Ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) – это широко распространенные в промышленности высоковольтные аппараты, применяемые в сетях среднего и высокого классов напряжения переменного тока. Нелинейные ограничители защищают изоляцию электрооборудования подстанции и электрических сетей от скачков коммутационных и атмосферных перенапряжений.
Ограничители предназначены для эксплуатации при температуре от – 60°С до + 45°С (для внутренней установки максимальная температура + 55°С) и до 1000 метров над уровнем моря.
Защитная функция ОПН состоит в том, что при номинальной работе электроустановки ток, ограничитель перенапряжения пропускает ничтожно малый – доли миллиампера.
Если происходит импульсный скачек напряжения, сопротивление ограничителя мгновенно падает до единиц Ом, варисторы при этом переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание перенапряжения, преобразовывая энергию импульса в тепловую энергию, которая рассеивается в окружающую среду.
Ограничитель возвращается вновь в непроводящее состояние после окончания волны перенапряжения. ОПН может эффективно ограничивать высокочастотные скачки перенапряжения за счет мгновенного перехода в проводящее состояние.
Рисунок 1 – График изменения напряжения на оборудовании и тока через ОПН при воздействии перенапряжений.
2. Обозначение ОПН на схемах. Принципиальные схемы подключения
Стандартное графическое обозначение элемента схемы ОПН приведено на рисунке 2.
3. ОПН типа КР, РТ, РВ, РК
ОПН–КР предназначены для защиты электрооборудования в сетях от 6 до 10 кВ. Рекомендуются для защиты трансформаторов и двигателей.
ОПН-РТ рекомендованы для защиты ответственного электрооборудования в сетях от 3 до 10 кВ при частых воздействиях перенапряжений. Используются для защиты трансформаторов электродуговых печей, электрических генераторов и др.
ОПН-РВ рекомендуются для применения вместо вентильных разрядников серии РВО. Ограничители типа ОПН-РВ не требуют проведения предварительных расчетов, так как отстроены от перенапряжений при однофазных дуговых замыканиях.
ОПН-РК предназначены для эксплуатации в районах 1-3 степени загрязнения атмосферы, применяются в сетях 35-110 кВ. Разработаны специально для защиты изоляции нейтрали трансформаторов 110 кВ.
4. Конструкция ОПН
Ограничители типов КР, РТ и РВ представляют собой высоковольтные аппараты, состоящие из последовательно соединенных варисторов, размещенных внутри изоляционного корпуса. Безопасное нахождение ОПН под напряжением обеспечивает высоко-нелинейная вольтамперная характеристика варисторов.
При изготовлении ограничителей классов напряжения 3-10кВ, колонка резисторов находится между металлическими электродами и запрессовывается в оболочку из особого атмосфероустойчивого полимера.Ограничители типа РК состоят из блоков варисторов соединенных последовательно, находящихся внутри покрышки.
Покрышка состоит из стеклопластикового цилиндра.
5. Выбор ОПН
При выборе ОПН для конкретного случая, необходимо применять официальные рекомендации международных стандартов или методические указания (МЭК 60099-5).
Параметры ограничителя выбирают исходя из назначения, места установки, необходимого уровня ограничения перенапряжений, схемы сети и ее параметров (способа заземления нейтрали, максимального рабочего напряжения сети, степени компенсации емкостного тока на землю и его величины и т.д.).
По назначению ограничители применяют для защиты оборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений. Места для установки, а так же расстояния от защищаемого оборудования до ограничителей должны соответствовать требованиям «Правил устройства электроустановок», раздел 4 седьмое издание ПУЭ.
6. Технические характеристики ОПН
Таблица 1 – Технические характеристики ограничителей типа ОПН 6 – 10кВ (ОПН-КР/TEL–X/X УХЛ1(2)10/11.5)
| Класс напряжения сети, кВ | 6 | 6 | 10 | 10 | 10 |
| Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение Uнд; кВ | 6.0 | 6.9 | 10.5 | 11.5 | 12.0 |
| Номинальный разрядный ток 8/20 мкс, Iн; кА | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Остаточное напряжение Uост; кВ; не более: | |||||
| – при коммутационном импульсе тока | |||||
| 125 А 30/60мкс | 14.3 | 16.2 | 24.8 | 26.9 | 29.7 |
| 250 А 30/60мкс | 14.6 | 16.5 | 25.4 | 27.6 | 30.4 |
| 500 А 30/60мкс | 15.0 | 17.5 | 26.1 | 28.3 | 31.3 |
| – при грозовом импульсе тока | |||||
| 5000 А, 8/20мкс | 17.7 | 20.0 | 30.7 | 33.3 | 36.9 |
| 10000 А, 8/20мкс | 19.0 | 21.5 | 33.0 | 35.8 | 39.6 |
| 20000 А, 8/20мкс | 21.2 | 24.0 | 36.7 | 39.9 | 44.1 |
| при крутом импульсе тока 10000А, 1/10мкс | 21.3 | 24.1 | 36.9 | 40.1 | 44.3 |
| Емкостный ток проводимости Iс, мА, не более: | |||||
| амплитуда | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
| действующее значение | 0.45 | 0.45 | 0.45 | 0.45 | 0.45 |
| Удельная энергия ОПН, кДж/кВ Uнд, не менее | 3.6 | 3.6 | 3.6 | 3.6 | 3.6 |
| Максимальная амплитуда импульса тока 4/10мкс, кА | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Взрывобезопасный ток при коротком замыкании Iкз, кА | 16 | 16 | 16 | 16 | 16 |
| Максимальное изгибающее усилие, Н | 305 | 305 | 305 | 305 | 305 |
Характеристики ОПН представленные на рисунках 5 и 6 получены для ограничителей производителя TEL.Характеристика «напряжение-время» ограничителей 6 — 10кВ типа ОПН–КР при образовании квазистационарных перенапряжений показана на рисунке – 5.
Таблица 2 – Технические характеристики ограничителей типа ОПН 35 – 110 – 220 кВ (ОПН/TEL–X/X–550 УХЛ1)
| Класс напряжения сети, кВ | 35 | 110 | 110 | 220 | 220 | 220 |
| Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение Uнд; кВ | 40.5 | 78 | 84 | 146 | 156 | 168 |
| Номинальный разрядный ток 8/20 мкс, Iн; кА | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Остаточное напряжение Uост; кВ; не более: | ||||||
| – при коммутационном импульсе тока | ||||||
| 125 А 30/60мкс | 93 | 178 | 191 | 334 | 356 | 386 |
| 250 А 30/60мкс | 98 | 188 | 202 | 352 | 376 | 404 |
| 500 А 30/60мкс | 101 | 192 | 207 | 362 | 384 | 414 |
| – при грозовом импульсе тока | ||||||
| 5000 А, 8/20мкс | 119 | 230 | 247 | 428 | 460 | 494 |
| 10000 А, 8/20мкс | 130 | 250 | 269 | 468 | 500 | 538 |
| 20000 А, 8/20мкс | 146 | 295 | 301 | 524 | 560 | 602 |
| при крутом импульсе тока 10000А, 1/10мкс | 153 | 295 | 317 | 552 | 590 | 634 |
| Емкостный ток проводимости Iс, мА, не более: | ||||||
| амплитуда | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 |
| действующее значение | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 |
| Удельная энергия ОПН, кДж/кВ Uнд, не менее | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
| Максимальная амплитуда импульса тока 4/10мкс, кА | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Взрывобезопасный ток при коротком замыкании Iкз, кА | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 |
| Максимальное изгибающее усилие, Н | 580 | 600 | 600 | 640 | 640 | 640 |
Характеристика «напряжение–время» ограничителей 35 – 220кВ типа ОПН–35,110,220 при образовании квазистационарных перенапряжений показана на рисунке – 6 .
7. Внешний вид и размеры ОПН 6-750кВ
Ограничители подвесного исполнения на классы напряжения 6-35кВ приведены на рисунке 7.
Внешний вид и размеры ОПН 110-220кВ подвесного исполнения представлены на рисунке 8.
Внешний вид и размеры ОПН 330-750кВ представлены на рисунках 9 и 10.
Рисунок 10 – ОПН 750кВ
8. ГОСТы ОПН
1. ГОСТ Р 52725-2007. Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия.
2. ГОСТ Р 53735.5-2009 Разрядники вентильные и ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока на напряжение от 3 до 750 кВ. Часть 5. Рекомендации по выбору и применению.
3. ГОСТ 34204-2017 Ограничители перенапряжений нелинейные для тяговой сети железных дорог. Общие технические условия.
4. Правила устройства электроустановок.
Что такое ограничитель перенапряжений(ОПН)
Возникновение аварийных ситуаций при эксплуатации электрических сетей и оборудования в большинстве ситуаций вызываются импульсными скачками напряжения в результате замыкания линий, воздействия атмосферного электричества, ошибок при коммутационных переключениях. Для исключения подобного применяются ОПН.
Аббревиатура ОПН расшифровывается как ограничитель перенапряжения.
Данные устройства предназначены для защиты линий и оборудования в ситуациях, когда по той или иной причине нагрузка возрастает в разы, с опасностью возникновения аварии.
Рассмотрим особенности конструктивного устройства данных элементов, применяемые разновидности и их технические характеристики, прочие сопутствующие моменты.
ОПН
Конструкция
ОПН представляет собой полупроводниковый элемент, отличающийся нелинейным значением сопротивления. Он выполнен в виде вилитовых дисков, в качестве материала которого используется оксид цинка с добавлением различных примесей.
Указанные диски снабжены защитным покрытием, с электрическими выводами на концах. На один из контактов подаётся напряжение, второй выводится на землю.
ОПН состоит из следующих конструктивных элементов:
- электрода,
- полиамидного корпуса,
- термоусадочной трубки,
- варистора,
- силиконовой оболочки.
Конструкция ОПН до 1000 В
Конструкция ОПН выше 1000 В
Принцип действия
В основу принципа действия данного элемента заложена нелинейная характеристика сопротивления. При штатных характеристиках напряжения, его величина близка к нулю, поэтому цепь не замыкается через указанный прибор.
При резком возрастании напряжения, одновременно увеличивается сопротивление. В результате ток проходит через ОПН, замыкаясь на землю. Таким способом обеспечивается выполнение защитной функции.
Виды
В связи с большим разнообразием выполняемых функций, ОНП классифицируют по следующим показателям:
Структура условного обозначение ОПН
- Классу напряжения, на которое рассчитан элемент. Эта характеристика определяется параметрами сети, на которой используется устройство,
- Материалу защитного покрытия – наибольшее распространение получили элементы с использованием фарфора и полимеров,
- Классу защищённости – в зависимости от того, используется защитный блок внутри помещении или на открытой электроустановке,
Климатическое-исполнение: У, ХЛ, УХЛ и другие - Числу элементов и фаз – с учётом параметров оборудования или линии.
Может использоваться комбинация нескольких устройств, с выполнением ступенчатой защиты.
Обозначение ОПН и разрядников на схема
Материал
В зависимости от применённого материала защитной рубашки, защита может производиться посредством следующих видов устройств:
- Фарфоровых – наиболее распространённая разновидность. Керамика устойчива к ультрафиолетовому излучению, поэтому может свободно применяться на открытых установках. Благодаря большой механической прочности, такие элементы могут одновременно выполнять роль опорной конструкции. К недостаткам следует отнести большой вес и хрупкость, что грозит травмами персонала при разлёте осколков в результате разрушения элемента.
- Полимерных – в качестве материала наружного покрытия используется каучук, винил и другие искусственные составы. Данные устройства не поддаются воздействию влаги, обладают меньшим весом и хорошими диэлектрическими свойствами, способны выдерживать значительные механические воздействия, но накапливают на поверхности атмосферную влагу и плохо реагируют на солнечный свет.
- Одноколонковых – в виде полупроводникового элемента с нелинейными характеристиками напряжения, с количеством дисков, в зависимости от категории оборудования.
- Многоколонковых – используются на высоковольтном оборудовании и состоят из нескольких компонентов, объединённых в единый узел. Отличаются повышенной надёжностью и способностью реагировать на различные характеристики нагрузки.
Выбор вида ОПН зависит от параметров оборудования и условий его эксплуатации.
Технические характеристики
Конкретная модель отличается следующими техническими характеристиками:
- временем срабатывания – в зависимости от скорости реакции на перепад напряжения;
- рабочим напряжением – значением данной величины, при которой элемент способен функционировать без разрушения на определённый временной промежуток;
- номинальным повышенным напряжением – величиной, которую изделие способно выдержать в течение 10 секунд;
- током утечки – от воздействия напряжения на ОПН и зависит от омического сопротивления элемента. Значение указанной характеристики – в сотых или тысячных долях ампер, перетекающих по защитному покрытию и полупроводниковому элементу;
- разрядным током – значение при импульсном скачке напряжения;
- устойчивостью к току волны перенапряжения – способностью не подвергаться разрушению при воздействии повышенного напряжения.
ОПН стандартизированы по величине указанных характеристик.
Применение и требования к эксплуатации
Указанные защитные устройства широко применяются для защиты линий электропередач, различных электроустановок промышленного назначения, трансформаторных подстанций, распределительных узлов. В быту ОПН используются для защиты вводных распределительных щитков или оборудования высокой ценности.
ОПН должны эксплуатироваться, согласно требованиям действующих правил и нормативов. Подбор устройств производится, исходя из особенностей эксплуатации и характеристик оборудования.
Техническое обслуживание
Данные ограничители не предусматривают разового применения и способны многократно выполнять свою защитную функцию, сбрасывая напряжение на заземлённую шину. Но в процессе эксплуатации элементы могут частично утрачивать рабочие характеристики, вплоть до полной негодности устройств.
Чтобы избежать внепланового выхода элементов из строя, в ходе эксплуатации они должны подвергаться плановым проверка и техническому обслуживанию, с контролем следующих параметров:
- сопротивления – замеряется мегомметром, не реже 1 раза в каждые 6 лет;
- тока проводимости – необходимость его проверки возникает при снижении отмеченной выше характеристики;
- пробивного напряжения и герметичности – проводится перед пуском в работу новых устройств или в случае проведения заводского восстановительного ремонта;
- тепловизионных измерений – по регламенту изготовителя и составленному на предприятии графику профилактических работ.
Также элементы осматриваются на предмет наличия внешних дефектов в виде подгораний, скопления пыли и загрязнений, разрушения изоляционного покрытия.
Использование ОПН позволяет обеспечить штатную работу электрического оборудования, исключив опасность его повреждения при резких скачках напряжения. Но указанные ограничители должны правильно выбираться и проходить регламентированное обслуживание, для их сохранности и продления срока службы.
Ограничитель перенапряжения: устройство, виды, технические характеристики
Одним из наиболее опасных аварийных режимов в электрических сетях является импульсный скачек напряжения при атмосферных разрядах, перехлесте линий или коммутационных операциях.
Эта величина значительно опережает нарастание импульсного тока и воздействует на изоляцию электрооборудования и других устройств, поэтому классические автоматы и другие защиты, реагирующие на изменение номинального тока, против нее не эффективны.
Значение перенапряжения может в разы превышать номинальную рабочую величину, поэтому такое явление подвергает опасности все оборудование и элементы сети. Для предотвращения значительных убытков и последующих затрат на восстановление в электроустановках используются ограничители перенапряжения (ОПН).
Устройство и принцип действия
Конструктивно ограничитель перенапряжения включает в себя полупроводниковый элемент с нелинейной величиной сопротивления.
Как правило, в роли таких элементов выступают вилитовые диски, изготовленные на основе оксидов цинка с включением в из состав тех или иных примесей.
Снаружи диски закрываются защитной рубашкой, а на концах имеют электрические выводы, один из которых подводится к защищаемой электрической сети, а второй заземляется. Пример частного варианта устройства ограничителя перенапряжения представлен на рисунке 1 ниже:
Рисунок 1: устройство ограничителя перенапряжения
Работа ОПН схожа с обычным варистором, отличительной особенностью ограничителя являются некоторые различия с характеристикой варистора в части проводимости и скорости нарастания.
Принцип действия ограничителя перенапряжения заключается в его нелинейной вольт-амперной характеристике (ВАХ).
Это означает, что при номинальном напряжении сопротивление варисторов достаточно большое и ток через них не протекает – его сопротивление изоляции соизмеримо с изоляцией кабелей, изоляторов и электрических приборов.
В рабочем режиме при возникновении грозовых разрядов или других высоковольтных импульсов сопротивление нелинейных резисторов внутри ограничителя резко снижается.
Как правило, эта величина приближается к нулю или несоизмеримо меньше сопротивления сети и всех подключенных к ней приборов.
Поэтому при коммутационных или грозовых перенапряжениях ток разряда протекает только через ограничитель перенапряжения на землю, чем и обеспечивается защита электрооборудования.
Пределы срабатывания ограничителя перенапряжений на разряды молний или другие импульсные перенапряжения определяются его ВАХ.
Рис. 2: вольтамперная характеристика ОПН
Как видите из рисунка 2, при работе ограничителя перенапряжения до 600В, протекающий через него ток будет равен нулю. Как только это значение пересечет отметку в 600В, сопротивление резко уменьшиться и протекающий ток увеличиться до сотен и тысяч ампер.
Здесь кривая характеристики представлена тремя участками:
- 1 – область нулевых или сверхмалых токов;
- 2 – область средних токовых нагрузок;
- 3 – область максимального тока.
Применение
Ограничитель перенапряжения применяется для предотвращения нарастания перенапряжения на электрическом оборудовании с последующим переводом импульса разряда на землю.
Рис. 3: пример использования ОПН
Широкое применение нелинейных ограничителей распространено в линиях электропередач, где они выступают в роли молниезащиты, а сами провода являются молниеприемниками.
В промышленных целях ограничители перенапряжения используются для защиты различных электрических аппаратов и персонала, к примеру, на тяговых и трансформаторных подстанциях, распределительных устройствах и т.д.
В бытовых устройствах ОПН применяются для установки в электрических щитках на вводе в здание или для защиты какого-либо ценного оборудования.
Виды ОПН
В связи с большим спектром решаемых задач ограничители перенапряжения подразделяются на несколько видов, которые отличаются по таким параметрам:
- Класс напряжения – рабочая величина, на которую рассчитан ограничитель, разделяется на устройства до 1кВ и выше, как правило, номинал напряжения соответствует стандартному значению электрических параметров сети (6, 10, 35 кВ).
- Материал рубашки – определяет тип изоляции наружного слоя, наиболее часто используются фарфоровые или полимерные модели.
- Класс защищенности – определяет возможность установки или на открытой части, или только внутри помещения.
- Количеству элементов или фаз – число ограничителей перенапряжения зависит от числа защищаемых фаз и величины питающего их напряжения.
Так для каждой из фаз в электроустановке может устанавливаться отдельная колонка или одна для всех. Также следует отметить, что в электроустановках на 110 кВ и более ОПН для одной фазы может собираться из нескольких однотипных элементов, к примеру, из трех на 35 кВ.
В зависимости от причин возникновения перенапряжения в сети устройство защиты должно выстраиваться в соответствии с требованиями стандартов:
- ГОСТ Р 50571.18-2000 – от возможных перенапряжений в низковольтных сетях при замыканиях по высокой стороне.
- ГОСТ Р 50571.19-2000 – от скачков, образованных воздействием молнии и возникающих в результате переключения электроустановок.
- ГОСТ Р 50571.20-2000 – от перенапряжений генерируемых электромагнитными воздействиями.
Комбинация нескольких видов позволяет выстраивать многофункциональные или ступенчатые ограничители.
Фарфоровые
Рис. 4: фарфоровые ОПН
Достаточно распространенным вариантом являются ограничители коммутационных перенапряжений с фарфоровым корпусом. Такие модели отличаются своими эксплуатационными параметрами, так как керамика невосприимчива к воздействию солнечной радиации, а находящийся внутри вентильный разрядник практически не зависит от температуры внешней среды.
Также весомым преимуществом этих ограничителей является большая механическая прочность на сжатие и разрыв, благодаря чему их можно использовать и в качестве опорной конструкции. Но фарфоровые ОПН характеризуются сравнительно большим весом, а также представляют значительную угрозу в случае разрыва, так как осколки фарфора поражают близлежащие здания и могут травмировать персонал.
Полимерные
Рис 5: полимерные ОПН
С развитием химической отрасли и распространением полимеров в качестве диэлектриков они значительно вытеснили фарфоровые ограничители. Полимерные ОПН представляют собой устройства с рубашкой из каучука, винила, фторопласта или других подобных материалов.
Полимерные ограничители куда боле устойчивы к воздействию влаги, отличаются меньшим весом и большей взрывобезопасностью, так как в случае разрушения корпуса избыточным давлением внутри колонки, рубашка повреждается по линии разлома, но не разлетается острыми осколками. Значительным преимуществом полимерных моделей является их устойчивость к динамическим нагрузкам.
К недостаткам полимерных ОПН относится способность к накоплению пыли и прочих засорителей на поверхности диэлектрика, которые со временем приводят к повышению пропускной способности, увеличению тока утечки и пробою изоляции. Также полимеры боятся солнечной радиации и температурных колебаний в окружающей среде.
Одноколонковые
Такие ограничители перенапряжения представляют собой один конструктивный элемент с нелинейным сопротивлением.
Число полупроводниковых дисков в них набирается в соответствии с категорией защищаемой электроустановки.
В зависимости от количества и типа осаживающейся на поверхности пыли и засорителей, одноколонковые ОПН подразделяются по классам от II до IV согласно градуировке ГОСТ 9920.
Многоколонковые
В отличии от предыдущих устройств борьбы с коммутационными перенапряжениями, эти средства защиты высоковольтного оборудования имеют несколько колонок, модулей или блоков, объединяемых в одну систему. Данный вид ОПН характеризуется большей надежностью по отношению к защищаемым объектам, так как способен реагировать и на одиночные, и на дифференциальные перенапряжения.
Технические характеристики
При выборе конкретной модели ограничителя перенапряжения обязательно учитываются такие параметры устройства:
- Время срабатывания – характеризует скорость открытия полупроводникового элемента ограничителя после нарастания напряжения.
- Рабочее напряжение – определяет величину электрической энергии, которую ОПН может выдерживать без нарушения работоспособности в течении любого промежутка времени.
- Номинальное повышенное напряжение – значение рабочей величины, которое ОПН способен выдерживать в течении 10 секунд, также нормируется совместно с остаточным напряжением, которое остается в сети.
- Ток утечки – возникает как результат приложения напряжения к ограничителю перенапряжения и определяется его омическим сопротивлением или параметрами резисторов. В исправном состоянии этот параметр составляет сотые или тысячные доли ампер, перетекающие по рубашке и полупроводнику от источника к проводу заземления.
- Разрядный ток – величина, образующаяся при импульсных скачках, в зависимости от источника перенапряжения разделяется на атмосферные, электромагнитные и коммутационные импульсы.
- Устойчивость к току волны перенапряжения – определяет способность сохранять целостность всех элементов конструкции в аварийном режиме.
Обслуживание и диагностика ОПН
В процессе эксплуатации ограничители перенапряжения не являются одноразовым элементом. Поэтому могут многократно производить операции перевода импульсного разряда на заземляющую шину автоматически.
Из-за особенностей протекания и величины перенапряжения ОПН может утрачивать заводские параметры, снижать эффективность работы до полного выхода со строя.
Для предотвращения подобных ситуаций они подвергаются периодической проверке в процессе эксплуатации, которая регламентируется п.2.8.7 ПТЭЭП. При этом проверяется:
- Сопротивление – не менее раза в 6 лет, измеряется при помощи мегаомметра.
- Ток проводимости – проверяется только при условии снижения предыдущего параметра.
- Пробивное напряжение и герметичность проверяются только после заводского ремонта или при приемке в эксплуатацию на заводе. Самостоятельно электроснабжающими и эксплуатирующими организациями такие меры диагностики для ограничителей не производятся.
- Тепловизионные измерения должны выполняться в соответствии с регламентом изготовителя или местными планово-предупредительными ремонтами.
Также в процессе эксплуатации может выполняться внешний осмотр устройства на наличие подгаров, сколов, загрязнения или других дефектов в изоляции.
Видео по теме статьи
https://www.youtube.com/watch?v=2ZZwQRD6q4I
Список использованной литературы
- М.А. Аронов, О.А.Аношин, О.Н.Кондратьев, Т.В.Лопухова. «Ограничители перенапряжений в электроустановках 6-750 кВ» 2001
- Булат В.А. «Техника высоких напряжений» 2003
- Александров Г.Н. «Ограничение перенапряжений в электрических сетях» 2003
- Ю.В.Борц, Е.В. Чекулаев «Контактная сеть» 1981
- Базуткин В.В. Ларионов В.П. Пинталь Ю.С. «Техника высоких напряжений: Изоляция и перенапряжения в электрических системах» 1986
Ограничитель перенапряжения (ОПН): применение в сетях, основные типы и советы по монтажу. Обзор самых эффективных методов защиты!
Первым делом, о чем задумывается человек при работе с электрооборудованием и сетями, так это о безопасной работе всей это системы без аварий и перебоев. Это относится и к простым домам и квартирам, и к целым промышленным комплексам. Везде нуждаются в стабильной и безопасной поставке электроэнергии до конечного потребителя.
Наибольшую опасность вызывают падение и рост напряжения в многократных пределах на короткой дистанции. На это влияют и классические грозы, от которых никто не убережет, а также процессы коммутации внутри электроустановки.
Импульсы могут быстро поломать любое дорогое оборудование, да и от возникновения пожара вы не будете застрахованы. Для избегания пиковых величин разработаны специализированные приборы – ограничители перенапряжения.
Назначение
Сначала нужно разобраться, как работает ограничитель перенапряжения. Его главная черта – это предохранение электрических приборов от высоковольтных перегрузок, влияющих на напряжение. Энергетики решили отдать предпочтение именно этому виду устройств, так как они достаточно просты и надежны в применении.
Предшествующие образцы работали с промежутками искр. Здесь же уже в бой идут нелинейные резисторы. Они выполнены на основе, где главной составляющей является окись цинка.
Устройство
Если посмотреть на фото ограничителя от перенапряжения, то можно быстро разобраться даже на глаз во многих частях, из которых он состоит. Во главе угла тут варистор, который берет на себя роль переменного нелинейного резистора. Их в составе несколько штук. Все они размещаются в корпусе, которые выполнен из фарфоровой части и полимеров высокой прочности.
По конструкции ОПН создается таким образом, чтобы вся система была полностью безопасна от возгораний и взрывов. Особенно это характерно в моменты, когда происходит замыкание.
Очень многое в данном случае зависит от того, куда вы хотите поставить этот прибор. Из-за этого фактора подбираются виды ограничителей перенапряжения. Есть те, кто созданы для защитных функций на линиях электропередач и на оборудовании громоздких промышленных объектах.
На корпусе можно увидеть болт для контактов. Через него и подключаются к системе. Основание должно быть полностью защищено от любых контактов с поверхностью земли.
Если же говорим про приборы, используемые в квартирах, частных домах и дачах, то они компактны. Их главная функция – предохранение электрических устройств от пиковых показателей.
У них всегда есть удобные крепежные элементы, да и над дизайном уже стали неплохо работать, хотя обычно это элементы находятся далеко от человеческих глаз. Уже есть специальные пульты дистанционного управления и индикаторы, которые влияют на режимы работы.
Что входит в модульный ограничитель:
- Корпус
- Предохраняющая часть
- Сменный варистор
- Указывающий износ модуль варистора
- Зажимные насечки
- Принципы работы
Некоторые технические характеристики опн вам уже известны, а вот принципы их жизнедеятельности не совсем. Вольтамперные характеристики (ВАХ) действуют нелинейно у варисторов. Для их трудоспособности необходим материал с примесями окиси цинка и оксидами иных металлов.
Получается своеобразная колонка из цепи варисторов, которая работает как с параллельными, так и с последовательными подключениями p-n переходов. Это и обуславливает природу ВАХ резисторных ограничителей
Резистор находится в состоянии покоя, когда напряжение соответствует значениям по номиналу. В варисторах совсем незначительные величины, что объясняется характером емкости.
Если возникает какой-то импульс, который может в конечном итоге привести к поломке изоляционных свойств, то ОПН переносит серьезные колебания тока. Перенапряжения не происходит, а величина в электрооборудовании быстро снижается до безопасных величин.
Виды ОПН
Вы уже поняли, что конструкция бывает совершенно разных типов в зависимости от способов применения, но всё-таки со всеми устройствами так и не ознакомились. Как выбрать ограничитель перенапряжения для дома вы узнаете ниже, узнав в деталях все возможные видовые особенности.
Различаются ОПН по следующим характеристикам:
- Изоляционный тип (полимерный или фарфорный)
- Количество колонок
- Величина стандартного напряжения
- Установочное место прибора
Можно потом углубиться в конкретные особенности и отличия трехфазных и однофазных приборов. Есть к тому же и классификация, которая относится к месту установки – делятся на B, C и D. Но нам куда важнее разобраться с техническими свойствами.
Технические характеристики
Разобрать обозначение опн на схеме не так уж и сложно, а вот понять все более мелки детали потруднее. Вы должны определить максимально возможное напряжение, которое не помешает работать ОПН без ввода ограничительных значений по времени.
Надо узнать и напряжение по номиналу, которое способе выдерживать прибор в рабочем состоянии в течении десяти минут. Также понять необходимо значения тока во время действия значений по номиналу. Обычно, это незначительные цифры.
Разрядный ток по номиналу – это величина, которая будет определять условие работы опн во время грозы. Есть ещё и значение тока при сильных перенапряжениях в коммутации, а также вся пропускная способность. Самое важное, это устойчивая работа при коротком замыкании, не ведущая к перегреву проводов и оболочек защиты.
Конечно, есть в интернете инструкция как подключить опн своими руками, но лучше всё-таки доверять профессионалам, если не совсем уверены в своих силах. Защищать надо не только серьезные объекты с дорогостоящим оборудованием, но и дома, квартиры и даже летние домики. Это не только обезопасить электроприборы, но и обезопасит человека, когда он будет находиться внутри помещения днем и ночью.
Сейчас это вполне себе решаемый вопрос. От вас требуется только выбрать подходящую модель. Подключить все не так уж и сложно, если есть маломальский опыт в электромонтаже. Всё это пригодится, чтобы подобрать нужный вариант по цене и качеству для конкретного случая.
Загрузка...
