,25 должен быть настроен на частоты 45 и НО кгц. Желательно обеспе- чить равенство резонансных сопротивлений на обеих ча- стотах. Определить полосы заграждения по активной составляющей на каждой частоте настройки при Гз.мпн — = 400 ом. 1) Из выражения (42) определяем приближенное значение 45 £2пр = ЦО (°’25 + = 0,11 мгн. 2) По графикам рис. 23 находим * Qib = 107; Q1H = 82; Q2b = 70; Q2u = 42. По формуле (36) определяем оптимальное значе- ние q * На графиках рис. 23 и табл. 5 индуктивность £2 (см. ряс. 9,й) обозначена как Л3 (в соответствии с заводскими схе- мами). 21
Йто соответствует значению L2—0,35(0,254-0,02) == — 0,0945 мгн. Ближайшее значение индуктивности катушки Л3 за- градителя ВЗ-600-0,25 (см. табл. 5) (Д2 в схеме рис. 9н) составляет А3=0,11 мгн, при этом 0,11 У = 0,27~0’41’’ 3) По формулам (40) и (41) находим значения индуктивностей эквивалентных одночастотных контуров 0,252 0,41_ ^•®= 0,25+0,02 'ТТЛ'-0’0674 мгн'’ 0,252 1 L® n= 0,25+ 0,02 ‘Тл1 = 0’164 ЛШ 4) По формулам (30) и (33) определяем величины резонансных сопротивлений на обеих частотам на- стройки . Qi.bQ23 (1 + Ч1Э ~г чЧгв 107-70.1,41 =2л- 110-10’-0,0674.10-3 -1Пу , п .. 7П =3 625 ом; т QmQan (I + Q) ZmH- Q^ + 4Q1B — 82-42-1.41 = 2я-45-103-0,164 • 10-3 , п- .. =2 978 ом. 4Z-J-U ,41•OZ 5) По формуле (3) определяем полосы загражде- ния по активным составляющим полных сопротивлений 2те (11Q. 103)2.0,0674.10-3 1/3 620 = 3 620 Г 400 ~ 1 = 4 007 гц; 2л (45-103)2-0,164- IO*3 -J/Г970 2 970 Г 400 — 1 ~ — 1785 гц. Измерения высокочастотных характеристик загра- дителя ВЗ-600-0,25, настроенного в соответствии с дан- ным примером, дали следующие результаты: /7Пв = 3 600 ом; ДГа.в = 3 550 гц; == 3 050 ом; Д^а.н = 1 700 гц. 22
4. ДВУХЧАСТОТНАЯ ПРИТУПЛЕННАЯ НАСТРОЙКА Оптимальной, с точки зрения получения максимальной ширины полосы на нижней частоте настройки, является схема с включением дополнительного активного сопротивления последовательно с ка- тушкой индуктивности А*2, как показано на рис. 10. Хотя притупля- ющее сопротивление включается только во второй контур, притупле- ние получается на обеих частотах настройки. Рис. 10. Принципиаль- ная схема двухчастот- ного заградителя с притупленной на- стройкой. Если задаться величиной резонансного сопротивления на ниж- ней частоте настройки, то величина дополнительного сопротивления может быть определена нз выражения: ..2 г 2 г — 7 — (г1н 4- Г2н)’ (43) где г1Н = -п——сопротивление потерь контура LjCj на частоте fH; 4:in C0jjZ^2 т2п = -----сопротивление потерь контура L2C2 на частоте fn ^2Н при отсутствии сопротивления г. Расчет двухчастотного заградителя с притупленной настройкой ведется также, как и обычного двухчастотного заградителя, но при другом значении добротности второго контура Q2, а именно: <3'г =-----(44) 1 + где г—определяется по формуле (43), а £2— но (28) и (36) или (42). Пример 10. Рассчитать заградитель примера 9 при условии его притупления путем включения последова- тельно с катушкой £2 сопротивления г. Величины резо- нансных сопротивлений должны быть около 1 000 ом. 1) По (42) определяем величину L2. 45 £2 = Пд (0.25 + 0,02)=0,11 мгн. Такая индуктивность может быть получена на ка- тушке заводского элемента настройки. Следовательно, 0,11 Q g 97 — 0,4 1. Сапирштейн В. Э. н Шкарнн П «Двухчастотная настройка высоко- час^ртшдх заградителей с расширенной полосой заграждения», в сб. «Вопро- сы эксплуатации устройств связи в энергосистемах», Госэнергоиздат. 1962. 23
2) По формуле (43) определяем величину сопро- тивления г: (2тс- 45-103-0,25- 10~3)2 г = Гббо 2л-45-103 - 0,25- 10-3 . 2к-45-103 • 0,11 • 10~3 82 42 = 3,4 ом. 3) По формуле (44) определяем добротность вто- рого контура с учетом притупления О'____________________= Ч 2Н — г I + Q >н —г~ й>ь^2 3,4 1 +42 2л-45-103-0,1 ЬКГ73 , 70 ^2В~ 70-3,4 1 + 2л- НО-103-0,11-IO'77’ = 16,9. 4) По формулам (40) и (41) находим значения ин- дуктивностей эквивалентных контуров. Эти значения в данном случае те же, что в примере 9, т. е. 7э.в = = 0,0674 мгн, Лэ.н = 0,164 мгн. 5) По формулам (30) и (33) определяем величины резонансных сопротивлений на обеих частотах настрой- ки Zn ь = 2^-110-103-0,0674-10-3 107-16,9(1 +0,41) 107 + 0,41-16,9 “ = 1 040 ом; Zn.a = 2^-45-103-0,164 -10-3 82-7,5(1 + 0,41) 7,5 + 0,41-82 = 978 ом. 6) По формуле (3) определяем полосы заграждения по активной составляющей 2те (110 103)2 - 0,0674 -10-3 Г 1 040 Д'а.в- Гб40 К 40(Г—1 — = 6 240 гц-, 2л (45-103)2-0,164-10-3 ,/975 а. н 975 у 4QQ — 1 =2 560 г ц. Измерения высокочастотных характеристик загра- дителя ВЗ-600-0,25, настроенного в соответствии с дан- ным примером, показали; 2тв=1 040 ом; ZmH=960 ом; Д/ав = 6500 гц; AfaH = 2 600 гц. 24
5. ШИРОКОПОЛОСНАЯ НАСТРОЙКА ПО ДВУХКОНТУРНОЙ СХЕМЕ Принципиальная схема заградителя с кон по двухконтурной схеме приведена на широкополосной настрой- рис. 11. Зависимость пол- Рис. 11. Двухконтурная схема полосового за- градителя. ного сопротивления заградителя от относительной расстройки опре- деляется формулой Г2 / --------------------------- 2,3 “ 1 + (1 — 2К)«2 + и (1 — К + №«2) г2 —I 1 + (I _ук.) и2 + К = Гз + iXa’ (45) Рис. 12. Зависимость г3 и х3 от обобщенной расстройки для двухконтурного полосового заградителя. активная составляющая;-----------реактивная состав- ляющая. где и — обобщенная расстройка, определяемая уравнением (17); fm—в уравнении (17) средняя геометрическая частота полосы заграждения, определяемая выражением (15); 25
г^С2 5 ПРИ К I схема рис. 11 представляет собой широкопо- лосный заградитель, известный в Советском Союзе как «схема Лив- шица». Все три контура настроены на среднюю геометрическую частоту полосы заграждения, т. е. Зависимости Гз Хз — и — от обобщенной '2 '2 расстройки, вычисленные по (45) при различных значениях К, показаны на графике рис. 12. дующий™™ ДЛЯ расчета элемент°в схемы заградителя имеют сле- -___£1_. L _ г~ fa' г~ (46) где r2-Zm заданное сопротивление на средней геометрической ча- стоте полосы заграждения. Оба контура заградителя настраиваются на частоту f7rt, т. е. (47) Порядок расчета заградителя дан в следующем разделе, так как расчеты двухконтурного и трехконтурного заградителей не от- личаются друг от друга. 6. ШИРОКОПОЛОСНАЯ НАСТРОЙКА ПО ТРЕХКОНТУРНОЙ СХЕМЕ Трехконтурпая схема широкополосного заградителя показана на рис. 13. Зависимость полного сопротивления от обобщенной расстройки имеет вид; г 3 1 + Си2 + Du* + Ей6 [1 — ju (Л + Ви2 + Ей*)] = г3 + /х3, (48) где и — обобщенная расстройка, определяемая по (17); 1 + ^-Х?; В = К2[/<г-/<3(2 + К3)]; С — 1 — 2Х2 4- 7<3 (2 + Д’,); О = Т<2 [/<2 — 2/<3 (1 + Х3)]; £ = *1*32; = *, = #• г<£г Ь, Рис. 13. Трехконтурпая схе- ма полосового заградителя. 26 (49) Элементы схемы заградителя на рнс. 13 рассчитываются по Рис. 14. Зависимость г5 и х3 от обобщенной расстройки для трехконтурного полосового заградителя. ~ активная составляющая; ----------------реактивная состав- ляющая. На рис. 14 приведены зависимости активной и реактивной со- ставляющих полного сопротивления заградителя от абсолютного значения обобщенной расстройки. Кривые для активных составляю- щих симметричны относительно вертикальной оси при ц = 0, т. е. ве- личина г3/г2 зависит только от модуля и и не зависит от знака расстройки. Реактивная составляющая положительна при отрица- гешных расстройках (на частотах ниже и отрицательна при положительных расстройках. 27
При наличии защитной катушки активная и реактивная состав*, пяющие полного сопротивления заградителей определяются по фор* мулам где г3 и х3 — определяются по формулам (45) или (48). Полосы заграждения определяют по формулам (19) — (22), для которых обобщенная расстройка и находится нз графиков рис. 12 или 14; вместо L берут а г2 определяют по формуле (26). Пример 11. Рассчитать широкополосный загради* тель при fm = 235 кгц; Zm = \ ООО ом; г/з.мин = 700 ол; Lf~l,2 мгн; Л2=0,02 мгн. 1) Выбираем двухконтурную схему настройки при К=1. 2) По формуле (26) определяем /‘1 22 \2 r2 = 1 000 ) = I 035 ом. 3) По кривым рис. 12 находим обобщенную рас- стройку, соответствующую границам полосы по актив- ной составляющей ^З.МИП Г'з.МИН 700 ------= = ппп- = 0,7; « = 1,16. г 2 Zm 1 000 4) По формуле (19) находим граничные частоты полосы заграждения (235-103)2 я-1,22-10-’. 1,16(235-103)2 1 035 : л:.1,22-10-3-1,16 (235-103)2 — 334 + 237 кгц\ 1035 Л=97 кгц; 5) Определяем величины элементов схемы по формуле (46) 1 f2=57I кгц. емкости и индуктивности 1 — 4я2 (235-103)2-1,22* 10~3 1,22-10"3 С2 : = 376 пф; — (1 035)“. 1 — 1 140 п<^' — 4п2 (235-103)2 1 140- 10-12 — 0,403 мгн. Может быть задана одна из граничных частот полосы заграж* дения, сопротивление на границах полосы и номинальное сопротив ление заградителя 28 2
Последовательность расчета в этом случае дана в примере 12. Пример 12. Рассчитать заградитель с заданной ниж- ней граничной частотой по активной составляющей fj = 70 кгц; Ц=0£ мгн; 1д=0,02 мгн; г3мин = 500 ом; Zm=\ ООО ом. 1) Выбираем трехконтурную схему рис. 13. ^2= = 0,9; 7<3=0,7. 2) При Г з.мин /£7П = 0,5 по графикам рис. 14 нахо- дим и — 1,625. 3) По формуле (26) находим величину шунтирую- щего сопротивления г2 = 1 000 /0,6 + 0,02\2 ( о,б у = 1 067 ом. 4) По формуле (21) определяем верхнюю гранич- ную частоту 70.103 '2 = 2л-0,62-70-10’.1,625 = 119,7 кгц' 1065 5) Находим среднюю геометрическую частоту по- лосы заграждения по формуле (15) fm =/70711977 = 91,5 кгц. 6) Определяем величины емкости элементов схемы пр (46) 0,62 = 0,9*1 0652 = 608 1 = (2п91,5-103)2 610-10-12 = 4,95 мгн’ 0,62 Л3 = уу = 0,886 мгн\ = 4я2 (91.5-103)2-0,886• 10-3 = 3 318 пФ; 1 С' = 4it2 (91,5-103)2-0,62-10-3 = 4889 п$' С помощью графиков рис. 12 и 14 можно рассчитывать полосы заграждения при различных исходных условиях. Если задаться но- минальным сопротивлением в средней части полосы и минимальным сопротивлением на границе полосы, то расчет ведется так, как пока- зано в примерах 11 и 12. Можно кести расчет, исходя из минимальной величины сопро- тивления >в пределах полосы, не задаваясь номинальным сопротив- лением заградителя. В этом случае целесообразно пользоваться кри- вой К=1 рис. 12, и кривой /<2=1,05 и Кз=0,7 рис. 14* 29
Для двухконтурной схемы в этом случае принимаем гг^^з.мпп и обобщенная расстройка на границе полосы и=\. тт « З.МЙН . _Л Для трехконтурнои схемы r^— g~g^~ и и~ 1,38. Расчет заградителя рассмотрим на примере. Пример 13. Рассчитать заградитель с реактором РЗ 2000 1,2, с индуктивностью 1,2 мгн при нижней гра- ничной частоте по активной составляющей fia = 38,5 кгц и Гз.мин = 650 ом. Индуктивность защитной катушки Лд=0,02 мгн. Определить верхнюю граничную частоту. 1) Определяем величину сопротивления нагрузки схемы г2 с учетом влияния индуктивности защитной катушки Ьд: г з.ммн ( М + V 650 / 1,2 0 >02 \2 Гг = 0,89 ) ~оД9\ ГД ) 1=755 0Л1’ 2) По формуле (21) определяем верхнюю гранич- ную частоту полосы по активной составляющей 38,5 Гга = 2п-1,22-10-31,38-38,5.103 = 83,4 кгц' 755J~ При нижней граничной частоте fia = 60 кгц верхняя граничная частота составляет f2a = I67 кгц. Аналогичный расчет для двухконтурной схемы дает, при fia = 38,5 кгц f2a = 70,5 кгц; при fIa = 50 кгц f2u = —122,0 кгц. 7. ШИРОКОПОЛОСНАЯ НАСТРОЙКА ПО СХЕМЕ ФИЛЬТРА ВЕРХНИХ ЧАСТОТ Схема широкополосного заградителя, выполненного в виде по- лузвена фильтра верхних частот показана на рис. 15. При увели- чении частоты сопротивление заградителя сначала возрастает, а по- том несколько уменьшается, стремясь к величине г2. Рис. 15. Схема за- градителя в виде фильтра верхних ча- стот. Нижняя граничная частота зависит от резонансной частоты за- градители Исследования показывают, что минималь- ное значение нижней граничной частоты будет тогда, когда частота fQ определяется нз выражения: fo опт 2пЬ ’ (51) При выполнении условия (51) зависимость полного сопротив ления заградителя от частоты выражается формулой Зависимость полного сопротивления заградителя и его состав- ляющих от относительной частоты псЯсазана на рис. 16. Нижняя • граничная частота полосы по активной составляющей определяется из следующего выражения г формула где ^з.мин минимально допустимая величина активной составляю- щей в полосе заграждения. Формула справедлива при г3.мш (эЗ) превращается в (51). Величина емкости С определяется: L (54) Если задаться величиной номинального ражённой) Т° сопР°тнвление нагрузки сопротивления загради- гд определяется из вы- 31 30
При наличии в заградителе защитной катушки значение ЧасТо. гы fo определяется из выражения: (55) раз. Действие защитной катушки сказывается в повышении нижней /L> £д \ у - граничной частоты в I —д Пример 14. Рассчитать широкополосный загради гель по схеме фильтра верхних частот с силовой катушкой 0,6 мгн при Zm = 800 ом. Определить нижнюю гр а ишь ную частоту по активной составляющей при гзмип- =500 ом, Лд=0,02 мгн. 1) По выражению (26) находим величину нагру. зочного сопротивления г г = 800 (О,6Н-О,О2)2 -----77—-----= 855 ом; 2) По формуле (53) находим нижнюю граничную частоту 855 V ^ia = 2n-0,62X 3) Определяем величину емкости С (54i): 0,62-103 „ , 855г = 85° пФ- II. РАСЧЕТ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ НАСТРОЙКИ Высокочастотный заградитель подвержен воздействию волн пе- ренапряжения, возникающих в линии электропередачи. Напряжения этих волн могут в сотни раз превосходить испытательные напря, жения конденсаторов и других деталей элементов настройки. По* этому к устройствам защиты элементов настройки от перенапряже- ний предъявляют весьма высокие требования. В Советском Союзе принята схема защиты, состоящая из дву* вентильных разрядников Р\ и Р% и защитной катушки индуктивно* сти £д, как показано на рис. 17. 32 Введение в схему дополнительной защитной катушки вызвано тем, что при воздействии волн перенапряжения с весьма крутым фронтом пробой разрядника может произойти при напряжении в несколько раз большем номинального напряжения разрядника. При этом конденсатор настройки может пробиться раньше разряд- ника даже при большом превышении пробивного напряжения кон- денсатора над номинальным пробив- ным напряжением разрядника. За- щитная катушка замедляет рост напряжения на конденсаторе, благо- даря чему разрядник успевает про- биться раньше, чем напряжение на конденсаторе достигнет опасной ве- личины. После пробоя искрового проме- Ld жутка разрядника по его вилитовому _ _ сопротивлению будет протекать им- ^nc’ Схема^защиты эле- пульсный ток волны перенапряжения. ментов настройки от пере- напряжение на вилнтовом сопротив- напряжении. лении приложено к последовательно соединенным защитной катушке и конденсатору настройки. В этой непи может возникнуть колебательный процесс, в ре- зультате которого напряжение на конденсаторе может значительно возрасти. Чтобы ограничить это напряжение, после защитной катуш- ки включен второй разрядник. Схема с защитной катушкой и вторым разрядником уменьшает перенапряжения в схеме настройки примерно вдвое, что позволяет вдвое снизить величины испытательных напряжений конденсаторов настройки. 1. РАСЧЕТ ПРОБИВНОГО НАПРЯЖЕНИЯ РАЗРЯДНИКОВ Наиболее тяжелые условия работы устройств защиты от пере- напряжений имеют место при коротких замыканиях на защищаемой линии. Импульсная волна, возникающая в месте короткого замыка- ния, пробивает искровой промежуток разрядника, после чего он оказывается под напряжением промышленной частоты, равным паде- нию напряжения на силовой катушке при протекании по ней тока короткого замыкания. Для того, чтобы заградитель не оказался за- короченным пробившимся разрядником на все время короткого за- мыкания, дуга в разряднике должна погаснуть при первом переходе через нуль напряжения промышленной частоты на силовой катушке. По условиям деионизации искрового промежутка необходимо, чтобы его пробивное напряжение было в 2 раза больше максимальной ве- личины сопровождающего напряжения. Исходя из этого пробивное напряжение искрового промежутка рассчитывается по формуле г ^пр = 3457уД£, «макс, где /Уд — ударный ток короткого замыкания, а; индуктивность ендовой катушки, гн. 2- ТОЛЩИНА НАБОРА ВИЛИТОВЫХ ДИСКОВ мйпЗг?ЛЩИНа на^°Ра внлитовых дисков определяет величину макси- пги.гиГ'0 Т0ка ЧеРез разрядник при коротком замыкании. Эта ве- не должна превышать 80 «макс, во-первых, по условиям 3-298 _
термической устойчивости вилитовых сопротивлении и, во-вторых, по условиям деионизации искрового промежутка разрядников. Ве- личина тока через вилитовое сопротивление определяется величиной приложенного напряжения и вольт-амперной характеристикой сопро- тивления. Вилитовое сопротивление обладает резко выраженной не- линейностью. Для вилитового диска толщиной 10 мм вольт-амперная характеристика выражается следующей формулой U = 300/М3. С учетом этого толщина набора вилитовых дисков в разряд- нике определяется из следующего выражения: А = 2,12/удА, (56) где /Уд — в амперах, L — в генри, h— в миллиметрах. На рис. 18 показаны чертежи разрядников, выпускаемых радио- технической промышленностью для защиты элементов настройки ЭН-0,25 и ЭН-0,6, а также разрядников РВПЭ-Ш и РВП-6. В эле- ментах настройки ЭН-0,6 каждый из разрядников составляется из двух элементов, включенных последовательно (рис. 18,я). Для разрядников, выпускаемых электротехнической промышлен- ностью (типа РВП и др.), нормируется максимальная величина допустимого напряжения на разряднике t/доп к^действ, определяе- мая как параметрами вилитовых дисков, так и искровых промежут- ков разряд пика. Исходя из величины идоп максимальная величина ударного то- ка заградителя, допустимого по условиям работы разрядника, опре- деляется из выражения: 2,55цдля = vL * Таблица 1 Электрические характеристики вентильных разрядников, выпускаемых электротехнической промышленностью Электротехнические характеристики разрядника Тип разрядника РВП-3 РВП-6 РВПЭ-П РВПЭ-Ш Номинальное напряжение, кв ....... 3,0 6,0 Наибольшее допустимое напряжение, /<0действ . . . 3,8 7,6 4,5 3,0 Номинальное пробивное напряжение при частоте 50 гц (в сухом состоянии и под дождем), /сядейгтв * • Не более Не более Не более Не более 11,0 19,0 11,0 7,0 Импульсное пробивное на- пряжение (при предразряд- ном времени от 1,5 до 20 мксе#), Квмаьс Не более Не более 17 11 21 35 В табл. 1 приведены основные данные разрядников, выпускае- мых электротехнической промышленностью и применяемых для за- 34 щиты элементов настройки высокочастотных заградителей. Для раз- рядников, устанавливаемых в элементы настройки радиотехниче- ской промышленности, максимальная величина допустимого на раз- ряднике напряжения лимитируется толщиной набора вилитовых Рис. 18. Вентильные элементов настройки ВЗ-600-0.25 и В?-1000-0,6 последовательно); б — разряд- — разрядник РВП-6 для загра- —....... " -латунные диски; уплотняющая резино- л крепежный хомут. разрядники для защиты заградителей. а — разрядник предприятия МРП для заградителей (для ВЗ-1000-06 включаются два разрядника ник РВПЭ-Ш для заградителя ВЗ-1000-0,6; в—разрядник н дителя ВЗ-2000-1,2; / — фарфоровый кожух; 2 —пружина; 3 — 4 — миканитовые прокладки; 5 — внлитовые диски; 6 — упл вая прокладка; 7 — верхний вывод; 8 — нижний вывод; 9 — дисков. Поэтому максимально допустимый ударный ток для загра- дителей, в которых применяются такие разрядники, определяется из выражения (56) уд ~2,15£ * (56а) 3. ИСПЫТАТЕЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ применяемых КОНДЕНСАТОРОВ Испытательное напряжение конденсаторов пер в иного стройки должно быть в 2 раза больше номинальное Р_ напряжения защитных разрядников. При этом следует ду, что чем меньше величины общей емкости конденсР стройки первого контура, тем выше должно быть нспЫТ „ пе_ пряжение конденсаторов. Поэтому следует нзоегать пр пит^чя зонансной настройки на частотах выше 300 340 кгц у З..Р ВЗ-600-0,25. 3* 35
У конденсатора второго контура испытательное напряжение должно быть таким же, как у конденсаторов первого контура. Кон- денсаторы третьего контура могут иметь испытательные напряжения в 1,5 раза ниже, чем у конденсаторов первого контура. В отдельных случаях допустимо применение схемы защиты с одним разрядником и защитной катушкой. При этом испытатель- ное напряжение конденсаторов настройки первого контура должно быть в 4 раза больше поминального пробивного напряжения раз- рядника. 4. РАСЧЕТ ТЕРМИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СОПРОТИВЛЕНИЙ В ЭЛЕМЕНТАХ НАСТРОЙКИ При включении сопротивления параллельно первому контуру При использовании схемы одночастотной притупленной настрой- ки с параллельным шунтирующим сопротивлением (см. рис. 4,6) к сопротивлению может быть приложено напряжение промышлен- ной частоты, равное падению напряжения на силовой катушке от тока короткого замыкания. Так как напряжение прикладывается к сопротивлению кратковременно, то можно считать, что вся энер- гия, поглощенная сопротивлением, пойдет на разогрев его провода. Минимально допустимый диаметр провода, из которого намо- тано сопротивление, определяется по следующей формуле: rf=8’75J/ Д’? Л? мк' (57) где /уд— ударный трк короткого замыкания, а; L—индуктивность силовой катушки, гн\ q — удельная теплоемкость, ккал/г • град; g— удельный вес, г/см3; Т — время, в течение которого к сопротивлению прикладывает- ся напряжение (длительность короткого замыкания), сек; At — допустимая температура перегрева провода, °C; р — удельное сопротивление провода, ом • мм2/м; г — сопротивление провода, ом. Данные для проводов из различных материалов, необходимые для расчета по формуле (57), приведены в табл. 2. Таблица 2 Параметры проводов Материал провода р> ОМ ММ*/ м г /см3 <! к ал/г-град ^ла^л1 °C Медь 0,0175- 8,8 0,098 1 083 Нихром 1,08 8,2 0,11 1 400 Манганин .... 0,43 8,4 0,095 940 Константан . . . 0,49 8,9 0,098 1 265 36
Пример 15. Определить минимально допустимый диаметр провода для сопротивления г=1 200 ом в за- градителе с L = 0,6 мгн. Максимальный ударный ток короткого замыкания на данном присоединении = 20 ка; максимальная длительность короткого замыка- ния _ 1’ Сек\ материал провода — константан. Из табл. 2 находим р = 0,49 ом-мм2/м, £ = 8,9 г/см3. 7=0,098 кал/г-град, ^цлавл = I 265°С. Задаемся Д/ = = 1 100° С. По формуле '(57) находим; 4 Г(2(Г103)2 (0,6-ТО-3)2-0,49-1 £ = 8,75 у 8,9.0,098-1 100-1 2002 = 0 >13 При использовании в качестве шунтирующего сопротивления остеклованных сопротивлений следует иметь в виду, что термостой- кость сопротивления по отношению к импульсным напряжениям не прямо пропорциональна номинальной мощности сопротивления. В частности, регулируемые сопротивления ПЭВ-Х обладают боль- шей термостойкостью, чем нерегулируемые ПЭВ при той же номи- нальной мощности. Это объясняется тем, что регулируемые сопро- тивления намотаны более толстым проводом, чем нерегулируемые. (По этой причине регулируемые сопротивления обладают существен- но большей индуктивностью, чем нерегулируемые ) При включении сопротивления последовательно с конденсаторами В схемах притупленной одночастотиой настройки рис. 4,а п притупленной двухчастотной настройки рис. 10, а также в схемах широкополосных настроек рис. 11 и рис. 13 сопротивления отделены от силовой катушки конденсаторами относительно малой емкости. Поэтому напряжение промышленной частоты практически не попа- дает на сопротивление. Мощность сопротивления определяется в этих схемах максимальной мощностью высокой частоты, которая может в этом сопротивлении расходоваться. При этом следует исхо- дить из того, что в заградителе может расходоваться до 40% мощ- ности передатчиков, работающих через данное устройство присоеди- нения. III. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СИЛОВЫХ КАТУШЕК (РЕАКТОРОВ) ЗАГРАДИТЕЛЕЙ Реактор высокочастотного заградителя представляет собой воз- душный соленоидобмотка которого выполнена в один или не- сколько слоев. Реактор индуктивностью 0,25 мгн имеет один слой намотки; реакторы индуктивностью 0,6 и 1,2 мгн — два и четыре слоя соот- ветственно. Для равномерной загрузки током всех параллельных проводов осуществлена их транспозиция. пеактп разработан заградитель типа ВЧЗС-100, в котором применен н паиггп Со стальным сердечником. Заградитель предназначен для работы каетсяР^?елительных сетях 6—НО кв с рабочим током не более 100 а. Выпус- ппличп пьгтигцинским электромеханическим заводом н опытным заводом по детву средств диспетчерского управления в Ростове-на-Дону. 37
Рис. 19. Общий вид реактора РЗ-600-0,25 с установленным на нем элементом настройки. / — силовая катушка; 2 — верхняя кре- стовина; 3 — нижняя крестовина; 4—. рейки; 5 — подъемная пластина (серь- га); 6, 7 — верхняя и нижняя контакт- ные пластины для соединения загра- дителя с проводом ВЛ; 8 — опорные угольники: 9 — элемент настройки ЭН-0,25; 10 — ввод элемента настройки; // — соединительная шина; /2, 13 — контактные пластины для соединения элемента настройки соответственно с нижннм н верхним концами силовой катушки; 14 — угольники для установ- ки элемента настройки; 15 — скоба для крепления элемента настройки. 38 Реактор характеризуется электродинамической и терми- ческой устойчивостью. Под элект род ина и и чес ко ft устойчивостью понимается ма- ксимальная величина то- ка короткого замыкания (удар н ы й то к), в оз де нс т в и е которого на реактор не остав- ляет в нем остаточных дефор- маций. Термическая устойчивость определяется односекундным током короткого замыкания, при протекании которого на- грев провода реактора не пре- вышает 200° С. При увеличении времени протекания тока ко- роткого замыкания величина термической устойчивости уменьшается в t раз, где t— время действия короткого за- мыкания в секундах. Кроме указанных электри- ческих характеристик, реактор должен обладать достаточным запасом механической прочно- сти, равной, примерно, его трехкратному весу. Поскольку реактор предназначен для под- веса, то запас прочности опре- деляется, в основном конструк- цией арматуры подвеса, укреп- ленной на верхней крестовине реактора. Фактически реакторы име- ют запас прочности, равный лишь двухкратному весу (ре- акторы РЗ-600-0,25) и даже 1,3 Ъеса (реакторы РЗ-1000-0,6 и РЗ-2000-1,2). По этой причи- не подвеска реакторов одного под другим недопустима. Конструкция реактора включает в себя следующие основные элементы: 1. Собственно катушку ин- дуктивности, намотанную мно- гожильным алюминиевым про- водом. 2. Рейки, выполняющие роль каркаса для намотки катушки, изготовленные из слонсто-древесного пластика (дельта-древесина), обеспе-
чивающие необходимый интервал и изоляцию между вит- KaM*3 Несущие конструкции в виде верхней и нижней крестовин, изготовленные из стали (в реакторе индуктивностью 1,2 мгн — из нержавеющей стали) 1. 4 Арматуру для подвеса заградителя (в реакторах 0,25 и 0 6 мгн стальная серьга, приваренная к верхней крестовине; в' реакторе 1,2 мгн — два болта, пропущенные сквозь противопо- ложные лучи верхней крестовины!). 5 Контактные алюминиевые пластины, связанные болтовым •соединением с крестовинами, приваренные к верхнему и нижнему концам проводов катушкн и служащие для включения заградителя в провод линии электропередачи (на крестовинах в месте присоеди- нения контактных пластин для лучшего контакта приварены пласти- ны из нержавеющей стали). Кроме перечисленного, на реакторе имеются пластины и уголь- ники для крепления элемента настройки и разрядников и для обес- печения надежного электрического контакта между элементом на- 1 В реакторе индуктивностью в 1,2 мгн вследствие сильного собственного электромагнитного поля катушки возникает недопустимый разогрев крестовин. Применение нержавеющей стали — материала диамагнитного и с большим удельным сопротивлением — уменьшает этот разогрев. Таблица 3 Технические данные силовых катушек (реакторов) заградителей Данные Тип реактора РЗ-600-0,25 РЗ-1000-0.6 РЗ-2000-1,2 Индуктивность, мгн . . . . Номинальный ток, а . . . Напряжение на катушке номинальном токе, в . . Термическая }стойчивость, 1 при • • 0,251,1°% 600 47 0,61’2% ° /О 1 000 188 j о + Ю% 2 000 755 а-се к % Э. юктродина мическая устойчи- вость, Пмаьс Число витков в слое Число слоев Диаметр провода, мм Марка провода ’ ’ Вес провода, кг . . . * Диаметр реактора, мм .... Высота реактора, мм . , ’ Максимальный габарит по вы- соте (вместе с элементом на- стройки), мм . . Вес реактора, кг ес реактора с элементом на- стройки и разрядниками, кг . Область применения . 20 000 30 000 22 1 22,4 А-300 44,3 900 1 025 1 350 86 106 Сети 35—220 кв 30 000 42 000 33,5 2 20 А-240 134 1 ПО 1 465 1 890 275 312 Сети НО—330 кв 65 000 70 000 39,5 4 22,4 А-300 545 1 620 2 300 2 800 1 050 1 120 Сети 330—500 кв
1110—--------f-c----------------—1890 Рис. 20. Общий вид реактора РЗ-1000-0,6 с установленным на нем элементом на- стройки. 9—элемент настройки ЭН-0,6: 16 — разрядники РВПЭ-Ш; /7 — скобы для установки разрядни- ков; 18 — защитная катушка. Остальные обозна- чения те же, что и па рис. 19. 40
162Q- Рис. 21. Общий вид реактора РЗ-2000-1,2 с уста- новленным на цем элементом настройки. пеймг™?— шка: 2 —верхняя крестовина; <7 — нижняя крестовина; 4 — тактные пластик Дд п°двески заградителя; 6, /--верхняя и нижняя коя- угольникн-’ 9 —Я соедин^И11яг заградителя с проводом ВЛ; 8 — опорные соединительпмрЭп1»М?Н1 настР°^кн ЭН-1,2; 10 — ввод элемента настройки; 11 — стина для соединен™ С BepxHctt и иижней крестовинами; 12 — контактная пла- 13__угольник А ения элемента настройкн с нижним концом силовой катушки; ментя ><усгаНг?вки элемента настройки; 14—скобы для под ьема эле- мента настройки; 15 - разрядники РВП -6; 16- защитная катушка. 41
стройки, защитной схемой и реактором. Для устойчивости загради- теля во время транспортировки и наладочных работ к нижней кре- стовине приварены опорные угольники. Верхняя крестовина реактора связана с корпусом элемента на- стройки, поэтому потенциал этой крестовины можно рассматривать как нулевой (нижний) потенциал в схеме элемента настройки. Точка верхнего потенциала схемы элемента настройки соединена с про- ходным изолятором, связанным с помощью шины, проходящей внут- ри реактора, с нижней крестовиной. Подвеска заградителей осу. ществляется на гнрлянде изоляторов (заградитель индуктивностью 1,2 мгн—на двух гирляндах) без оттяжных устройств. Длина тир- «лянд определяется классом изоляции данной электрической сети. Все деревянные н металлические конструкции реактора (кроме кон- тактных пластин) покрыты антикоррозийной краской. Реакторы предназначены для работы иа открытом воздухе при колебаниях температуры от —40 до 4-35° С. Общий вид и габаритные размеры реакторов с установленными на них элементами настройки даны на рис. 19, 20 и 21 (на рисунках не показаны промежуточные рейки, скрепляющие обмотку реактора, расположенные между лучами крестовин). Основные технические данные реакторов приведены в табт. 3 (стр. 39). IV. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ, ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ДАННЫЕ ЭЛЕМЕНТОВ НАСТРОЙКИ ЗАГРАДИТЕЛЕЙ Новые типы реакторов, рассмотренные в предыдущем разделе, комплектуются соответственно и новыми типами элементов настрой- ки—ЭН-0,25; ЭН-0,6 и ЭН-1,2. Ниже приводятся данные элементов настройки ЭН-0,25, выпус- каемых предприятием радиотехнической промышленности, ЭН-0,6 — выпускаемых предприятием МРП н московским электрозаводом им. В. В. Куйбышева и ЭН-1,2 изготовления московского электро- завода. *. Приводимые ниже технические данные, по сравнению с завод- скими материалами, дополнены и уточнены, что значительно расши- ряет возможности использования рассматриваемых высокочастотных заградителей *. 1. ЭЛЕМЕНТ НАСТРОЙКИ ЭН-0,25 Назначение и принципиальная схема Элемент настройки ЭН-0,25 в комплекте с реактором индуктив- ностью 0,25 мгн образует заградитель, предназначенный для осуще- ствления высокочастотных каналов в силовых сетях напряжением 35, ПО, 154 и 220 кв с величиной рабочего тока до 600 а. Заградитель ВЗ-600-0,25 дает возможность выполнить резонанс- ную (острую) одно- и двухчастотную настройки, а также притуп* * Границы полос заграждения, приведенные в заводской технической до- кументации, даны в табл. 12. 42 л г, пип н лвухчастотпую настройки в диапазоне частот от 40Нбо 340 кгЧ. В диапазоне частот от 100 до 560 кгц осуществляется широмотолосная настройка. Полная принципиальная схема ЭН-0,25 Дана на Ри^2частотной (одноконтурной) резонансной настройке яйгп- пнтель представляет собой параллельный контур, образованный имтатпвиостью силовой катушки L и емкостью С,. В индуктивность этого’контура входит также защитная катушка Ц Рис. 22. Принципиальная схема элемента настройки загради- теля ЭН-0,25 (включена на широкополосный диапазон). Величины емкостей магазинов конденсаторов (пф) с, ю 20 50 100 2р0 200 500 J 000 1 800 1 800 5 000 5 000 5 000 10 000 20 000 20 000 Са 10 20 50 100 200 200 500 1 000 1 800 1 800 5 000 — — 10 000 20 000 — С3 1 0 20 50 100 200 200 500 1 000 1 800 I 800 5 000 5 000 5 000 10 000 20 000 20 000 Величины индуктивностей катушек и £3 L3 ОТВОД 1 2 3 К иид.(мгн) 0,64 1,47 2,39 3,77 L 3 отвод 2,25 1,8 1,5 1,2 К инд.(мгн) 0,1 I 0,14 0,17 0,21 0,455 Притупленную одночастотную настройку осуществляют путем ухудшения добротности (загрубления) контура LLjCj сопротивле- нпями и R\ включаемыми последовательно с емкостью Сь Двухчастотную резонансную настройку выполняют по схеме связанных контуров, в которой параллельные контуры ЬЬ\С{ и ^зСз соединены емкостью связи С%. Притупленная настройка на две частоты осуществляется в этой же схеме включением^загрубляющих сопротивлений R, или R'2 после- довательно с катушкой индуктивностью Z3 (ранее предусматривалось включение этих сопротивлений последовательно с конденсатором Сз). Широкополосная диапазонная настройка выполняется по трех- коитурной или по двухконтурной схемам. В трехконтурной схеме участвуют контуры LLiCi и L3C3, связанные последовательным конауром Ь2С'2. Двухконтурная схема составляется нз контура ЕА|С] и последовательного контура Ь3С'% (катушка L3 в этом слу- чае отключается от корпуса). Система контуров образует полосовой 43
фильтр, нагрузкой которого является сопротивление Элемент настройки защищается схемой, состоящей из разрядников Л и и защитной катушки Lj. Высокочастотные характеристики Диапазон частот, в котором заградитель ВЗ-600-0,25 может быть настроен на одну или две частоты, охватывает полосу от 40 до 340 кгц. Условно этот диапазон разбит на три поддиапазона, до 100 гцу от 100 до 200 кгц и свыше 200 кгц. Величины полного сопротивления заградителя, которые могут быть достигнуты в этих поддиапазонах при различных схемах настройки, приведены в табл. 4. Таблица 4 Величины полного сопротивления заградителя ВЗ-600-0,25 при одно- и двухчастотных настройках Счета настройки Ч астоты настройки, кец Величина полного сопротивления, ом Э сет; идее к а я с>:ег а Резонансная одночасготвая До 100 100—200 Свыше 200 Не менее 5 000 Не менее 15 000 Не менее 35 С00 L Г ® Резонансная двухчастотная До IC0 100—200 Свыше 200 Не менее 2 500 Не мёнее 5 000 Не менее 8 000 Н Cf^Cs Щ 1 1 Притупленная одночастотная До 100 100—200 Свыше 200 500—5 000 700—15 000 1 500—35 000 и № Притупленная двухчастотная До 100 100—200 Свыше 200 800—2 500 800—3 500 1 500—3 500 'сз • Значения добротностей силовой катушки L п катушки Д, от которых зависят величины полного сопротивления заградителя при одно- и двухчастотных настройках, даны на графике рис. 23. Соотношение между верхней и нижней частотами при двухча- стотной резонансной настройке может быть выбрано в пределах от 1,1 дсу 2,5; при двухчастотной притупленной настройке—от 1,25 до 2,5. Значения индуктивности L3 в зависимости от соотноше- ния частот приведены в табл. 5. Вместо одно- или двухчастотной настройки заградитель может быть настроен на один из пяти широкополосных диапазонов, охва- тывающих общую полосу от 100 до 560 кгц по полному сопротивле- нию. (В заводских материалах предусматривается четыре диапазона до 450 кгц с учетом только активной составляющей.) 44
а б л и ц а Величины индуктивности катушки £3 (Граничные частоты этих диа- тазонов (с учетом влияния пара- .итной индуктивности сопротивле- ния /?3) даны в табл. 6. Величины полного сопротив- ления и его активной составляю- щей, соответствующие граничным частотам, выбраны равными 550 и 500 ом соответственно. На остальных частотах, в преде- лах полосы заграждения, активная |гоставляющая полного сопротивле- ния больше 500 ом. Экспериментальные характери- стики, полученные для указанных в табл. 6 диапазонов заграждения, приведены на рнс. 24—28. Гра- ницы диапазонов могут быть неско, настройки контуров LL}C\ и L3C рнс. 24). Методика настройки заградителя дана в разделе VI. к~ h Обозна- чение отвода L3 Индуктив- ность ка- тушки La, мгн 1,1—1,35 1,2 0,21 1,35—1,65 1,5 1,17 1,65—2,0 1,8 0,14 2,0—2,5 2,25 0,11 лько сдвинуты изменением частот з и величина емкости Cz2 (см. ч v & и ^0 80 180 160 200 24д 280 320 ЗбОкгц Рис. 23. Зависимость добротности катушек заградителя ВЗ-600-0,25 от частоты. / — силовой катушки; 2 — катушки L3. Конструктивное выполнение Катушки индуктивности £{, L2 и £3 помещены в пластмассовые коробки и залиты влагостойкой массой. Катушка £2, к которой предъявляется требование высокой добротности при малой собствен- ной емкости, выполнена из секций, намотанных в виде плоских дисков. 45
Данные настройки широкополосных диапазонов заградителя ВЗ-600-0,25 диапазона Таблица 6 Границы полосы заграждения, кгц Частоты настройкн контуров, кгц Индуктив- ность, мгн Емкость, /20 ом Положение пере- мычки //. по полно- му сопро- тивлению Z по актив- ной со- ставляю- щей г LL.C, н ГаС'2 ГзСэ у l2 Сг с3 1 103—160 110-150 129,0 125,0 3,77 0,455 5 650 370 3 740 820 К 2 130—210 140—200 163,0 159,0 2,39 0 ,455 3 440 370 2 200 820 3 3 150—290 165—265 208.5 195,5 I ,47 0,455 2 160 370 I 455 820 2 4 190 —470 205—430 305,0 273,0 0г64 0,455 I 000 370 750 820 1 5 210—540 245—470 341,0 376,5 Использует- ся £-3=0,455 откл точенной от корпуса 800 370 — 820 — Катушки индуктивности £2 и А3 выполнены с отводами; отводы иа Д2 выбираются в зависимости от диапазона частот при широко- полосной настройке; отводы Ьз— в зависимости от соотношения частот при двухчастотнон настройке (полная индуктивность А3 ис- Рнс. 24. Экспериментальные характеристики для первого диапазона заградителя ВЗ-600-0,25. Полоса заграждения по полному сопротивле- нию 105—160 кгц, по активной составляющей ПО—150 кгц; С'2=370 пф; частота настройки контуров 129 кгц; С'2==425 пф; частота наст- ройки контуров 120 кгц. 46
пользуется при широкополосной настройке). Емкости С2, С3 вы- полнены в виде магазинов конденсаторов с точностью подбора ве- личины емкости до 10 пф. Применены конденсаторы КСО-13, каждая ступень магазина рассчитана на рабочее напряжение не менее 4 000 в. Конденсатор используемый во всех широкополосных диа- пазонах, типа КВКТ-6. В настоящее время эта емкость выполняется на величину 435 пф Сопротивления R'[, R2, R\ и 7?3— типа ПЭВ-Х, проволочные, влагостойкие, регулируемые. Сопротивление /?3 рассчитано на мощ- ность 30 вт. Сопротивления этого типа обладают значительной соб- ственной индуктивностью (например, сопротивление /?з = 820 ом имеет индуктив- ность около 0,1 мгн), что необходимо учитывать при (застройке контуров. На 'пс. 29 показано влияние тндукти внести загрубляю- цего сопротивления R\ при I притупленной настройке. Все переключения в схеме, в том числе и набор емкости на магазинах кон- денсаторов, осуществляется без перепайки только с по- мощью перемычек и винто- вых соединений. Положение перемычек в различных схе- мах иастройки показано в табл. 7. Рис. 25. Экспериментальные характе- ристики для второго диапазона за- градителя ВЗ-600-0,25. Полоса заграждения по полному со- противлению 130—210 кгц, по актив- ной составляющей 140—200 кгц. плате собраны катушка £2, конден- Элемент настройкн ЭН-0,25 собран на стальном основании, на котором уста- новлены блок магазинов конденсаторов, разрядники и защитная катушка Lu катушка £3 и проходной изолятор. На поднятой над основанием гетинаксовой сатор С12, все сопротивления схемы и коммутационные пере- мычки. Все детали элемента настройки закрыты стальным кожу- хом. Элемент установлен на трех опорных точках на верхней кресто- вине реактора, с которой он связан дополнительной медной перемыч- кой. Вес элемента ЭН-0,25—20 кг, габаритные размеры ЭН-0,2э, установка его на реакторе и соединение с силовой катушкой пока- заны на рис. 19. Изоляция элементов схемы по отношению к корпусу составляет не менее 8 кв постоянного тока. Разрядники — вентильные с двумя вилнтовыми дисками (диаметр 70 мм, толщина 10 мм) на пробивное 1 Ранее была выпущена партия элементов иастройки ЭН-0,25 с емкостью конденсатора С/2==370 пф. Приведенные экспериментальные характеристики- заградителя ВЗ-600-0,25 соответствуют схеме ЭН-0,25 с С'2=37О пф. 47
Рис. 26. Экспериментальные характеристики для третьего диапазона заградителя ВЗ-600-0,25. Полоса заграждения по полному сопротивлению 150—290 кгц, по активной составляющей 1G5—265 кгц. напряжение 1,8 кв действ. ±20%; элемент поступает заказчику вме- сте с реактором (монтаж элемента на реакторе осуществляется на Московском электрозаводе). Таблица 7 Положение перемычек в различных схемах настройки ЭН-0,25 Схема настройки Перемычки /7» пг | г/5 я6 Одно та ст от на я Замкну- та на С\ Разомк- нута Ра ю ми- нута — — •— Одночастотная притупленная Замкну- та на “33„ иля „200“ Разомк- нута Разомк- нута — — Двух частотна я Замкну- Замк- Разомк- Замкну- Замк- Разомк- та на Сг нута нута та на L3 иута нута Двухчастотная Замкну- Замк- Разомк- Замкну- Замк- Разомк- притупленная та на „33* или я200и нута нута та на „33“ или “200“ нута нута Широкополое- Замкну- Разомк- Замк- Замкну- Разомк- Замк- пая та на Сг нута нута та на £3 нута нута 48
Рис. 27. Экспериментальные характеристики для чет- вертого диапазона заградителя ВЗ-600-0,25. Полоса заграждения по полному сопротивлению 190— 470 кгц, по активной составляющей 205—430 кгц. Рис. 28. Экспериментальные характеристики для пятого диа- пазона заградителя ВЗ-600-0,25. Полоса заграждения по полному сопротивлению 210—540 кгц, по активной составляющей 245—470 кгц. 298 49
Рис. 29. Одночастотная притупленная настройка заградителя ВЗ-600-0,25 на частоту 100 кгц. --------rt=21,4 ом, сопротивление ПЭВ-Х; ----------П=21,8 ом, сопротивление безындуктнвное МЯТ. 2. ЭЛЕМЕНТ НАСТРОЙКИ ЭН-0,6 Назначение и принципиальная схема Элемент настройки ЭН-0,6 в комплекте с реактором индуктив- ностью 0,6 мгн образует заградитель, предназначенный для осуще- ствления высокочастотных каналов в силовых сетях напряжением НО, 154, 220 и 330 кв с величиной рабочего тока до I 000 а. Рис. 30. Принципиальная схема элемента настройки загради- теля ЭН-0,6 (показана включенной на второй широкополос- ный диапазон). Величины индуктивности L$: 1,14 мгн (/); 2,26 мгн (2); 4,83 мгн (5); 6,92 мгн (4); 10,85 мгн (к). В диапазоне частот от 40 до 600 кгц осуществляется широко- полосная настройка; весь диапазон разбит на семь .поддиапазонов. Кроме того, заградитель ВЗ-1000-0,6 позволяет выполнить резонанс- ную одночастотную настройку на ряде частот в диапазоне от 45 до 375 кгц. Полная принципиальная схема ЭН-0,6 дана на рис. 30. 50
При одночастотной резонансной настройке создается парал- лельный контур из силовой катушки L, защитной катушки L\ и кон- денсаторов группы (Ci—С7) и (С9—С12). Широкополосная настройка осуществляется по двухконтурной и трехконтурной схемам или по схеме фильтра верхних частот. Двухконгурная схема составлена из катушек индуктивности L, L\ И L% н конденсаторов групп (Ci—С7) и (С9—Ci2). Трехконтурная схема образуется соединением параллельных контуров LL^Ci—С?) и Д3(С9—С[2) через последовательный контур Эта система контуров образует полосовой фильтр, нагруженный на сопротивление /?. Схема фильтра верхних частот собирается из индуктивности L, Lb емкости С8 и сопротивления /?. Таблица 8 Одночастотная настройка заградителя ВЗ-1090-0,6 Частота настройки F контура, кгц Емкость контгра, Соединение конденсаторов групп — н (Cfl — С1а) 45,5 19 700 Все конденсаторы в группах (С\—С7) и (С9—С1а) соединены параллельно 50,5 16 000 Группа (С\—С7) соединена параллельно с группой 54,5 13 800 Группа (С\—С7) соединена параллельно с коиден- сатором С9 59,5 11 600 Все конденсаторы в группе (С\—С7) параллельны 66,0 9 440 Ср С2, С3, С4, С6 и С7 соединены параллельно 71,0 8 100 С3, С4, С5, С12 соединены параллельно 79,0 6 600 С3, С4, С5 соединены параллельно 90,5 5 000 Ср С2., Сб, С7 соединены параллельно 96,5 4 400 С3 параллельно С4 110,0 3 300 С2 последовательно с группой (С3 параллельно С4) 120,0 2810 Ср Сб-, С7 соединены параллельно ( 130,0 2 420 С2 параллельно С6 136,5 2 200 с3 155,0 1 710 (Cj последовательно С2) паралледьно Св параллельно С7 166,0 1 490 (Cj последовательно С2) параллельно С7 176,0 1 320 (Сj последовательно С2) параллельно С8 193,0 1 100 С2 последовательно С, 208,0 945 (Ci последовательно С2) последовательно С3 (парад- лельио С4 параллельно С5) 216,0 875 (С i последовательно С^ последовательно С,) парад- дельно (Сб последовательно С7) 236,0 735 Ci последовательно С2 последовательно С3 259,0 610 С6 параллельно С7 271,0 560 (С3 параллельно С4 параллельно С5) последователь- но (С6 параллельно С7) 293,0 480 С4 последовательно (С6 параллельно С7) 324 390 с, 352 330 С7 последовательно С2 375 290 С7 последовательно С2 последовательно С, Г1
Элемент настройки защищен двумя разрядниками Р[ и Р2 и за- щитной катушкой Ьг. Высокочастотные характеристики Одночастотная резонансная настройка осуществляется контуром LL[(C[—С7) — (С9—С12). Примеры настройки для 26 частот в диа- Рис. 31. Зависимость доб- ротности силовой катушки заградителя ВЗ-1000-0,6 от частоты. скнх материалах предлагается 300 кгц). Граничные частоты Величины полного сопротив- ления и его активной со- ставляющей, соответствую- щие этим граничным часто- там, равны 600 ом. На остальных частотах в преде- лах полосы заграждения эти величины больше 600 ом. Экспериментальные ха- рактеристики, полученные для указанных в табл. 9 диапазонов, приведены на рис. 32—38. Методика настройки за- градителя дана в разде- ле VI. Конструктивное выполнение пазоне от 45,5 до 375 кгц даны в табл. 8. Могут быть выполнены настройки и на другие частоты путем различных соединений конденсаторов групп (Cj—С7) и (С9—С12). На рис. 31 дан график зависи- мости добротности силовой катушки L от частоты. От величины этой до- бротности зависит величина сопротив- ления заградителя при резонансной одночастотной настройке. Заградитель может быть настро- ен на одни из семи широкополосных диапазонов, охватывающих общую полосу от 40 до 600 Кгц. (В завод- нять диапазонов в полосе от 50 до этих диапазонов указаны в табл. 9. Принципиальные схемы элементов настройки ЭН-0,6, выпускаемых предприятием МРП и Московским элек- трозаводом совершенно ана- логичны 1. Различие заклю- чается в их конструктивном Рнс. 32. Экспериментальные харак- теристики для первого диапазона за- градителя ВЗ-1000-0,6. Полоса заграждения по полному со- противлению 42—56 кгц, по активной составляющей 45—53 кгц. оформлении. В элементах, выпускаемых предприятием МРП, защитная схема размещена внутри элемента. Разрядники аналогичны примененным 1 Выпуск ЭН-06 Московским электрозаводом в настоящее время пре- кращен. 52
Таблица 9 Данные настройки широкополосных диапазонов заградителя ВЗ-1000-06 _____________________________________________„____ 2 Границы полосы заграждения, к гц (строй- в, кец Индуктив- ность, мгн Емкость, пф ение пере- Z7X»** Б го ГО Е по полно- по актив- sa £ н R, ом ГО 1 д ’Pt му сопро- тнвле- ной со- ставляю- £ г L2 ь8 Ci—С? cs Са С12 & к о g В, О' нню, Z щей, г го — £ з р* £ С s I 42—56 45-53 48,5 4,83 17 500** 2 200** 1 000 . 2 46—75 50—70 59,5 10,85 0,886 И 600 662 8 100 1 000 КД) з 55—100 60—90 74,5 6,92 0,885 7 2Ю 662 5 2'0 1 000 4 (2) 4 65—115 70—110 89,5 4,83 0,886 5 150 662 3 700 I 1С0 3(3) 5 80 —200 90—185 130,0 2,26 0,883 2 240 662 1 600 1 000 2(4) 6 95—340 110—300 184,0 1 J4 0,886 1 240 662 890 1 000 1 (5) 1 7 140—600 220—600 250,0 — — — 662 I 000 * Используется емкость группы конденсаторов (Ci~С7) и С9, Ci0, С12. ** Используется емкость Сн *** В скобках указана маркировка отводов катушки £а в ЭН-0,6 Московского электрозавода. в ЭН-0,25, но каждый разрядник собран в виде блока из двух разрядников, соединенных последовательно. Пробивное напряжение каждого блока около 5,2 кв действ. ± 20%. Защитная катушка Ц помещена в пластмассовый кожух и залита влагостойкой массой. второго диапазона заградителя ВЗ-1000-0,6. Полоса заграждения по полному сопротивлению 46—75 кгц, по активной составляющей 50—70 кгц. В соответствии с формулой (56а) максимально допустимый ударный ток для заградителей ВЗ-1000-0,6 с элементами радиотех- нической промышленности составляет 31 ка макс. Для заградителей ВЗ-1000-0,6 Московского электрозавода с разрядниками РВПЭ-Ш максимально-допустимый ударный ток составляет 41 ка. В элементах, выпускаемых Московским электрозаводом, защит- ная схема установлена вне элемента настройки, на верхней кресто- вине реактора. Применены разрядники РВПЭ-Ш с пробивным напряжением 7 кв действ.±20%; защитная катушка, выполненная 53
в виде диска, залита эпоксидной смолой и размещается между верх- ними выводами разрядников. Катушки индуктивности п Рис. 34. Экспериментальные ха- рактеристики для третьего диапа- зона заградителя ВЗ-1000-0,6. Полоса заграждения по полному сопротивлению 55—100 /сащ по активной составляющей 60—90 кгц. L3 в первом варианте конструк- тивно оформлены так же, как и в ЭН-0,25, т. е. помещены в пластмассовые кожухи и за- литы влагостойкой массой. В элементах Московского электрозавода катушки L2 и L3 выполнены на общей гетинак- совой трубе способом малоем- костной намотки. Катушки по- крывают кремнеорганическим лаком с последующей термиче- ской обработкой, что обеспе- чивает высокую их влагостой- кость. Остальные различия не- существенны и заключаются в несколько другом расположе- нии элементов схемы. В обоих вариантах приме- нены конденсаторы одинаково- го типа. Конденсаторы группы: (Ci—С7)—типа ЗКВ, с испы- тательным напряжением не ме- нее 18 кв; конденсаторы груп- пы (С9—С12) и конденсатор С8 — типа КВКГ с испытатель- ным напряжением не менее 12 кв. Рис. 35. Экспериментальные характеристи- ки для четвертого диапазона заградителя ВЗ-1000-0,6. Полоса заграждения по полному сопротив- лению 65—115 кгц, по активной составляю- щей 70—110 кгц. 54 1
Рис. 36. Экспериментальные характеристики для пятого диапазона заградителя ВЗ-1000-0,6. Полоса заграждения по полному сопротивле- нию 80—200 кгц, по активной составляющей 90—185 кгц. Рис. 37. Экспериментальные характеристики для шестого диапазона заградителя ВЗ-1000-0,6. Полоса заграждения по полному сопротивле- нию 90—340 кгц, по активной составляющей 110—300 кгц. ‘я Все переключения в схеме не требуют перепайки, а производят- с помощью перемычек. Элемент ЭН-0,6 собран на стальном основании, на котором первом варианте установлены конденсаторы группы (Cj—С7), тушки £i и L2, сопротивление R, разрядники и проходной изо- тор, а во втором варианте — только конденсаторы группы !—С7), сопротивление R и проходной изолятор. Остальные элементы схемы — конденсаторы группы (С9—С12), нденсатор С\, катушка £2, а во втором варианте также катушка 55
подняты над основанием и укреплены на гетннаксовых платах и кронштейнах. Изоляционные расстояния всех элементов схемы относительно корпуса соответствуют испытательному напряжению 12 кв посто- янного тока. Элемент закрывается стальным кожухом. Габариты и вес элементов настройки различны: ЭН-0,6 предприятия МРП имеет размеры 515 X 390 X 245 мм и вес 37 ка; ЭН-0,6 Московского элек- трозавода—560 X 320 X 260 мм и вес 26 кг. Установочные размеры в обоих вариантах одинаковы. Рис. 38. Экспериментальные характеристики для седьмого диапазона заградителя ВЗ-1000-0,6. Полоса заграждения по полному сопротивлению 140— 600 кгц, по активной составляющей 220—600 кгц. На рнс. 20 показан элемент ЭН-0,6 предприятия МРП, уста- новленный на реакторе, и его соединение с верхней и нижней кре- стовинами. Пунктиром нанесены разрядники и защитная катушка, установленные вне кожуха элемента настройки прн использовании ЭН-0,6 Московского электрозавода. Московский электрозавод поставляет заградители ВЗ-1000-0,6 в собранном виде с установленными на них элементами настройки (любого варианта) с выполненным монтажом. Элемент ЭН-0,6 по- ставляется включенным на второй широкополосный диапазон (50—70 кгц по активной составляющей). 3. ЭЛЕМЕНТ НАСТРОЙКИ ЭН-1,2 Назначение и принципиальная схема Элемент настройки ЭН-1,2 в комплекте с реактором индуктив- ностью 1,2 мгн образует заградитель, предназначенный для осу* ществлення высокочастотных каналов в силовых сетях напряжением 220, 330 и 500 кв с величиной рабочего тока до 2 000 а. Заградитель ВЗ-2000-1,2 дает возможность выполнить широко- полосную настройку в диапазоне частот от 35 до 600 кгц. Кроме основных диапазонов, можно создать несколько полос настройки в диапазоне частот от 45 до 220 кгц. Полная принципиальная схема ЭН-1,2 показана на рис. 39. Широкополосная настройка осуществляется по трехконтурной схеме или по схеме фильтра верхних частот. 56
Трехконтурная схема образуется соединением параллельных контуров £Л1(С]—С4) и ДзО> через последовательный контур L2C5. Схема фильтра верхних частот состоит из индуктивности силовой катушки L, защитной катушки Д[, емкости С5 и нагрузочного сопро- тивления R. Кроме того, может быть собрана схема притупленной Д/ ИЗ в rfЖр® 2 6.0Мгн 14 TzZOO 2200 V! 2Z00 1,7мгн 1,65хгк Рис. 39. Принципиальная схема элемента настройки загради- теля ЭН-1,2 (показана включенной на первый широкополос- ный диапазон). 18к 1,3 к настройки, в которой контур ЬЩС^— С4) шунтируется сопротив- лением R, включенным через емкость С5. Схема ЭН-1,2 защищается разрядниками Р} и Р2, защитной катушкой L[ и дополнительным разрядным промежутком Рз- Высокочастотные характеристики Заградитель может быть настроен на один из трех широко- полосных диапазонов, охватывающих общую полосу от 35 до 600 кгц. Рис. 40. Экспериментальные характе- ристики для первого диапазона за- градителя ВЗ-2000-1,2. Полоса заграждения по полному со- противлению 38—75 кгц; по активной составляющей 44—68 кгц. Граничные частоты этих диапазонов указаны в табл. 10 (стр. 61). Величины полного со- противления и его активной составляющей, соответству- ющие этим граничным ча- стотам, равны 600 ом. На остальных частотах, в пре- делах полосы заграждения, эти величины больше 600 ом, (Верхняя граничная частота третьего диапазона обозначена условно, по рас- чету она лежит в бесконеч- ности) . Экспериментальные ча- стотные характеристики, по- лученные для указанных в табл. 10 диапазонов, при- ведены на рис. 40, 41 и 42. Частотные характери- стики по схемам притуплен- ного контура, не предусмот- ренным заводским исполне- нием ЭН-1,2, приведены на рис. 43—47. Эти схемы дают значительно большие величины сопротивлений по сравнению с трехконтурными. 57
Характеристики получены при емкости (первого контура в 6 600, 4 400, 3 200, 2 200 и 1 000 пф соответственно. При этом первый контур за- шунтирован сопротивлением /?=1 100 ом через емкость С5=1 000 пф. Мегодика настройки заградителя дана в разделе VI. Конструктивное выполнение Катушки индуктивности L2 и выполнены на от- дельных гетинаксовых тру- бах способом малоемкост- ной намотки. Катушки по- крывают кремнеорганиче- ским лаком с последующей термической обработкой, что обеспечивает высокую вла- гостойкость. Катушки име- ют отводы для включения на первом и втором диапа- зонах. Катушка Lb предна- значенная для наружной установки, такая же, как в ЭН-0,6, т. е. выполнена в виде диска и залита эпок- сидной смолой. Все конденсаторы в эле- менте ЭН-1,2 — типа ЗКВ Рис. 41. Экспериментальные характе- ристики для второго диапазона за- градителя ВЗ-2000-1,2. Полоса заграждения по полному со- противлению 48—135 кгц\ ino актив- ной составляющей 55—115 рассчитаны на испытатель- ное напряжение постоянного тока не менее 45 кв. Сопротивление R составлено из двух сопротивлений ПЭВ иа суммарную мощность 200 вт. Элемент ЭН-1,2, в отличие от ЭН-0,25 и ЭН-0,6 собран на ге- тинаксовом основании (для уменьшения иагрева деталей электро- Рис. 42. Экспериментальные характеристики для третьего диапазона заградителя ВЗ-2000-1,2. Полоса заграждения по полному сопротивлению 80—600 кгц\ по активной составляющей 110—600 кгц. —--------характеристика, снятая с эквивалентом реактор? 58
Рис. 44. Заградитель ВЗ-2000-1,2; притуплен- ная настройка; Ci = 4 40Q пф. Рис. 45. Заградитель ВЗ-2000-1,2; притуплен- ная настройка; С[ = = 3 200 пф. 59
магнитным полем силовой катушки; с гой же целью кожух ЭН-1,2 сделан из диамагнитной нержавеющей стали). Выполнение основания ЭН-1,2 из изоляционного материала по- зволило разместить непосредственно на нем элементы схемы, элек- трически не связанные с корпусом: конденсатор С5 и катушку ин- дуктивности L%. Благодаря этому удалось по сравнению с первой партией ЭН-1,2 почти вдвое сократить габариты элемента настройки по высоте. Рис. 46. Заградитель ВЗ-2000-1,2; притупленная настройка; Ci = 2 200 пф. Установка элементов контура L2lC5 на общем основании вблизи других деталей схемы, связанных с корпусом, потребовала допол- нительной защиты в виде разрядного промежутка Р3. При им- пульсных воздействиях на катушке L2 могут возникнуть опасные перенапряжения, и искровой воздушный промежуток Р3, с зазором 10 мм должен предотвратить повреждение катушки. Рис. 47. Заградитель ВЗ-2000-1,2; притупленная настройка; С[=1 000 пф. В элементе ЭН-1,2 применены разрядники Р[ и Р2 —типа РВП-6 на пробивное напряжение 16—19 кв промышленной частоты. В отличие от заградителей ВЗ-600-0,25 и ВЗ-2000-0,6, в которых элементы настройки установлены на верхней крестовине реактора эксцентрично, элемент ЭН-1,2 устанавливается в центре крестовины 60
Таблица 16 \ Данные настройки широкополосных диапазонов заградителя ВЗ-2000-1,2 № диапазона > Гранины полосы заграждения, кгц Частота настрой- ки контура, кгц Индуктивность, мен Емкость, пф R, ом по пол- ному сопро- тивле- нию, Z по актив- ной со- став тяю- щей, г 4'3 с, са С3 1 38—75 44—68 52,5 8,9 4,05 7 600 1 000 2 200 1 100 2 48-135 55—115 80,5 3,9 1 ,77 3 300 1 000 2 200 I 100 3 8J—600 110—600 144 Закоро- чена Не вклю- чена Не вклю- чена 1 000 Не вк то- чена 1 100 иа четырех опорных угольниках (см. рис. 2i). Вес элемента ЭН-1,2— 55 кг. Московский электрозавод поставляет заградители ВЗ-2000-1,2 в собранном виде — с установленным элементом, защитной схемой и выполненным монтажом. Элемент ЭН-1,2 поставляется включенным на первый диапазон. V. СХЕМЫ НАСТРОЙКИ И ИЗМЕРЕНИЙ Электрические испытания высокочастотного заградителя вклю- чают" в себя: измерение сопротивления изоляции схемы; испытание электрической прочности изоляции деталей схемы и пробивного напряжения разрядников; настройку резонансных контуров; измерение величины сопротивления заградителя в зависимости от частоты. Для выполнения перечисленных измерений необходим следую- щий комплект приборов: меггометр на напряжение 2 500 в\ испытательная установка для измерения пробивного напряжения разрядников и прочности изоляции элементов схемы; высокочастотный генератор, имеющий необходимый частотный диапазон (НГ-53, ЗГ-12, ГСС-6 и т. п.); ламповый вольтметр МВЛ, ВЗ-2А и т. п.; эталонные сопротивления; измерительные сопротивления и конденсаторы; омметр. В дополнение к этому желателен электронный осциллограф для контроля формы кривой напряжения высокой частоты на вы- ходе генератора. Если имеется мост полных сопротивлений (или полных про- водимостей), например МПП-300, то в комплекте с высокочастотным генератором и электронным вольтметром можно собрать измери- тельную схему, обеспечивающую высокую точность снятия высоко- частотных характеристик. Балансировка моста облегчается, если вместо вольтметра применить избирательный измеритель уровня. 61
1. ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ СХЕМЫ Измеряется сопротивление изоляции всех детален и соединений элемента настройки относительно корпуса элемента. Перед измере- нием следует устранить загрязнение с поверхности проходного изо- лятора и остальных деталей. Все детали, соединенные одним за- жимом с корпусом (например, катушка индуктивности L3 и сопро- тивление /?), от него отключаются. У конденсаторов, кроме изме- рения сопротивления изоляции относительно корпуса, производится также измерение изоляции между выводами (каждого конденсатора в отдельности). Меггометр (на напряжение до 2 500 0) зажимом «земля» под- ключается к корпусу элемента настройки, потенциальным — пооче- редно к каждому контактному соединению элементов схемы. В элементах настройки, в которых защитная схема помещена внутри элемента, разрядники (их верхние зажимы) отключаются. Величина сопротивления изоляции в исправном элементе на- стройки должна быть не менее 100 Мом для всех трех типов эле- ментов настройки. 2. ИСПЫТАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ИЗОЛЯЦИИ СХЕМЫ И ПРОБИВНОГО НАПРЯЖЕНИЯ РАЗРЯДНИКОВ Проверка электрической прочности изоляция деталей и кон- тактных соединений элемента настройки производится в том же порядке, что и при измерении сопротивления изоляции. Проверка производится переменным напряжением, величина которого являет- ся определенной для каждого типа элемента настройки (см. раздел VI). Испытание производится либо на специальной установке, ли- бо с помощью схемы, показанной на рис. 48. Измеряемый объект (И) подключается к схеме при выключенном напряжении и выведенном потенциометре R. Подъем напряжения осущест- вляется потенциометром при соблюдении правил техники безопасности (следует иметь в виду, что при испытании эле- мента ЭН-1,2 и его разрядни- ков, напряжение на вторичной обмотке трансформатора мо- жет достигнуть 45—25 ка действ.). Поскольку вольтметр вклю- чен в первичную обмотку Рис. 48. Схема испытания элек- трической прочности изоляции и пробивного напряжения разряд- ников. Тр — повышающий высоковольтный трансформатор; И — испытуемый объект. трансформатора, отсчет напряжения, приложенного к измеряемому объекту, осуществляется с учетом коэффициента трансформации. Испытательное напряжение должно воздействовать на схему не менее I мин. Пробивное напряжение разрядников измеряют в этой же схе- ме. Напряжение на разряднике плавно поднимается, момент пробоя фиксируется по резкому уменьшению показания вольтметра. Изме- 62
ренне напряжения срабатывания разрядника следуеъ повторить нс сколько раз. Номинальные значения пробивного напряжения раз- рядников даны в разделе VI. 3. НАСТРОЙКА РЕЗОНАНСНЫХ КОНТУРОВ Перед началом измерений заградитель следует отдалить от пола и других окружающих предметов на расстояние не менее 1 м. Настройка контуров заградителя сводится к подбору емкости для достижения резонанса на заданной частоте. В заградителе Рис. 49. Схема настройки пер- вого параллельного контура заградителя. Рис. 50. Схема настрой- ки третьего параллельно- го контура заградителя. 2к Рис. 51. Схема на- стройки последова- тельного контура за- градителя. ВЗ-600-0,25 настройка осуществляется с помощью магазинов кон- денсаторов. В заградителях ВЗ-1000-0,6 и ВЗ-2000-1,2 определяется соответствие настройки каждого контура заданной частоте. При настройке каждый контур отделяется от остальной схемы. Исключение составляет двухчастотная настройка; в этом случае прн настройке на нижнюю частоту участву- ет вся схема заградителя. Схемы настройки параллельных конту- ров показаны на рис. 49 и 50. Схемы со- единений собираются максимально коротки- ми проводами. Генератор подключается к схеме через сопротивление величиной 100—200 ком. Для того, чтобы входная емкость вольт- метра ие повлияла на частоту настройки контура, вольтметр подключается через конденсатор с малой емкостью, не более 10 пкф. Этот конденсатор и сопротивление R лучше включать непосредственно на за- жимы настраиваемого контура. Форма кри- вой напряжения подводимого к контуру, должна быть синусоидальной, что контро- лируется электронным осциллоскопом. Пастройка контура соответствует максимуму напряжения вольт- метра. На время настройки элемент закрывают кожухом. При на- стройке первого контура заградителя в нем дотжны участвовать разрядники и защитная катушка (см. рис. 49). Днадогичнр рсуще- 63
ствляется настройка на нижнюю частоту заградителя ВЗ-600-0,25 при двухчастотной настройке. На рнс. 51 дана схема настройки последовательного контура, Условия настройки такие же, как и для параллельного контура. Оценка настройки производится по минимуму напряжения вольт- метра, подключенного к контуру. Конкретные условия настройки контуров каждого заградителя по указанным схемам даны в разделе VI. 4. ИЗМЕРЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ ЗАГРАДИТЕЛЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЧАСТОТЫ Критерием правильности настройки контуров служит измерен- ная величина сопротивления заградителя, сопоставляемая со зна- чениями, указанными на типовых характеристиках. Перед измерениями собирается полная схема заградителя для данного вида настройки; элемент настройки закрывают кожухом. Схема для измерения полного сопротивления и его активной составляющей показана иа рис. 52. Для получения правильных Рис. 52. Схема для измерения полного сопротивления и его активной составляю- щей. Полное сопротивление 10С/2 Z = -p—, ом, результатов измерений сопротивления R\ = — 1000 ом и /??=10 ом должны быть по- добраны с точностью до 1%; должна бьпь проверена правильность показаний вольт- метра на различных пределах измерений. Все сопротивления включают непосред- ственно у зажимов заградителя. Соедини- тельные и измерительные провода должны быть предельно короткими. В схеме изме- ряют три напряжения: напряжение Ui ге- нератора, напряжение на заградителе и напряжение U3 на сопротивлении R2 (для определения тока через заградитель). Рас- чет полного сопротивления заградителя и его активной составляющей производится по формулам 10[/2 Z = —g— , ом\ (58) — г =------—к— — 500, ом. (59) 20tZ? v 7 О активная составляющая г = L „2 -500 ом- 20^з При резонансных настройках (одно- ил и двухчастотных) измеряется величина полного сопротивления на резонансных ча- стотах. Можно также измерить частоты, при которых величина полного сопротивле- ния снижается до 400—500 ом. При широкополосных и притупленных настройках характеристи- ка снимается в пределах данного диапазона до крайних частот, ца которых величина полного сопротивления снижается до 600 ом. Полученные характеристики сравнивают с типовыми, при этом отклонение граничных частот от номинальных значений возможно 64
до 5% из-за разброса величины индуктивности катушек и емкостей конденсаторов элемента настройки, а также величины индуктивно- сти реактора (см. Приложение 1). VI. ПРОВЕРКА И НАСТРОЙКА ЗАГРАДИТЕЛЕЙ ВЗ-600-0,25, ВЗ-1000-0,6 и ВЗ-2000-1,2 Наладочные работы рекомендуется производить в такой по- следовательности: внешний осмотр заградителя; испытание изоляции и проверка разрядников; настройка контуров н снятие высокочастотных характеристик. 1. ВНЕШНИЙ ОСМОТР ЗАГРАДИТЕЛЯ При внешнем осмотре производится: а) проверка качества болтовых соединений элемента настройки с верхней крестовиной реактора и контактных пластин с верхней и нижней крестовиной (см. рис. 19, 20, 21); б) проверка качества контактных соединений элемента настрой- ки с реактором и разрядником с элементом настройки и реактором. При этом следует проверять надежность присоединения медных шин, связывающих корпус элемента настройки и нижние выводы разрядников с верхней крестовиной, а также соединение ввода эле- мента настройки (или верхнего вывода разрядника) с нижней кре- стовиной. Проверяется целость обмотки защитной катушки, надежность ее контакта с выводами разрядников; в) проверка исправности деталей элемента настройки и их со- ответствие номинальным данным схемы. 2. ИСПЫТАНИЕ ИЗОЛЯЦИИ И ПРОВЕРКА РАЗРЯДНИКОВ Измерение сопротивления изоляции схемы производится мегом- метром на напряжение 2 500 в в соответствии с п. V, 1. Таблица 11 Данные по электрической прочности элемента настройки Тип загради- теля Электрическая прочность изоляции, ^дейст в Пробивное напряжение разрядников, АГвдейст в Тип разрядника ВЗ-600-0,25 6 / 1,8 Изготовления предприятия МРП ВЗ-1000-0,6 8,5 5,2 7,0 Изготовления предприятия МРП РВПЭ-Ш ВЗ-200-1,2 25 16,0 РВП-6 5—298 • 65
Испытание электрической прочности изоляции заградителя и пробивного напряжения разрядников выполняется с помощью ис- пытательной установки в соответствии с п. V, 2. Испытание электрической прочности изоляции производится при напряжениях, указанных в табл. 11. Измеренное напряжение пробоя разрядников не должно отли- чаться от величин, указанных в таблице, более, чем на ±20%. 3. НАСТРОЙКА КОНТУРОВ И СНЯТИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАГРАДИТЕЛЕЙ ЗАГРАДИТЕЛЬ ВЗ-600-0,25 I) Резонансная одночастотная настройка Одночастотная настройка может быть осуществлена на любой частоте в диапазоне от 40 до 340 кгц. Настройка контура производится в следующем порядке: а) собирается схема в соответствии с рис. 49; б) отключаются перемычки П2 и 773; перемычка ГЦ ставится в положение ГЦ—(Ц (см. рис. 22); в) выполняется предварительный расчет емкости Ci по формуле: 94-102 * * s б) ~ р > пф* (60) где f — частота в кгц; г) Полученная величина емкости набирается на магазине кон- денсаторов Ci; д) изменением частоты генератора достигается максимальное показание вольтметра; производится отсчет частоты, соответствую- щей этому максимуму; е) подбором конденсаторов магазина (Ц добиваются резонанса на заданной частоте; ж) приводится в порядок монтаж на магазине конденсаторов Cj; элемент настройки закрывается кожухом; з) собирается схема в соответствии с рис. 52; и) снимается частотная характеристика и производится расчет величины полного сопротивления по формуле (58); к) полученные величины сопоставляются с указанными в табл. 4. 2) Резонансная двухчастотная настройка Двухчастотная настройка может быть осуществлена на часто- тах от 40 до 340 кгц при соотношении между верхней и нижней частотами от 1,1 до 2,5. Настройка контуров производится в следующем порядке: а) выполняется предварительный расчет емкости С{ для на- стройки контура LL]C\ на верхнюю частоту f2 по формуле (60); б) производится настройка контура LL\C\ на верхнюю частоту f2 в том же порядке, как и при одночастотной настройке по п. 1,а — 1,яс; 66
h в) в зависимости от заданного соотношения частот К = ^—вы- бирается величина индуктивности катушки L3 (см. табл. 5); г) выполняется расчет емкости С3 для настройки контура на верхнюю частоту по формуле 24,5-106 С3 = —757----- пФ’ (61) /2Ьз где f2— частота, кгц; Ьз — индуктивность, мгн; д) полученная величина емкости набирается на магазине кон- денсаторов С3; е) снимается перемычка /76, перемычка П4 ставится в поло- жение П4—L3 (см. рис. 22). Примечание. В выпускавшихся ранее элементах настройки ЭН-0,25 перемычка /74 предназначалась для присоединения магазина конденсаторов С3. В этих элементах необходимо произвести присо- единения точки «£3» перемычки П4 к цепи катушки L3, как показано на рис. 22; ж) собирается схема в соответствии с рис. 50; з) изменением частоты генератора достигается максимальное показание вольтметра; производится отсчет частоты, соответствую- щей этому максимуму; и) подбором конденсаторов магазина С3 добиваются резонанса на заданной частоте f2; к) подсчитывается величина емкости С2, требующаяся для на- стройки всей схемы заградителя на нижнюю частоту ft по формуле: с,с3 ( fl \ Сг ~ С, + Сг ( f2 ~ 1 I ’ ',(б; (62) л) полученная емкость набирается на магазине конденсаторов С2; м) собирается полная схема заградителя, для чего дополни- тельно замыкаются перемычки /72 и П5; н) заградитель подключается к измерительной схеме рис. 49; о) изменением частоты генератора достигается максимальное показание вольтметра на частоте, близкой к нижней частоте /г, п) подбором конденсаторов магазина С2 добиваются резонанса на заданной нижней частоте fi; р) собирается схема в соответствии с рис. 52; с) снимается частотная характеристика и производится рас- чет величины полного сопротивления по формуле (58); т) полученные величины сопоставляются с указанными в табл. 4. 3) Притупленная одночастотная настройка Притупленная одночастотная настройка может быть осуществ- лена на любой частоте в диапазоне от 40 до 340 кгц; а) производится настройка контура LL[C\ в то.м же порядке, как и при резонансной одночастотной настройке (п. 1,а— 1,ж); 5* 67
б) задается необходимая величина полного сопротивления за- градителя» и выполняется расчет добавочного (загрубляющего) сопротивления по формуле (11); в) полученная расчетная величина устанавливается на сопро- тивлении или R\: г) перемычка 171 ставится в положение «33» или «200»; д) вновь проверяется резонансная частота. Примечание. Проволочные сопротивления /?1 и R\ обла- дают индуктивностью, которая вводится в контур LLlCl последо- вательно и сдвигает частоту настройки вниз (см. рнс. 29). Поэтому в резонансной схеме (при выключенном сопротивлении) настройка производится на частоту, на 3—5% большую заданной; е) включается сопротивление Ri или R'i, снимается частотная характеристика и рассчитываются величины полного сопротивления и его активной составляющей по формулам (58) и (59); ж) полученная величина полного сопротивления сравнивается с заданной. Примечание. Если измеренная величина будет существенно отличаться от заданной, то следует изменить величину загрубляю- щего сопротивления (уменьшить, если измеренное сопротивление окажется меньше заданного, и увеличить, если оно больше задан- ного) и повторить измерения. 4) Притупленная двухчастотная настройка Притупленная двухчастотная настройка может быть осуще- ствлена на частотах от 40 до 340 кгц при соотношении между верх- ней и нижней частотами от 1,25 до 2,5; а) производится настройка заградителя на две частоты по резонансной схеме, как описано в п. 2; б) задается необходимая величина полного сопротивления за- градителя на нижней частоте настройки (zmH) и выполняется рас- чет загрубляющего сопротивления по формуле (43); в) полученная расчетная величина устанавливается на сопро- тивлении R2 или R'2; г) перемычка th ставится в положение «33» или «220»; д) в полной схеме заградителя измеряются верхняя и нижняя резонансные частоты, определяется значение полного сопротивления на этих частотах; е) корректируется величина резонансных сопротивлений путем изменения сопротивлений R% или R'2. Примечание. Загрубляющие сопротивления R2 и R'2 (так же, как и /?[ и Rh) обладают индуктивностью. Введенные последо- вательно в контур L3C3 они сдвигают частоты настройки вниз (преимущественно верхнюю частоту). На сдвиг влияет также ве- личина емкости связи С2. Поэтому следует произвести коррекцию частот настройки — сначала верхней частоты с помощью емкости С3, затем нижней частоты — емкостью С2. Подстройка производится в полной схеме с включенным сопротивлением R2 или R'2\ 68
ж) снимается частотная характеристика и рассчитывается Ёб- личины полного сопротивления и его активной составляющей по формулам (58) и (59). Порядок величин полного сопротивления приведен в табл. 4. 5) Широкополосная настройка Широкополосная настройка может быть осуществлена на один из пяти диапазонов в общем диапазоне частот от 100 до 560 кгц. Первые четыре диапазона осуществляются по трехконтурной схеме, пятый — по двухконтурной. Порядок настройки заградителя по трехконтурной схеме еле- дующий: а) вначале проверяется настройка последовательного контура для чего собирается схема рис. 51; б) снимаются перемычки П\, П2, П4у перемычка П3 ставится на отвод катушки индуктивности соответствующий выбранному диапазону частот (см. табл. 6); в) изменением частоты генератора проверяется частота настрой’ ки контура L^Cz2 по минимальному показанию вольтметра; измерен- ная частота сверяется с частотой, указанной в табл. 6 для контура А2Сх2. Измеренная частота может несколько отличаться от таблич- ной, но подстройке не подлежит, так как элементы контура — ка- тушка индуктивности L2 и конденсатор С\—фиксированные; г) собирается схема в соответствии с рис. 49 для настройки параллельного контура LLXC\\ д) отключаются перемычки и /73; перемычка П\ ставится в положение /71—Сг, е) в соответствии с выбранным диапазоном частот на мага- зине С| набирается емкость, величина которой указана в графе С] табл. 6; ж) изменением частоты генератора настраивается контур LL\C\ и определяется частота, соответствующая максимальному показанию вольтметра; измеренная частота сравнивается с фактиче- ской частотой настройки контура з) производится подстройка частоты контура LL\C{ до значения частоты контура L^C'z с помощью магазина конденсаторов Ct; и) собирается схема рис. 50 для настройки параллельного кон- тура 73С3; к) снимаются перемычки /75 и I7q; перемычка /74 ставится в по- ложение П4—L3 (см. примечание п. 2,е); л) в соответствии с выбранным диапазоном частот на магазине конденсаторов С3 набирается емкость, величина которой указана в графе С3 табл. 6, на катушке индуктивности 73 используется от- вод к-, м) измеряется частота настройки контура L3C3, которая све- ряется с указанной в графе L3C3 табл. 6; н) параллельно контуру L3C3 подключается сопротивление /?з с помощью перемычки П&. Примечание. Проволочное сопротивление /?3, подключаемое к контуру параллельно, обладает индуктивностью, которая сдвигает частоту его настройки вверх. Этот сдвиг учтен в значениях частоты, приведенных в табл. 6. Поэтому частота настройки контура L3C3 69
после подключения сопротивления А?з должна стать равной частоте настройкн контура ЩС[. В случае несовпадения частот необходимо с помощью магазина конденсаторов С3 (при включенном сопротив- лении довести частоту настройкн контура L3C3 до значения частоты контура LLiCy; о) собирается полная схема заградителя, включаются все пере- мычки, кроме Лг н Л5; п) снимается частотная характеристика в пределах границ выбранного диапазона частот, производится расчет полного сопро- тивления заградителя и его активной составляющей. Полученные значения должны соответствовать типовым характеристикам, пока- занным па рис. 24—27. 6) Настройка по двухконтурной схеме (пятый диапазон г) выполняется в следующем порядке: а) собирается последовательный контур L3C\ для чего шина, связывающая начало катушки индуктивности L3 с корпусом, от него отключается; перемычка /73, Я5 и /76 размыкаются, перемычка Л4 ставится в положение /74— б) образованный таким образом контур ЬзС'% подключается к измерительной схеме рис. 51; в) производится проверка настройки контура L3CZ2 на частоту 376,5 кгц (или близкую к ней); г) последовательно с катушкой Л3 вводится сопротивление /?з (для этого верхний конец сопротивления /?з (см. рис. 22) соединяет- ся с началом катушки L3), и проверяется частота настройки, кото- рая должна стать близкой к частоте 341 кгц (см. табл. 6); д) отключаются перемычки П5 и П3, перемычка ставится в положение П\—Сц на магазине С\ набирается емкость 800 пф; е) проверяется настройка контура LLiC[ в схеме рис. 49. Кон- тур должен оказаться настроенным на частоту 341 кгц или близкую к ней; ж) производится подстройка контура LL^C^ на частоту конту- ра L3C\; з) собирается полная схема заградителя, в которой, кроме по- ставленных перемычек, надо проложить дополнительную шину, соединяющую оба контура между собой (удобно соединить зажимы перемычек /73 и /71); и) снимается частотная характеристика по схеме рис. 52, и производится рдсчет величины полного сопротивления и его актив- ной составляющей. Типовая экспериментальная характеристика заградителя по двухконтурной схеме (f0 = 341 кгц) дана на рис. 28. ЗАГРАДИТЕЛЬ ВЗ-1000-0,6 I) Резонансная одночастотная настройка Резонансная однойастотная настройка 'может быть осуществлена на ряде частот в диапазоне от 45 до 375 кгц. 1 Этот диапазон в заводских схемах не предусмотрен. 70
Используется одноконтурная параллельная схема, составленная из индуктивности LLi и емкости групп (Cj—С7) и (С9—Ci2). Порядок настройки контура LLi (Сг—С12) следующий: а) от схемы (см. рис. 30) отделяется контур L2—С8, катушка индуктивности L3 и сопротивление /? (снимается перемычка /71); б) по табл. 8 подбирается необходимая величина емкости контура для заданной частоты. Примечание. Табл. 8 составлена для 26 частот; смешан- ным соединением конденсаторов групп (Ci—С7) и (С9—С[2) можно получить и другие значения емкости; в) если необходимая величина емкости есть в табл. 8, то про- изводится сборка группы конденсаторов (при этом могут потребо- ваться дополнительные перемычки!) и осуществляется настройка кон- тура в схеме рис. 49; г) если требуемая величина емкости в табл. 8 отсутствует, то производится ее расчет по формуле 41-Ю6 С = —р—,/и/л (63) (где f в килогерцах) и осуществляется набор емкости контура смешанным соединением конденсаторов групп (Ct—С7) и (С9—Ci2); д) собирается схема заградителя и производится проверка ча- стоты настройки в схеме рис. 49; е) в схеме рис. 52 снимаются высокочастотные характеристики. 2) . Широкополосная настройка Широкополосная настройка может быть осуществлена на один из семи диапазонов в общем диапазоне частот от 40 до 600 кгц. Первый диапазон осуществляется по двухконтурной схеме; со второго по шестой включительно — по трехконтурной, седьмой — по схеме фильтра верхних частот. Для включения ЭН-0,6 на выбранный диапазон собирают схему в соответствии с данными табл. 9 и монтажными схемами, приве- денными на рис. 53—57 (схемы выполнены для диапазонов со второго по шестой). Затем в схеме рис. 52 снимаются высокочастот- ные характеристики, которые сверяются с типовыми, приведенными на рис. 32—38. Если полученные результаты будут существенно отличаться от номинальных, то необходимо произвести проверку настройки каж- дого контура заградителя в отдельности. Проверка настройки контуров схемы первого диапазона про- изводится в следующем порядке: а) набирается емкость параллельного контура нз всех кон- денсаторов группы (Ci—С7) и конденсаторов С9, Сю, С12 (все кон- денсаторы соединяются параллельно; суммарная емкость 17 500 пф); б) производится проверка настройки контура на частоту 48,5 кгц (или близкую к ней) в схеме рис. 49; в) собирается последовательный контур, образованный катушкой индуктивности С2 (отвод Л = 4,83 мгн) и конденсатором Сия = 2 200 пф; г) контур L2Ch отделяется от остальной схемы и проверяется в схеме рис. 51 на частоту настройкн 48,5 кгц; 71
К вводу и к г л собш, = 11600 пф Со6шГ5,0° пФ Рис. 53. Заградитель ВЗ-1000-0,6. Принципиальная и монтажная схемы соединения конденса- торов Ci—Су и С9—Cj2 на втором диапазоне. ~6290 пф Рис. 54. Заградитель ВЗ-1000-0,6. Принципиальная и монтажная схемы соединения конденсаторов С\—Су и Сэ—Ci2 на третьем диапа- зоне. 72
К вводу и к С& г----------- I Ч ? Ч------------Р в15<0 71 ф Рис. 55. Заградитель ВЗ-1000-0,6. Принципиальная и монтажная схемы соединения конденсаторов Ci—Cj if С9—С is на четвертом диапазоне. К вводу и к Cs Codur1600 пФ Рис. 56. Заградитель ВЗ-1000-0,6. Принципиальная и монтажная схемы соединения конденсаторов Ci—С7 и С9—Ci2 на пятом диапазоне. То
Д) собирается полная схема заградителя (см. рис. 32), при $том накладывается дополнительная перемычка между конденсато- ром Си и сопротивлением /? (проложенные перемычки должны про- ходить от точек схемы, связанных с корпусом элемента настройки на расстоянии не менее 2 см); Рис. 57. Заградитель ВЗ-1000-0,6. Принципиальная и монтажная схемы соединения кон- денсаторов Ci—С7 и Cg— С]2 на шестом диапазоне. е) снимается частотная характеристика по схеме рис. 52 от 40 до 60 кгц. Величины полного сопротивления и его активной со- ставляющей сопоставляются с соответствующими значениями, взя- тыми из типовой характеристики, приведенной па рис. 32. Проверка настройки контуров со второго по шестой диапазон, выполненных по трехконтуриой схеме, производится в таком порядке: а) по табл. 9 подбирается нужный отвод катушки и осу- ществляется сборка конденсаторов для первого и третьего контуров; сопротивление R отключается; б) производится проверка настройки каждого контура; все три контура должны быть настроенными на одну частоту, указанную для выбранного диапазона в табл. 9 (допустимый разброс частот настройки до 2,5%); в) снимаются высокочастотные характеристики, которые затем сравниваются с приведенными на рис. 33—37. Проверка настройки контура на седьмой диапазон осуществляет- ся в следующем порядке: а) собирается схема заградителя, состоящая из катушек индук- тивности LL[, и последовательно соединенных конденсатора С8 н сопротивления R; б) снимается частотная характеристика по схеме рис. 52 от 110 до 600 кгц, которая сравнивается с приведенной на рис. 38. Максимальная величина полного сопротивления заградителя должна получаться вблизи частоты 250 кгц. 74
ЗАГРАДИТЕЛЬ ВЗ-2000-1,2 1) Широкополосная настройка Широкополосная настройка может быть осуществлена на один из трех диапазонов в общем диапазоне частот от 35 до 600 кгц. В двух первых диапазонах применена трехконтурная схема, в треть- ем — схема фильтра верхних частот. Вначале следует произвести сборку схемы заградителя на вы- бранный диапазон частот по данным табл. 10 и монтажным схемам рис. 58—60 и сиять частотные характеристики по схеме рис. 52. Если результаты будут существенно отличаться от приведенных на типовых характеристиках рис. 40—42, то необходимо произвести проверку настройки каждого контура в отдельности. Рис. 58. Заградитель ВЗ-2000-1,2. Принципиальная и монтажная схемы при включении на пер- вый диапазон. Рис. 59. Заградитель iB3-2000-l,2. Принципиальная и монтажная схемы при включении на вто- рой диапазон. Проверка настройки контуров выполняется в таком порядке; а) производится сборка каждого контура, и проверяются часто- ты их настройки в схемах, приведенных на рис. 49, 50 и 51. Частоты настройки всех трех контуров могут отличаться друг от друга не больше чем ±2,5%; б) собирается полная схема заградителя и снимается высоко- частотная характеристика в пределах границ диапазона; полученные результаты сопоставляются с типовыми характеристиками- в) характеристики заградителя третьего диапазона снимаются на частотах от 60 до 600 кгц; максимум сопротивления должен быть вблизи частоты 150 кгц. Рис. 60. Заградитель ВЗ-2000-1,2. Принципиальная и монтажная схемы при включении на третий диапазон. 75
2) Одноконтурные схемы, шунтированные сопротивлением, включенным через конденсатор На частотах от 40 до 220 кгц можно получить несколько полос настройки при большой величине полного сопротивления. Схемы образуются шунтированием первого параллельного контура сопро- тивлением R, включенным через конденсатор С5. Пять наиболее целесообразных схем и их характеристики пока- заны на рис. 43—47. При выполнении нетиповых схем, прокладку нестандартных пе- ремычек следует выполнять с расстоянием не менее 3—5 см от то- чек схемы, связанных с корпусом. ПРИЛОЖЕНИЕ I Факторы, искажающие высокочастотные характеристики заградителей Основные факторы, действие которых приводит к искажению высокочастотных характеристик заградителей, т. е. к сдвигу гранич- ных частот относительно расчетных, к появлению провалов на ха- рактеристиках ниже расчетного уровня и т. п., следующие: 1. Отклонения величии емкостей конденсаторов элемента на- стройки от номинальных значений. Конденсаторы, применяемые в элементах настройки ЭН-0,6 и ЭН-1,2 типа КВ, имеют допуск ±5%; конденсаторы, применяемые в элементе настройки ЭН-0,6 типа КВКГ, имеют допуск ±20%. Допуски на конденсаторы КСО-13, используемые в элементе настрой- ки ЭН-0,25, не играют роли, так как емкость контуров набирается па магазине конденсаторов с точностью до ±10 пф. 2. Отклонение величин индуктивностей катушек элемента на- стройки от расчетных значений. Технологический разброс величины индуктивности контурных . катушек составляет по заводским нормам не более ±2%. 3. Отклонение величины индуктивности силовой катушки (реак- тора) от расчетного значения. Допуск величины индуктивности силовой катушки для всех трех типов реакторов РЗ-600-0,25, РЗ-1000-0,6 и РЗ-2000-1,2 гаран- тируется заводом от ±10 до —5%. 4. Собственная емкость силовой катушки. Собственная емкость реакторов, по данным измерений, имеет приблизительно следующие величины: у реактора РЗ-600-0,25—85 пф, у РЗ-1000-0,6—100 пкф, у РЗ-2000-1,2—330 пкф. 5. Разброс величин нагрузочных сопротивлений и их индуктив- ность. Величина нагрузочных и притупляющих сопротивлений, приме- няемых в схеме элемента настройки (проволочных, ПЭВ или ПЭВ-Х), имеет разброс ±5%; индуктивность намотки этих сопро- тивлений достигает величины 0,1 мгн. Перечисленные факторы могут существенно сказаться на высо- кочастотных характеристиках заградителей, особенно в случаях Трехконтурных широкополосных схем. На рис. 61 показаны три характеристики первого широкополос- ного диапазона заградителя ВЗ-2000-1,2Т, одна из которых (сплош- ная) номинальна, т. е. соответствует случаю, когда все три контура настроены на одинаковую расчетную частоту. Две другие характе- 76
Рис. 61. Заградитель ВЗ-2000-1,2Т. ----— частоты настройки контуров fi== =?2=/з=56 кгц;--------------частоты на- стройки fi = 56 кгц —5%;----кгц\ f?,— = 56 кгц — 2,5%: — —--------частоты на- стройки fi = 56 кгц — 5%; /г=56 кгц+5%; f3=56 кгц — 2,5%. ристики соответствуют настройке контуров на разные частоты, обу- словленные отклонением величины емкости конденсаторов элемента настройки и индуктивности реактора от расчетных значений. Так, например, в случае отклонения величин индуктивности реактора и емкости конденсаторов группы Ci на +5%, частота кон- тура LC{ уменьшится на 5%. При отклонении величины емкости С2 на + 5%, а емкости С3 на —5% частота настройки контура Ь2С2 уменьшится на 2,5%, а контура Л3С3 увеличится на 2,5%. При этих условиях получена ха- рактеристика, изображенная на рис. 61 штрихпунктирной линией. Характеристика сдвинулась вниз и резко исказилась — появился про- вал ниже уровня 600 ом. На рис. 62 даны ха- рактеристики заградителя ВЗ-2000-1,2 (L=l,16 мгн), полученные прн различных значениях величины индук- тивности L2. Первая кривая (сплош- ная) соответствует расчетному значению величины L2, равному 1,6 мгн; в этом случае частота настройки последовательного контура L2C2 совпадает с частотами настройки остальных контуров. Две другие построены при значениях L2=-l,54 мгн (штрихпунк- тирная) и £2= 1,69 мгн (пунктирная). Из характеристик видно, что уменьшение величины L2 относи- тельно расчетной, приводит к провалу кривой в области верхних частот, увеличение — к провалу в области нижних частот. На рис. 63 показано перемещение характеристики в зависимости от величины индуктивности реактора в случае двухконтурной схе- мы настройки заградителя ВЗ-2000-1,2. Рис. 62. Заградитель ВЗ-2000-1,2. 77
Влияние индуктивности притупляющего сопротивления показано на рис. 30 при одночастотной настройке заградителя ВЗ-600-0,25. Индуктивность сопротивления вводится в контур последовательно и сдвигает характеристику вниз. В трехконтурной схеме нагрузочное сопротивление включается параллельно индуктивности третьего кон- тура и, следовательно, сдвигает частоту его настройки вверх. Рис. 63. Заградитель ВЗ-2000-1,2. ---------индуктивность реактора £ = 1,22 мгн; — —------— индуктивность реактора L=l,16 мгн. В заградителе ВЗ-600-0,25 указанные сдвиги частот настройки можно скомпенсировать соответствующей настройкой контуров (ука- зания по этой коррекции даны в разделе VI и табл. 6, в которой приведены частоты настройки контура L3C3 с учетом индуктивности нагрузочного сопротивления). Влияние собственной емкости реактора особенно заметно проявляется ,в заградителе ВЗ-2000-1,2, в котором собствен- ный резонанс реактора находится вблизи частот 265—268 кгц> т. е. в пределах полосы заграждения третьего диапазона частот (в реак- торах РЗ-600-0,25 и РЗ-1000-0,6 собственный резонанс находится за пределами диапазона заграждения вблизи частот 1 100 кгц и 650 кгц соответственно и на характеристики практически не влияет). На рис. 67 виден спад характеристики (пунктирная кривая)), на- чинающийся примерно с 300 кгц, обусловленный влиянием собствен- ной емкости реактора. В энергосистемах, если можно, осуществляют коррекцию частот- ных характеристик заградителей путем подстройки контуров с по- мощью подбора конденсаторов и изменения в некоторых пределах величины индуктивности катушек (см. характеристики на рис, 61, 62 и 63). В частности, провал на характеристике в области нижних частот исправляется уменьшением емкости последовательности кон- тора (обычно на несколько десятков пикофарад). Для этого на- ружная обкладка керамического конденсатора подпиливается (на- пример наждачной бумагой) до необходимой величины; после окон- чательной подгонки поверхность конденсатора окрашивается. 78
Измерения ряда заградителей (при Широкополосной настройке) показали, что параметры, приведенные в заводской документации (табл. 12), .не обеспечиваются, так как граничные частоты диапа- зонов заданы без учета влияния вышеуказанных искажающих фак- торов. Таблица 12 Данные полос заграждения по заводской документации на элементы настройки на 1967 г. Границы полос заграждения, кгц № диапа- зона ЭН-0,25 3H-0.G* ЭН-1,2* г ^500 ом 2^575 ом r^6J0 ом Z7J650 ом r^G50 ом Zr?650 ом 1 103—142 98—150 5G—68 41—69 2 125—186 113—197 65—88 — 53—120 3 154—255 136—275 75—105 — 120—600 4 200—390 172—450 95—170 — — - — 5 — — 117—275 — * Границы по полному сопротивлению в документации не приводятся. В связи с этим возникла необходимость в пересмотре некото- рых элементов схемы заградителей с тем, чтобы при любых воздей- ствиях перечисленных факторов, характеристики сохранялись в за- данных частотных границах при определенном уровне заграждаю- щего сопротивления. В настоящее время, в частности, такая работа проводится Мос- ковским электрозаводом совместно с ВНИИЭ применительно к за- градителю ВЗ-2000-1,2. ПРИЛОЖЕНИЕ 2 измененными данными Заградитель ВЗ-2000-1,2 с Схема заградителя ВЗ-2000-1,2 на на рис. 64, данные настройки — в табл. 43. В схеме произве- ны следующие изменения: емкость конденсатора С5 увеличена 1 000 до 2 200 пкф; уменьшена величина нагрузочного сопротив- ния с 1 100 до 700 ом, а также изменены величины индуктивно- эй катушек и £з. Первый диапазон заграждения выполняется по двухконтурной еме, второй — по трехконтурной, третий — по двухконтурной с по- льзованием собственной резонансной частоты реактора. Характе- стики первого и второго диапазонов даны на рис. 65 и 66. Харак- зистика третьего диапазона — на рис. 67 (пунктиром показана кри- я активной составляющей полного сопротивления в случае, когда апазон осуществлен по схеме фильтра верхних частот). Резкий ад характеристики обусловлен собственным резонансом реактора. Поскольку величина собственной емкости реактора, определяе- я жесткой конструкцией силовой катушки, является достаточно абильной, можно считать, что она будет мало меняться от экземп- с измененными данными приве- 79
Рис. 64. Заградитель ВЗ-2000-1,2. Принципиальная схема с измененными данными. Рис. 65. Заградитель ВЗ-2000-1,2. Первый диапазон заграждения (схема рис. 64). Рис. 66. Заградитель ВЗ-2000-1,2. Второй диапазон заграждении (схема рис. 64). 80
ляра к экземпляру. Это позволило выполнить для третьего диапа- зона заграждения двухконтурную схему с настройкой последова- тельного контура на частоту собственного резонанса реактора (около 266 кгц). Для этого введен дополнительный отвод на катушке Z-2, имеющий величину 0,15 мгн; как видно на рнс. 67 характеристики существенно улучшились. Третий диапазон заграждения (схема рис. 64). Граничные частоты диапазонов, указанные в табл. 13, отсчита- ны по уровню сопротивления 550 ом. Эти границы выдерживаются при возможных отклонениях параметров элементов схем от их но- минальных значений. Таблица 13 Электрические данные видоизмененного заградителя ВЗ-2000-1,2 № диапазона । Границы полосы заграждения, кгц Частота на- стройки кон- туров, кгц Индуктивность, мгн Емкость, пф R, ом по полному сопротив- лению, Z по актив- ной состав- ляющей, г Ct Са Сз 1 38—75 42,5—70 53,5 4,0 Не вклю- чена 7 600 2 200 Не вклю- чена 700 2 45—150 50—130 83,5 1,65 1,7 3 200 2 200 2 200 700 3 80—650 100—600 266,0 0,15 Не вклю- чена Не вклю- чена 2 000 Не вклю- чена 700