Содержание

Добрый день, друзья. Несмотря на все множество существующих средств защиты электричества от внешних факторов и скачков напряжения, электрическая сеть все же является нестабильной областью человеческого потребления. Поэтому прогресс не стоит на месте, и изобретаются всё новые устройства защиты электрического оборудования, который показывают большую эффективность, нежели старые приборы. Ограничителем перенапряжения сейчас пользуется практически каждый человек, потому что многие электрики рекомендуют для защиты применять именно его. Всю информацию о характеристиках ограничителей и принципе действия, а также о положительных и отрицательных свойствах узнайте далее из статьи. Приятного чтения.

Ограничитель перенапряжения: все про защиту от скачков напряжения

Даже представить страшно загородную собственность без электроприборов. Пусть и в ночном кошмаре не снятся лучина или коромысло с корытом.

Да здравствуют стиральные машины, насосы, светильники, водонагреватели и еще масса полезных изобретений, участвующих в формировании цивилизованных условий! Однако для стабильной работы оборудования оды слагать недостаточно. Нужно позаботиться о том, чтобы трудолюбивые «железные помощники» получали питание требующихся им параметров, а способ доставки энергии был надежным и предельно безопасным. Вот для этого и нужен ограничитель перенапряжения – компактный потомок устаревших разрядников.

Служебные обязанности старых и новых разрядников

Теплую симпатию Тютчева к майским грозам вряд ли смогут разделить владельцы электрооборудования.

Угодивший в воздушную электролинию меткий грозовой разряд создаст в ней перенапряжение, значение которого достигает порой десятков кВ. Даже если дело не дойдет до десятков, а обойдется единицами, приборам может быть нанесен серьезный ущерб.

Молниеносно разбегаясь по проводке крутые волны перенапряжения способны вызвать пробой, могут перегреть изоляцию до стадии возгорания. И вовсе необязательно, чтобы разрушительная грозовая «стрела» попала в сеть рядом со строением.

За пару микросекунд она преодолевает километровые расстояния. От предсказуемых последствий жильцов многоэтажек обязаны защитить электрики управляющей организации. А вот частники смогут предъявить претензии только Илье Громовержцу.

Это не единственная причина, с целью исключения которой нужна защита от перенапряжения. Аналогичную угрозу представляют:

  • коммутационные скачки, возникающие на подстанции вследствие отключающих/подключающих манипуляций с мощными потребителями;
  • броски перенапряжения, распространяемые другим оборудованием;
  • электростатические разряды, которые периодически появляются между работающими рядом устройствами.

Для того чтобы все перечисленные обстоятельства не влияли ни на работу электротехники, ни на целостность ее изоляции, были изобретены разрядники.

Функция разрядников заключалась в поглощении излишков энергии с последующим сбросом их вместе с выделившимся теплом в почву через заземление. В списке компонентов разрядника значатся только два электрода и дугогасительный элемент.

Один из электродов крепился к защищаемому объекту, второй к заземляющему контуру. Т.е. Дугогаситель снимал возникшую в это время ионизацию, чтобы вернуть разрядник в обычное рабочее русло.

Между электродами разрядника нужно было установить четкое расстояние, именуемое искровым промежутком. Чем больше был данный интервал, тем мощнее действовала разрядная система.

В результате сооружалось нечто весьма громоздкое и не всегда эффективное, потому что устройство могло внезапно ограничить поток, не успев вернуться в нормальный рабочий режим перед очередным всплеском. Потом были эпопеи с внедрением вентильных, воздушных, газовых и других типов разрядников. Каждый из них мог похвастаться технологическими плюсами, но не был полностью избавлен от недостатков.

Меньше всего технологических минусов у нового поколения разрядников – ограничителей. Ранее они были представлены блокированными устройствами, которые после повреждения приходилось полностью менять. Теперь их выпускают в модульных вариантах, невероятно удобных для защиты электропроводки загородной частной собственности.

Ограничители, применяемые для гашения импульсного перенапряжения, представляют собой компактные аппараты со сменными модульными элементами. Устанавливают приборы в главных и второстепенных распределительных щитках.

Главный рабочий орган ограничителя – варистор. Это реостат, набранный из плотно состыкованных варисторных таблеток. Делают таблетки из смеси оксида цинка с оксидами висмута, кобальта и других металлов. Преимущество данного органа заключается в нелинейном вольт-амперном «поведении». Т.е. сопротивление устройства уменьшается с увеличением силы тока, благодаря чему:

  • прибор свободно пропускает сверхтоки и компактно гасит их без длиннющего искрового промежутка;
  • срабатывает в предельно краткий срок;
  • почти моментально возвращается к исходному изоляционному состоянию в полной готовности «принять на грудь» очередной импульсный поток.

Варистор расположен в модульной вставке, которую после выхода из строя функциональной начинки можно без мельчайших проблем заменить. Модульные устройства выпускают в широком диапазоне пропускной токовой способности, т.к. ограничители призваны осуществлять защиту от разных по мощности скачков напряжения.

Обратите внимание, что в случае применения комплектных ограничителей от одного производителя (например, с маркой ETITEC) допустима их параллельная установка, если требуется увеличить токовую способность. Однако желательно изначально подбирать аппарат с требующимися характеристиками.

Ограничитель в сеть устанавливается навечно. Точнее, на весь срок службы защищаемого им участка проводки. Периодически менять нужно будет лишь сменную вставку, габариты которой рассчитаны на возможность подключения только к прибору с конкретной пропускной токовой способностью. Короче, вставка с иными токовыми характеристиками банально не влезет в «гнездо».

Работа и сигнализация о повреждении

Пока по токоведущим жилам проводки течет ток стандартного рабочего значения, варисторный ограничитель безоговорочно пропускает поток. Напряжение на клеммах его главного рабочего органа равнозначно напряжению в сети.

Как только клеммы прибора зафиксируют аномалию, аппарат в считанные наносекунды приступает к обязанностям. А если возникнет напряжение, равное по значению напряжению воспламенения прибора, работу ограничителя прервет термический предохранитель.

По задумке разработчиков «жизненный цикл» ограничителей равен 200 тысячам часов. Однако сократить его могут всплески перенапряжения, значение которых ощутимо превышает номинальные величины.

Они способны повредить варисторный орган и сжечь предохранитель, в результате чего устройство просто вообще не сможет осуществлять защиту от перенапряжения. Естественно, «на ощупь» получить информацию о выходе прибора из строя невозможно. Для этого в сменном модуле заботливые производители предусмотрели сигнальный элемент – контрольное окошко.

Визуальная сигнализация зависит от предпочтений изготовителя. Это может быть затемнение контрольного окна или обнаруженный там же яркий красный свет, как у продукции ETITEC. Кстати в ассортименте упомянутой фирмы есть ограничители со звуковым оповещением. В инструкциях обычно подробно описано, по каким признакам нужно определять предстоящую замену вкладыша.

Обратите внимание, что модульность ограничителей в приоритете не только из-за оперативной замены поврежденного элемента, но и из-за возможности получить верные показания при контрольном измерении сопротивления проводки.

Достаточно удалить вкладыши из модульных ограничителей, и на исследуемые значения ничто не будет влиять. С блокированными аппаратами измерения проводить бесполезно, достоверных результатов не будет.

Классификация ограничителей и правила монтажа

Защиту объекта от импульсных напастей сооружают по традиционным правилам селективности. Т.е. на вводе устанавливают наиболее мощный прибор, затем ограничитель с меньшей пропускной токовой способностью, далее – еще меньше и т.д. Для загородных строений вполне приемлем двухступенчатый формат защиты, тратиться на более изощренный вариант не к чему.

Чтобы не купить ограничитель с абсолютно ненужными характеристиками, выясним, по каким принципам классифицирует свой товар глубокоуважаемая нами компания ETITEC:

  • Группа А — ограничители, предназначенные для защиты объекта от сверхтоков, вызванных прямым попаданием грозового разряда в сеть или попаданием в объект, расположенный поблизости от воздушной ЛЭП. Без потери работоспособности они смогут вывести в землю импульсы не более 6кВ. Рабочее сопротивление данных устройств не превышает 10 Ом. Устанавливаются снаружи, чаще всего крепятся в точке перехода воздушной линии в кабельное продолжение. Рекомендовано располагать в зоне заземления нулевого защитного проводника PE или его собрата PEN, по совместительству выполняющего функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.
  • Группа В – ограничители, защищающие от импульсных всплесков в пределах 4 кВ. Устанавливаются они на вводе в строение, если наружное ограничивающее устройство уже есть. Эта группа чаще всего используются в качестве первой ступени защиты частного дома, т.к. предполагается, что предыдущий вариант обязана поставить обслуживающая ЛЭП компания.
  • Группа С – ограничители, сбрасывающие в заземление все, что пропустила защита В, но не более 2,5 кВ. Причем и применяются они преимущественно в паре, особенно, если сооружается двухступенчатая система. Если в двух ступенях ограничения не было необходимости, то приборы группы С справляются с задачами первой защитной преграды. Монтируются в местах распределения электропроводки, в щитках.
  • Группа D – ограничители, предназначенные для защиты потребителей, особо чувствительных к коротким сверхтокам. Оберегают они оборудование, чья устойчивость изоляции не превышает 1,5 кВ. Обойтись без них можно, если нет техники с электронной начинкой. Однако если между устройством С и защищаемым оборудованием больше 15 м, D очень даже пригодится. Установка в сеть ограничителей D допустима только при наличии более высоких степеней защиты. Чувствительные устройства без затруднений выведет из строя малейшее импульсное колебание.

Согласно описанному ранжиру производится селективная установка ограничителей. В преобладающем количестве случаев используется схема B – C, отлично справляющаяся с гашением и отводом наружу электромагнитного негатива в диапазоне 1,5- 2,5 кВ. Если имеются причины для увеличения количества ступеней, то можно начать сооружение защиты с прибора группы А и завершить устройством D.

Жаль, что латинскими литерами обозначаются не все ограничители, но принцип классификации у всех производителей приблизительно одинаков. Аналогична схема установки и использования ограничителей, защищающих от скачков напряжения в электросети, равнозначны правила их подбора. Как ориентироваться без буквенных подсказок?

Ориентиры подбора ограничителей

Перед покупкой надо изучить технический паспорт аппарата, в котором указаны:

  • значение максимального рабочего напряжения, при котором устройство способно длительное время работать без отвода излишка энергии в систему заземления;
  • номинальное напряжение – характеристика, указывающая на то, какое перенапряжение при пуске оборудования может действовать на устройство целых 10 сек., не призывая его к «должностным» обязанностям;
  • величина номинального разрядного тока, согласно которой производится классификация, идентичная вышеуказанному варианту.
  • токовая пропускная способность, обозначающая предел снижения сопротивления ограничителя. Проще говоря, какой величины перенапряжение устройство сможет обрабатывать и сбрасывать без собственной поломки;
  • устойчивость к медленно возрастающему напряжению, которая означает способность устройства пропускать аномальный ток без разрушительных последствий;
  • предельный ток разряда, который может «обработать» устройство;
  • устойчивость к «коротышам», успевшим вывести прибор из строя, но не создавшим условий для взрыва оболочки…

В техпаспорте найдется еще ряд значений, полученных расчетным или экспериментальным путем. Изучать их в полном объеме необязательно, большинство пропечатанных параметров предназначено для рабочих испытаний и для настройки промышленных систем.

Резюмируем полученную информацию

Итак, уверенно направляемся в магазин с целью приобретения весьма полезных приборов защиты и учитываем что:

  • для обеспечения автономного строения, не имеющего наружной грозовой защиты, потребуется трехступенчатое сооружение А – В – С, действие которой будет последовательно ограничивать импульсные волны 6 – 4 – 2,5 кВ;
  • при расстоянии от ограничителя С (2,5 кВ) до приемника энергии больше 10ти метров нужен будет еще и прибор D (1,5кВ);
  • для объекта с существующей защитой от атмосферных и сетевых перенапряжений нужен только тандем В – С (4 — 2,5 кВ).

Хочется верить, что все эти советы помогут грамотно выбрать приборы для защиты от всего спектра перенапряжений. А вот установку их желательно поручить «бывалым» электрикам. Без опыта лучше не браться за крайне ответственное дело.

Источник: https://stroy-banya.com/provodka/ogranichitel-perenapryazheniya.html

Ограничители перенапряжения

Изображение Класс напряжения сети, кВ Диапазон, кВ Шаг, кВ
ОПН-П-3 УХЛ1 3 От 3 до 4 0,1
ОПН-П-6 УХЛ1 6 От 5,5 до 8 0,1
ОПН-П-10 УХЛ1 10 От 9,5 до 13,5 0,1
ОПН-П-35 УХЛ1 35 От 36 до 45 0,5
ОПН-П-110 УХЛ1
 
110  От 44 до 100
ОПН-П-220 УХЛ1   220 От 115 до 200 

ОПН — ограничители напряжения призваны снизить вероятность аварий и обеспечить совместимость электрооборудования.

Ограничители применяются для защиты распределительных устройств и линий электропередач от грозовых и коммутационных перенапряжений — это стало возможным благодаря возможности допускать длительное воздействие на сопротивления рабочего напряжения сети без ухудшения защитных свойств.

ОПН имеет несколько основных элементов конструкции – это нелинейные элементы, внешняя изоляция, верхний и нижний фланцы.

В отличие от вентильных разрядников ограничители перенапряжения ОПН имеют больше преимуществ:
  1. глубокий уровень ограничения всех видов перенапряжений;
  2. отсутствие сопровождающего тока промышленной частоты после затухания импульсных перенапряжений;
  3. простая конструкция и высокая надежность в эксплуатации;
  4. стабильность характеристик и устойчивость к старению;
  5. ОПН обладает способностью к рассеиванию больших энергий;
  6. стойкость к атмосферным загрязнениям;
  7. ОПН имеет малые габариты, вес и стоимость.

Пример расшифровки условного обозначения ограничителя:

  • О — ограничитель;
  • П — перенапряжений;
  • Н — нелинейный;
  • П — буква, обозначающая материал покрышки, П – полимер;
  • 6 — класс напряжения сети, кВ;
  • 7,2 — наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (действующее значение), UНР, кВ;
  • 10 — номинальный разрядный ток, кА;
  • 1 — класс пропускной способности ОПН;
  • (300) — поскольку класс пропускной способности определяет рамочные значения тока, то иногда могут в скобках указываться конкретные значения тока пропускной способности, А;
  • УХЛ — климатическое исполнение по ГОСТ 15150;
  • 1 — категория размещения по ГОСТ 15150.

Существующие виды ОП:

  • ОПН полимерный для эксплуатации на различных предприятиях – надежная защита от перенапряжения.
  • ОПН 220 с кремнеорганической внешней изоляцией немецкого производства – для защиты различного оборудования и предотвращения аварийных ситуаций для сетей с заземленной нейтралью.
  • ОПН 3.3 для контактных сетей электрофицированных железных дорог – обладает такими важными техническими характеристиками как пожароустойчивость, термомеханическая прочность, индивидуальный контрольный номер.
  • ОПН 27.5 для контактных сетей переменного тока на железных дорогах.
  • ОПН для контактной сети – сертифицированная продукция, которой доверяет вся Россия.
  • ОПН для тяговых подстанций – это надежный выбор, если Вы сделали его у нас; современные технологии и хороший сервис.
  • ОПН для воздушных линий с высокой степенью защиты – лучший выбор, который только можно сделать.
  • ОПН для кабельной сети – эффективная защита для любых кабельных линий.
  • УЗИП – идеальная защита от грозовых перенапряжений.
  • Системы защиты от коммутационных перенапряжений, не имеющие аналогов.
  • Отделитель ОПН и МОПН для сетей с заземленной нейтралью.

Источник: http://www.kondensator.su/ogranichiteli-perenapryajeniya.html

Ограничитель напряжения – что это такое?

Сложно представить любой объект без электроприборов. Если напряжение и ток в сети увеличивается сверх нормы, это моментально приводит к выходу из строя всего оборудования. Именно поэтому в ряде случаев применяется ограничитель перенапряжения, но о том, что это такое, на сегодняшний день знают немногие.

Это устройство представляет собой усовершенствованный вариант устаревших разрядников и защищает электрическую технику от напряжения, которое превышает номинальное значение. Обычно оно носит импульсный характер, в связи с чем такое устройство имеет и другое название — ограничитель импульсных перенапряжений.

Как работает ограничитель перенапряжений и его виды

В основу ограничителя положена ВАХ (вольтамперная характеристика) нелинейного типа. Когда на прибор поступают большие токи высокого напряжения, то электросопротивление резко понижается до нуля. Импульс напряжения в несколько киловольт уходит через сеть, которая была заземлена.

Ограничитель импульсных напряжений отличается малым временем срабатывания на понижение показателей сопротивления, а также восстановления в начальное состояние. Такая особенность позволяет реагировать на целую серию скачков. Данные приборы представлены в нескольких модификациях. Они могут быть:

  • фарфоровыми;
  • полимерными;
  • одно- или многоколонковыми.

Основным элементом, который содержит ограничитель перенапряжения (ОПН), является варистор. Прибор содержит несколько элементов, соединяемых последовательно в «колонку».      

Зная, как работает ограничитель перенапряжения, можно понять, зачем необходима установка такого приспособления в частном доме. В нормальном рабочем режиме ток, проходящий через устройство, отличается емкостным характером и малыми показателями. Когда напряжение повышается, прибор переходит в проводящее состояние, ограничивая прогрессию. При снижении он возвращается в исходное положение.

Как подобрать правильный ограничитель перенапряжения?

Важно правильно подобрать ограничитель перенапряжения. От этого зависит безопасность любого объекта. В связи с тем, что вид определяется несколькими параметрами, необходимо обращать на них внимание. Это непосредственно:

  • тип изоляции;
  • конструктивные особенности;
  • величина рабочего напряжения;
  • место расположения.

Грамотный и комплексный подход – гарантия бесперебойного функционирования приборов и безопасности как электрооборудования, так и всего сооружения. 

Источник: http://www.groze.net/ogranichitel_napryazheniya_chto_eto_takoe.html

Технические параметры устройств защиты от перенапряжений

Электрическое и электронное оборудование может быть повреждено или уничтожено не только в непосредственной близости от удара молнии, но и на расстоянии в несколько километров.

Ограничители перенапряжений срабатывают за доли секунды, они надежно защищают чувствительные системы и устройства (например, компьютеры, серверы или любое другое чувствительное электронное оборудование). При проектировании частных домов и коттеджей, административных зданий, магазинов важно осуществить качественную многоуровневую защиту объекта от воздействий молнии.

Для защиты от импульсных перенапряжений применяются вентильные разрядники, калиброванные искровые промежутки, различного вида нелинейные сопротивления, варисторы и их комбинации. Далее для простоты изложения как обобщающий будет использоваться термин \»защитный элемент\».Защитные элементы согласно классификации МЭК по назначению и по параметрам разделяются на классы A, B, C и D.

Класс А. Предназначены для установки в распределительных воздушных сетях низкого напряжения. Испытываются ударным током 3.

Класс В. Предназначены для систем уравнивания грозовых перенапряжений и защиты от прямых ударов молнии. Испытываются ударным током 1.

Класс С. Предназначены для защиты от импульсных перенапряжений в стационарных электроустановках и устанавливаются во вводных распределительных щитах. Испытываются ударным током 3.

Класс D. Предназначены для защиты от импульсных перенапряжений в стационарных и передвижных электроустановках и устанавливаются в розеточных блоках или непосредственно у потребителя. Испытываются комплексными импульсами напряжения 1,2/50 и тока 8/20 мкс.

В табл. рассмотрим параметры испытательных импульсов тока для испытания оборудования в соответствии с классами исполнения:

Параметр/импульс 1 2 3
imax, кА 100 100 5
W/R (удельная энергия), Дж/Ом 2,5 * 106 5 * 105 0,4 * 103
Qmax, Кл 50 10 0,1
Форма импульса, мкс 10/350 8/80 8/20
Известными европейскими производителями разрядников различных систем являются фирмы: DEHN, ABB, LEGRAND, OBO BETTERMANN, ETI и др.
Ограничитель представляет собой разрядник без искровых промежутков, активная часть которых состоит из металлооксидных нелинейных резисторов (МНР) с высоконелинейной вольт-амперной характеристикой.

Защитное действие ограничителя перенапряжений основано на протекании через него при появлении опасных перенапряжений (в силу высоконелинейной вольт-амперной характеристики МНР), импульсного тока на заземляющее устройство, что обеспечивает снижение перенапряжений до безопасного значения, при котором не происходит пробоя изоляции электрооборудования.

Для полной защиты электрического и электронного оборудования объекта необходимым условием является применение каждого из классов ограничителей перенапряжения на определенных участках электрической сети.

Источник: http://projectsdevelop.com/tehnicheskie-parametry-ustrojstv-zashhity-ot-perenapryazhenij

Ограничители перенапряжения (ОПН)

  Ограничитель перенапряжения (ОПН) производства SICAME Groupe – аппарат, предназначенный для защиты линий и изоляции электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений. Представляет собой последовательно и / или параллельно соединенные металлооксидные варисторы без каких-либо последовательных или

Принцип действия ОПН: При нормальном рабочем напряжении он работает как изолятор и через него проходитлишь незначительный ток утечки (несколько сот микроампер). При напряжении, превышающем его порог проводимо-сти, он становится проводником и отводит энергию перенапряжения на землю. После прохождения перенапряженияи по восстановлении нормального рабочего напряжения, ОПН возвращается к своему исходному состоянию. Способность ОПН к поглощению энергии имеет свой определенный предел.

В некоторых случаях (приблизи-тельно в одном случае из 10000), энергия перенапряжения превышает этот предел. В этом случае происходиткороткое замыкание ОПН и он выходит из строя. Обслуживающему персоналу необходимо оперативно найтинеисправный ОПН и заменить его, чтобы снова запустить линию. Для облегчения поиска ОПН, вышедших из строя,они могут быть снабжены различными индикаторами отказа.

Источник: http://energovolt.net.ua/index.php/produktsiya/armatura-dlya-vlz-6-35-kv/ogranichiteli-perenapryazheniya-opn

Ограничители перенапряжения SP

​Обеспечивают защиту систем низкого напряжения от перенапряжения.

Для чего нужны ограничители перенапряжения

Перенапряжение — это внезапное повышения напряжения (импульс или волна напряжения с наложением на номинальное сетевое напряжение) до опасных, для электроустановки значений. Характеризуется — временем нарастания (tf) в мкс и скоростью нарастания в кВ/мкс.

Внешние перенапряжения возникают при прямых ударах молнии в электроустановку или наводятся (индуцируются) в линиях при ударах молний вблизи от них.

Внутренние перенапряжения возникают при резких изменениях режима работы электроустановки (отключение ненагруженных линий, отключении тока холостого хода трансформаторов, замыкании фазы в сети с изолированной нейтралью на землю, резонансных, феррорезонансных явлениях и др.).

Опасность перенапряжения: — выход из строя чувствительного электронного оборудования, — нарушение нормального режима работы оборудования и сопутствующих процессов, — КЗ, пожары в электроустановках, опасность для жизни людей и др. при пробое изоляции.

Каждая электроустановка должна иметь защиту от перенапряжений.

Защита объектов и электрического оборудования от воздействия молнии и перенапряжения производится снаружи и внутри каждого объекта.

К устройствам наружной защиты относятся коллекторы молний, громоотводы, системы заземления, грозозащитные разрядники и т. п. К мерам по внутренней защите относятся выравнивание потенциалов, экранирование и т. п.

Элементами внутренней защиты являются разрядники тока молнии и перенапряжения. Ограничение перенапряжения при помощи разрядников токов молний и перенапряжения производится стандартно в трех степенях, причем каждая степень должна уменьшить перенапряжение.

По максимальному допустимому перенапряжению линии НН разделяют на 4 категории выдерживаемого перенапряжения и импульсные напряжения Uimp (1,2/50 μs) для отдельных частей объекта. Для сети с номинальным напряжением 230/400 V a.c.:

На входящих в здание линиях (до главного распределительного щита) перенапряжение не должно превышать 6 кВ, в распределительных щитах внутри зданий 4 кВ, для подключаемого через штепсельные розетки и другие соединители потребительского оборудования 2,5 кВ и для специально защищаемого оборудования (электронного и т.п.) 1,5 кВ.

Разрядники со степенью защиты 1…3 устанавливаются на разделе отдельных категорий перенапряжения.

Европейская норма МЭК 61643-1 разделяет разрядники на классы I, II, и III, что соответствует нашему обозначению 1, 2 и 3 классов.

Ранее применялась немецкая норма Е DIN VDE 0675-6, которая разделяла защиты от перенапряжения для распределителей НН на 4 класса: A , B , C и D. Устройства защиты от перенапряжений класса A предназначены для внешних электроустановок. Устройства защиты от перенапряжений классов B, C и D предназначены последовательно для границ зон 0-1, 1-2 и 2-3.

Устройства , подлежащие испытаниям класса I, рекомендуются, как правило, для объектов в местах интенсивных воздействий, например, вводы линий в здания с системами молниезащиты.

Устройства, подлежащие испытаниям класса II или III, подвергаются воздействию импульсов меньшей длительности.

Устройства защиты от перенапряжений подразделяются на три класса:-Тип 1, испытанные по классу I: разрядники, способные на основе своей специальной конструкции отводить токи (частичные) при прямых ударах молнии.

Тип 2, испытанные по классу II: разрядники, способные отводить перенапряжения, возникающие от близких или отдаленных ударов молнии, а так же от коммутации в сети. Тип 3, испытанные по классу III: разрядники, служащие для защиты отдельных потребительских приборов или групп приборов от перенапряжений, устанавливаются вблизи розеток.

1-ю степень (предварительная защита, тип 1) обеспечивают разрядники тока молнии, которые задерживают большую часть волны перенапряжения, а так же способны без повреждения отводить токи молнии или их существенные части.

Токи молний, которые возникают при прямом попадании молнии, могут быть воспроизведены с помощью импульсного тока формы волны 10/350 мкс.

Испытательный ток молнии воспроизводит как быстрое нарастание, так и высокие внутренние энергии настоящей молнии. Молниеразрядник типа 1 (ранее класса B) и модули внешней молниезащиты испытываются с помощью этого тока.

В наименее благоприятном случае при 2-х проводном силовом подводе разрядники тока молнии должны отвести 50 kA/полюс, при 4-х проводном силовом приводе 25 kA/полюс импульсного тока с формой волны 10/350 μs.

Таких параметров могут достичь только приборы, сконструированные на базе искрового разрядника.

​2-ю степень (средняя защита, тип 2) обеспечивают разрядники перенапряжения сконструированные на базе варисторов (нелинейное сопротивление, зависимое от напряжения — сопротивление падает с возрастающим напряжением).

Перенапряжения из удаленных ударов молнии и коммутационных операций воспроизводятся с помощью испытательного импульса 8/20 мкс. Внутренняя энергия этого импульса значительно меньше, чем испытательный ток молнии волны импульсного тока 10/350мкс.

Разрядники перенапряжений типа 2 (ранее класс C) нагружаются этим испытательным импульсом. Они должны без повреждения отводить атмосферные перенапряжения или перенапряжения, вызванные коммутационными процессами в сети с формой волны 8/20 μs.

В подавляющем большинстве случаев разрядники перенапряжения типа 2 устанавливаются за разрядниками тока молнии типа 1, которые снижают перенапряжение и ограничивают энергию волны перенапряжения.

При этом должна соблюдаться длина проводника > 15 м или устанавливаться разделительные индуктивности.

Разрядники перенапряжения рассчитаны на определенную тепловую мощность. Если в сети будут возникать энергетически мощные или слишком частые перенапряжения, то может произойти превышение тепловой мощности и разрядник перенапряжения отключится при помощи своего теплового устройства отключения.

После отключения разрядники перенапряжения нефункциональны, и их необходимо заменить. Отключение сигнализируется оптически или дистанционно. При измерении изоляции необходимо отсоединить разрядники от земли, чтобы не искажались результаты измерения.

При соответствующих условиях разрядники перенапряжения 2-ой степени могут быть установлены без добавочной 1-ой степени, например, в главный распределительный щит.

3-ю степень (точная защита, тип 3) обеспечивает дополнительную действительно надежную защиту электроприемников (в том числе электронных). Основным элементом точной защиты являются варисторы и помехоподавляющие диоды, способные отводить перенапряжение с формой волны 8/20 μs.

Защита средств защиты от перенапряжения.

  1. Защита разрядников тока молнии – T1 и разрядников перенапряжения – Т2 выполняется при помощи предохранителей.
  2. Разрядники для присоединения между проводами N и PE (разрядники для соединения „3+1“), не защищаются отдельно. Причиной является то, что защита уже достигается предохранителями.
  3. Защита разрядников перенапряжения – T3 выполняется при помощи автоматических выключателей или предохранителей.
Выбор защиты от перенапряжения в распределительной сети НН состоит из двух шагов:
  • Выбор количества степеней и типов защиты.
  • Выбор защиты от перенапряжения.
Примечание: рекомендуемый порядок действий не охватывает полностью все случаи.

Выбор количества степеней и типов защиты определяется по опасности возникновения перенапряжения для объекта, который необходимо защищать и чувствительности электроприёмников, установленных внутри объекта, к перенапряжению.

Чувствительность электроприёмников
к перенапряжению
Опасность для объекта
Большая Средняя Малая
Большая Т1+Т2+Т3 Т2+Т3 Т2+Т3
Средняя Т1+Т2+Т3 Т2 Т2
Малая Т1+Т2 Т2 Т2

Опасность для объекта:

  1. большая — электростанции, больницы, промышленные объекты, общественные здания с большим количеством посетителей и т.п. — отдельные квартиры, дома-коттеджи в плотной застройке и т.п.
  2. отдельные квартиры, дома-коттеджи в плотной застройке и т.п.
  3. средняя — объекты в горных областях, отдельно стоящие здания, здания находящиеся недалеко от линий высокого и сверхвысокого напряжения и т.п. — объекты в плотной застройке, высота которых равна или меньше высоты остальных зданий
  4. объекты в плотной застройке, окруженные многочисленными более высокими объектами
  5. малая — объекты с наружной защитой от молнии (молниеотвод), с наружным подводом электропитания, с заземленной кровельной надстройкой (антенна) и т.п. — объекты с вводом в виде короткой воздушной линии из питающего трансформатора (десятки метров)
  6. объекты в плотной застройке с подземным кабельным подводом электропитания

Чувствительность приборов к перенапряжению:

  • большая — ПК, ТВ, Hi-Fi системы и т.п.
  • средняя — стиральные машины, холодильники и т.п.
  • малая — двигатели, вентиляторы и т.п.

Далее в соответствии с другими важными критериями (длина проводки между T1 и T2, тип сети и т.д.) необходимо определить конкретные устройства защиты T1 и T2.

Разрядники последней степени (Т3) помещаются как можно ближе к концевому оборудованию (если за последней степенью будет длинная проводка, то может увеличиться напряжение в проводах (например, из-за индуктивности) сверх приемлемого уровня).

Разряднику перенапряжения T3 обязательно должен предшествовать разрядник перенапряжения T2.

Если защищаемое оборудование находится на расстоянии меньше чем 5 м от второй степени, нет необходимости устанавливать 3-ю степень – вторая степень обеспечит достаточную защиту.

В случае, если проводка идет дальше, необходимо установить дополнительные разрядники перенапряжения 3-й степени как минимум через 10 m за предыдущим T3.

Надежную защиту устройств и приборов на базе микроэлектронной техники может обеспечить только защита 3 класса. Соблюдение требуемых величин напряжений не может гарантировать безопасность работы такого оборудования, т.к. импульс порядка 1,5 кВ — 2,5 кВ превышает порог выдержки многих микроэлектронных элементов и проводников на печатных платах.

Для менее требовательных электронных бытовых приборов используется простая защита от перенапряжений встроенная в розетку.

Защищенная розетка, кроме того, это и защита от перенапряжения, индуцированного в проводнике от соседних приборов, включенных в незащищенные розетки.

Для защиты точных приборов, компьютеров и других микроэлектронных устройств используется трехступенчатая защита с ВЧ фильтром.

Эти защиты имеют очень быструю реакцию, подавляют ВЧ помехи в диапазоне от 150 кГц до 30 МГц и способны отводить импульсные токи до 10 кА. Трехступенчатые устройства защиты с ВЧ рекомендуется применять для оборудования с управляемым процессором и памятью, для абонентских телефонных станций, для диагностических и измерительных приборов, медицинского оборудования.

Ограничители перенапряжения производства компании EATON.

Оборудование производства компании EATON позволяют организовать трехступенчатую защиту от перенапряжений.

Ограничители перенапряжения класс 1 производства компании EATON применяются для различных видов сетей: — TN-C – глухозаземленная точка, оборудование соединено с рабочим заземлением, объединенный нейтральный и защитный проводники

Также применяются — TN-S – глухозаземленная точка, оборудование соединено с рабочим заземлением, раздельные нейтральный и защитный проводники,- TT – глухое заземление точки и оборудования.

Ограничители перенапряжения класс 2 имеют однозначную индикацию неисправности – индикатор расцепления на аппарате и возможность подключения дополнительного контакта для дистанционной сигнализации.

Ограничители перенапряжения класс 1 производства компании EATON заключены в корпус в следствии чего отсутствует электрическая дуга внутри распределительного устройства. Во время работы не возникают горячие ионизированные газы, поэтому не нужно соблюдать безопасные расстояния от воспламеняемых материалов и проводимых частей.

Примечание: Если объект питается подземным кабелем, то достаточно использовать для его защиты от перенапряжения ограничителя класс 2. Несмотря на это производитель в этой ситуации рекомендует предварительно использовать ограничитель перенапряжения класс 1.

     Защита от перенапряжения класс 1 и 2 (класс В и С).

Главный распределительный щит класс 1 (класс B)
TN-C сеть (4 провода) TN-S сеть (5 проводов)
3 x SPI-35/440 4 x SPI-35/440
Распределительный щит класс 2 (класс С)
TN-C сеть (4 провода) TN-S сеть (5 проводов)
SPC-S-20/280/3 SPC-S-20/280/4
Главный распределительный щит класс 1+2 (класс B+C)
TN-C сеть (4 провода) TN-S сеть (5 проводов)
SPBT12-280/3  SP-B+C/3 SPBT12-280/4  SP-B+C/3+1
SPI
     Ограничители тока молнии класс 1.
     Благодаря электронному пуску при использовании SPI со следующим за ним ограничителем класса 2 с максимальным рабочим напряжением 460 В АС нет необходимости в использовании ни отделяющего отрезка проводки, ни отделяющей индуктивности.
SPC-S
     Модульные ограничители перенапряжения класс 2 (2-х, 3-х, 4-х полюсные) с соединительными шинами и заменяемыми модулями в комплекте.
     Позволяет подключить блок вспомогательных контактов SPC –S-HK для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.
SP-B+C/3 и SP-B+C/3+1
     Комплект ограничителя тока молнии класса 1 и ограничителя перенапряжения класса 2 с соединительными шинами предназначен для защиты объектов в сетях TN-C и TN-S/TT.
     Рекомендуется для объектов с установленной внешней защитой от удара молнии (громоотводом) и объектов, которые питаются воздушной линией.
     Позволяет экономить пространство в распределительном щите — не нужно использовать отделяющую индуктивность.
     В состав комплекта для сетей TN-S/TT (3+1) входят суммирующий разрядник SPI-100/NPE и соединительный модуль SPB-D-125.
          
SPB-D-125
       Соединительный модуль служит для упрощения соединения ограничителей тока молнии класс 1. Ширина — 1 полюс. Номинальный ток (In) 125 A.
Z-D63
       Соединительный модуль служит для упрощения соединения ограничителей перенапряжения класс 2. Ширина — 1 полюс. Номинальный ток (In) 63 A.
SPC-S-HK
       Блок вспомогательных контактов (1 переключающийся) для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя SPC-S, SPD-S.
SPBT12-280
     Комбинированный ограничитель перенапряжения класса 1+2.
     Исключают необходимость использовать отделяющую индуктивность, что позволяет экономить пространство в распределительном щите (две ступени ограничителей встроены в один модуль) и значительно увеличивают передаваемую мощность распределительной сети (In распределительной сети уже не зависит от In oтделяющей индуктивности).
     Рекомендуется для объектов, питаемых подземным кабелем
     Позволяет подключить блок вспомогательных контактов ASAUXSC-SPM для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.
SPCT2
     Модульные ограничители перенапряжения класс 2 (2-х, 3-х, 4-х полюсные) с соединительными шинами и заменяемыми модулями в комплекте.
     Позволяет подключить блок вспомогательных контактов ASAUXSC-SPM для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.
ASLTT-63
     Соединительный модуль служит для упрощения соединения ограничителей перенапряжения класс 2. Ширина — 1 полюс. Номинальный ток (In) 63 A.
ASAUXSC-SPM
     Блок вспомогательных контактов (1 NO + 1 NC) для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя перенапряжения SPCT2.
SPPT2PA
       Ограничители перенапряжения класс 2 со заменяемыми модулями для фотогальванических панелей.

     Защита от перенапряжения класс 3 (класс D).

SPD-S
     Модульные ограничители перенапряжения класс 3 с соединительными шинами и заменяемыми модулями в комплекте предназначен для монтажа на DIN-рейку.
     Нет необходимости в использовании отделяющей индуктивности при несоблюдении рекомендуемого расстояния от ограничителя перенапряжения класса 2.
     Позволяет подключить блок вспомогательных контактов SPC –S-HK для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.
     Максимальный добавочный предохранитель 63 A gL/автоматический выключатель C 63А.
Eaton Protection Box
        — Розеточные модули с ограничителем перенапряжения.
      — Панель питания с ограничителем перенапряжения.
Eaton Protection Strip
     Панель питания с ограничителем перенапряжения.

Источник: http://39mr.ru/eaton/equipment/ogranichiteli-perenapryazheniya-sp

Защита от импульсных перенапряжений

Причиной таких скачков может стать выключение и включение устройств, для которых необходимо потребление больших мощностей; атмосферный разряд в сеть питания; попадание в проводку перенапряженной волны или электростатические разряды между устройствами.

Защищают электропроводку от перенапряжений — варисторные ограничители. Использование варисторных элементов допускает параллельное соединение, чтобы увеличить нагрузочную токовую способность комплектных ограничителей.

В — ограничитель с двухсторонним проколом изоляции (до 95 мм2) с двойным зажимом,

С — ограничитель — провод с изоляцией (AsXSn 16 мм2) с линейным зажимом, длиной 200 метров,- D — ограничитель с односторонним проколом изоляции (до 95 мм2) с двойным зажимом, — Е — ограничитель в виде болта с резьбой М8 без зажима.

Ограничители группы А защищают сеть и устройства от низкого напряжения и перенапряжений связанных с попаданием разрядов прямо в линию электропередач или в объекты, которые расположены рядом с воздушной линией электропередач, но на большом расстоянии от установленных ограничителей.

Монтируются опн на столбах, особенно в местах перехода воздушной линии в кабельную, в местах заземления провода РЕ или PEN (земля-ноль). Ограничители группы В являются первой ступенью внутренней защиты от разрядов тока возникающего при ударе молнии, от низкого напряжения и от индукции атмосферных перенапряжений.

Их задача — ограничить перенапряжение до уровня сопротивления изоляции, сбросить излишки электроэнергии на заземлитель. При использовании ограничителей группы В не понадобятся защитные интервалы, так как выброса электрической дуги не происходит.

Ограничители группы С являются второй ступенью защиты и уменьшают перенапряжение, которое было пропущено ограничителями группы В. Их устанавливают в распределительные щиты в места, где распределяется электропроводка, или в качестве первой ступени защиты объектов, которым не нужна двухступенчатая защита.

Допустимый уровень перенапряжения составляет 1,5 кВ.Ограничители группы D защищают потребителей чутко реагирующих на короткие перенапряжения с устойчивостью изоляции 1,5 кВ. Они необходимы если расстояние между приемником и ограничителем группы С превышает 15 метров.

Источник: http://www.pogar-bezopasnost.ru/b/690-zashhita-ot-pjerjenaprjazhjenij

Ограничители перенапряжения ОПН-10 У1

Ограничители перенапряжения ОПН-10 — самая востребованная позиция на сегодняшний день из всего ассортимента производимой нами продукции. Это обстоятельство требует от нас уделять постоянное внимание наличию ограничителей перенапряжений ОПН-10.
Преимущества ограничителей перенапряжений ОПН-10 перед разрядникам РВО-10 очевидны.

Это и эффективное ограничение перенапряжений, и взрывобезопасность, и вибропрочность, и стабильность характеристик, габариты и вес, и, в конце концов, надежность в эксплуатации.

Упаковка и комплектация: обязательным условием при отгрузке ОПН-10 является комплектация его индивидуальными паспортами; упаковкой служит картонный ящик, вмещающий в себя 3 ограничителя.

Цена указана с учетом НДС:

ожение ОПН — вертикальное. Допускае

Класс напряжения сети, кВ: 10
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (Uнр), кВ 12
Упаковка: картонный ящик
Масса ограничителя: 2,7 кг
Габаритные размеры ограничителя ОПН-10: 132мм х 226мм
Гарантийный срок: 5 лет с момента ввода в эксплуатацию

Примечание: При транспортировке ОПН-10 устанавливаются на плиту из пенопласта и укрепляются сверху такой же плитой, что дает возможность при транспортировке избежать повреждения продукции.mОграничители перенапряжения ОПН-10 в обязательном порядке комплектуются паспортом и дополнительно руководством по эксплуатации по требованию клиента.

Назначение ограничителя перенапряжений ОПН-10

Ограничители перенапряжений ОПН-10 в полимерном корпусе на основе оксидно-цинковых варисторов без искровых промежутков — аппарат, предназначенный для защиты изоляции электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Вольт-амперная характеристика варисторов существенно зависит от длительности фронта импульса тока.

Особенно заметна эта зависимость при длинах фронта импульсов тока менее 50 мкс, характерных для грозовых перенапряжений, что определяет для ОПН-10 более высокий уровень грозовых перенапряжений, ограничиваемых ОПН-10, по сравнению с коммутационными. Высокая нелинейность ОПН-10 приводит к значительному уменьшению длины импульса тока при срабатывании аппарата от коммутационных перенапряжений.

Отличительной чертой варисторов, применяемых в ОПН по сравнению с вентильными разрядниками, является способность выдерживать рабочее напряжение в сети без ограничения времени.

Ограничители перенапряжений ОПН применяются для защиты:

  • электрооборудования подстанций открытого и закрытого типа;
  • кабельных сетей;
  • воздушных линий электропередач;
  • генераторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей сетей собственных нужд электростанций и промышленных предприятий;
  • батарей статических конденсаторов и фазокомпенсирующих устройств;
  • оборудования электроподвижного состава;
  • контактной сети переменного и постоянного тока электрифицированных железных дорог;
  • устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог;
  • электрооборудования специализированных промышленных предприятий (химической, нефтяной, газовой и др. промышленности).

Ограничители перенапряжений ОПН предназначены для работы в сетях:

  • общего назначения, работающих в режиме эффективного заземления нейтрали;
  • распределительных, работающих в режиме с изолированной, компенсированной и резестивно заземленной нейтралью;
  • генераторного напряжения;
  • собственных нужд электростанций;
  • распределительных промышленных предприятий, имеющих специфику производства.

Условное обозначение ОПН-10

О — ограничитель; П — перенапряжений; Н — нелинейный; п — полимерный корпус; 10 – класс напряжения сети, кВ; UHP (11,5; 12;12,7)– наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, кВ; 10 – номинальный разрядный ток, кА; 400(1);550(2) – ток пропускной способности, А.

IV – степень загрязнения по ГОСТ 9920; УХЛ1 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150;

Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение — это наибольшее действующее значение напряжения промышленной частоты, которое может быть приложено к ОПН в течение всего срока его службы, и не приводит к повреждению или термической неустойчивости при нормированных воздействиях.

Номинальный разрядный ток — это ток по которому классифицируется защитный уровень ОПН в грозовом режиме при импульсе 8/20 мкс.

Ток проводимости (ток пропускной способности) — это ток, идущий через ОПН под действием напряжения, направленного к зажимам ОПН при условии его работы. Этот ток состоит из активной и емкостной составляющих и его величина составляет несколько сот микроампер, По этому току в эксплуатации производится оценка качества работы ОПН.

Также при выборе ОПН немаловажными характеристиками являются:

Номинальное напряжение — это нормативный параметр согласно МЭК99-4, определяющий значение переменного напряжения, которое ОПН должен выдерживать в течение 10 секунд при рабочих испытаниях.

Устойчивость ОПН к медленно изменяющемуся напряжению — это свойство ограничителя перенапряжения, дающее возможность выдерживать завышенный уровень напряжения и при этом не разрушаться на протяжении определенного времени.

Устройство и принцип действия ОПН-10

Ограничители перенапряжения являются защитными аппаратами. В состав входят последовательно соединенные между собой высоконелинейные оксидноцинковые сопротивления – варисторы (из ОПН исключены искровые промежутки). Заключены варисторы в полимерный синтетический корпус.

Корпусом является стеклопластиковая труба, с помощью пресса на нее нанесена оболочка из трекингостойкой кремнийорганической резины. В качестве зажимов для колонки варисторов выступают алюминиевые выводи, которые ввернуты внутрь трубы.

Во время эксплуатации, чтобы не допустить теплового пробоя, время от времени проверяется значение тока проводимости.

Кроме того, использование ограничителей перенапряжения дает возможность избавиться от ряда недостатков, присущих разрядникам:

  • нестабильные защитные параметры, проявляющиеся разбросом напряжения;
  • срабатывания искровых промежутков и его снижением после многочисленных воздействий импульсов тока;
  • при увлажнении загрязненного корпуса, снижение пробивного напряжения разрядников, которое оценивает возможность поломки аппарата в нормальном эксплуатационном режиме;
  • сложность контроля пробивного напряжения;
  • нестабильность защитных параметров из-за значительного влияния температуры на вольт-амперные характеристики карбидокремниевых резисторов и ее разрушения от воздействия импульсов тока при ограничении перенапряжений;
  • поглощение из сети избыточной энергии во время протекания сопровождающего тока;
  • сложность строения, подбора параметров.

Условия эксплуатации ограничителей перенапряжений ОПН-10

Перед тем как ввести в эксплуатацию ОПН должны подвергаться профилактическим осмотрам.

Ограничители перенапряжения могут эксплуатироваться в условиях открытого воздуха или внутри помещений при температуре окружающей среды:

  • от минус 60 до плюс 50°С;
  • высота установки над уровнем моря до 1000м;
  • относительная влажность воздуха при температуре плюс 25°С до 100%;
  • толщина корки льда до 20 мм;
  • скорость ветра без гололеда не более 40 м/с.;
  • скорость ветра при гололеде не более 15м/с;

Ограничители перенапряжения не подлежат ремонту эксплуатирующими организациями и не требуют какого-либо обслуживания и контроля в эксплуатации.

Источник: http://www.ooo-stk.org/ogranichiteli-perenapryazheniy-opn-10.html

Ограничитель перенапряжения — технические характеристики

Ограничитель перенапряжения предназначены для защиты от импульсных перенапряжение в результате грозовых разрядов или работой устройств с большой индуктивной нагрузкой (высоковольтные трансформаторы, большие электродвигатели с короткозамкнутым ротором)

Принцип действия ограничителя ( УЗИП ) основан на способности материала варистора при многократном увеличении напряжения пропускать электрический ток.

Материал варистора утрачивает свои свойства, после нескольких разрядов. В большинстве серий УЗИП имеется возможность визуально проверить работоспособность варистора в индикаторном окне.

Основные типы/классы  УЗИП

Тип 1 — используются при  возможности непосредственного удара молний в линию электропередач или в землю в непосредственной близости от места установки.

Тип 2 — используются в местах, в которых отсутствует угроза прямого удара молнии в непосредственной близости от места установки. По сравнению с Тип 1 имеют меньшую способность к защите от импульсных перенапряжений, рекомендуется устанавливать на воде электроустановок и вводе в жилые помещения в качестве второго уровня защиты.

Тип 3  защита оборудования от остаточных токов перенапряжения, защита от несеметричных дифференциальных токов, защиты от высокочастотных помех.

Ограничители перенапряжения предназначены для защиты от импульсных перенапряжений в результате грозовых разрядов или работы устройств с большой индуктивной нагрузкой (высоковольтные трансформаторы, большие электродвигатели с короткозамкнутым ротором)

Принцип действия ограничителя ( УЗИП ) основан на способности материала варистора при многократном увеличении напряжения пропускать электрический ток. Материал варистора утрачивает свои свойства после нескольких разрядов.

В большинстве серий УЗИП имеется возможность визуально проверить работоспособность варистора в индикаторном окне. В конструкцию ограничителя зачастую включен предохранитель для защиты от сверхтоков.

Основные типы/классы  УЗИП

 Тип 1 (В) — используются при  возможности непосредственного удара молний в линию электропередач или в землю в непосредственной близости от места установки.

Тип 2 (С) — используются в местах, в которых отсутствует угроза прямого удара молнии в непосредственной близости от места установки. По сравнению с Тип 1 имеют меньшую способность к защите от импульсных перенапряжений, рекомендуется устанавливать на воде электроустановок и вводе в жилые помещения в качестве второго уровня защиты.

Тип 2 или В в основном используется для защиты в индивидуальном строительстве.

Тип 3 (D)  защита оборудования от остаточных токов перенапряжения, защита от несимметричных дифференциальных токов, защиты от высокочастотных помех.

Источник: http://www.elektro-portal.com/series/show/ogranichitel-perenaprjazhenija-ovr

Ограничитель перенапряжения — эффективная защита от молнии!

Молния —  природный электрический разряд. Чтобы защитится от этого явления, нужно создать два контура обороны. Если говорить о защите многоквартирных домов, то об этом думают госучреждения. Но вот защита частного дома — дело рук самих обладателей собственности.

К первому контуру относится  внешняя защита. Для этого устанавливают молниеотвод. Тема первого контура заземления очень интересная, обширная и многогранная. Она требует тщательного исследования, поговорим о ней в другом посте. Предлагаю рассмотреть подробно второй контур – внутренняя защита, которая обеспечивается специальными устройствами – ограничителями перенапряжения (ОПН).

Назначение ограничителей перенапряжения

Как уже стало ясно, от прямого попадания в дом молнии защищает громоотвод. Но  опасный разряд молнии может оказаться в нашем доме с неожиданной стороны. “Синий дракон” может проникнуть в сеть за сотни метров, а то и в километре от дома, и примчаться по воздушным проводам.

Проводник, который принял импульс, может привести к катастрофическим последствиям домашнюю аппаратуру, подключенную к электрической сети.

За фатальный исход дорогого оборудования придется платить самим. Вот почему так активно рекомендуется во время грозы отключать от электросети все электроприборы.

Сфера применения ограничителей перенапряжения

Применяются во вводно-распределительных устройствах, главных распределительных щитах, квартирных щитах. Устанавливаются на DIN-рейку в металлических распределительных щитовых.

В обязательном порядке требуется наличие заземляющего проводника РЕ, для сброса импульсной тепловой энергии. ОПН устанавливается между фазой и землей или нулевым проводником и землей. Срабатывает ОПН за считанные доли секунд, гарантируя надежную защиту от повреждения электрооборудования.

ОПН надежно защищает от скачков напряжения, коммутационных перенапряжений, дифференциальных перенапряжений и высокочастотных помех. Для того чтобы был сброс импульсного перенапряжения, необходимо иметь наличие защитного заземления, такие системы как TN-C-S, TN-S, TT.

Классификация ограничителей перенапряжения

ОПН класса В:

  • Устанавливается на вводе здания.
  • Предназначен для защиты от атмосферных молний и коммутационных перенапряжений.
  • Защищают силовую распределительную сеть, оборудование главного распределительного щита и вводный электрический счетчик.

ОПН класса С:

  • Устанавливается в водном щите квартиры или офиса.
  • Предназначен для защиты от наведенных атмосферных и коммутационных перенапряжений, проскочивших через ограничитель В.
  • Защищает внутреннею электропроводку квартиры, офиса, автоматику щитовой, квартирный электрический счетчик.

ОПН класса D:

  • Устанавливают в квартирном щите, возможна установка непосредственно в оборудовании.
  • Предназначен для защиты от высокочастотных помех, прошедших через ограничители класса В и С.
  • Защищает электрическое оборудование, электрические приборы, переносные электрические устройства.

Какие ограничители перенапряжения нужно устанавливать?

Как видно из классовых назначений ОПН, погашение импульсного перенапряжения происходит поэтапно.

Недостаточно установить ОПН только класса D и на этом успокоится. Последняя ступень способна погасить остатки, которые проскочили через В и С.В одиночку он неспособен отвести сотни, а то и тысячи ампер.

Источник: http://electric-tolk.ru/ogranichiteli-perenapryazhenij-zashhita-ot-molnii/

Ограничитель перенапряжений нелинейный

Эксплуатационные вопросы ограничителей перенапряжений.

При выборе точек установки нелинейных ограничителей перенапряжений определялись объекты, для которых в установке ОПН имеется неотложная необходимость, причем от установки ОПН на выбранном объекте будет наибольший эффект. К таким объектам относятся силовые трансформаторы, сборные шины или секции подстанций, выпрямительные станции и др.

Характеристика аппаратов 0,4 – 27,5 кВ 

Характеристика Тип ОПН
ОПН-04УХЛ2,ОПН-0,64 УХЛ2, ОПН-0,7УХЛ2, ОПН-1,23 УХЛ2,ОПН-1,28УХЛ2, ОПН-1,8 УХЛ2, ОПНП-0,64УХЛ2,ОПНП-1,23 УХЛ2, ОПНП-1,28 УХЛ2 ОПН-1,5 УХЛ1, ОПН-2,2 УХЛ1, ОПН-3 УХЛ1, ОПНТМ-1,5 УХЛ1, ОПНТМ-3,3 УХЛ1 ОПН-3,3 КС УХЛ1 ОПН-27,5 КС УХЛ1
Номинальное напряжение кВ 0,4-1,8 1,5 – 3,3 3,3 27,5
Наибольшее рабочее напряжение кВ 0,5-2,2 1,5 – 4,0 4,0 30
Расчетный ток коммутационных перенапряжений, А 1000 250 800 800
Uост при расчетном токе коммутацион. перенапряжений, кВ, не более 1,15-5,1 4,1 – 8,2 13,2 77,8
Номинальный разрядный ток, кА Не нормируется 1,0 – 5,0 10 10
Uост при номиналь-ном разрядном токе, кВ, не более Не нормируется 4,6 — 10 19,3 102
Пропускная способ-ность при волне 1,2/ 2,5 мс (2 мс) – 20 воздействий, А 400 200-500 350 350
Взрывобезопасность, кА Не требуется 16 20 20
       Назначение Вторичные обмотки тяговых трансформаторов электровозов переменного тока Устройство электроснабжения электрофицированных ж/д переменного тока, электро-оборудования и тяговые электродвигатели, вспомогательные машины электроподвижного состава постоянного тока Контактная сеть постоянного тока Контактная сеть переменного тока

Примечание: Расчетный ток коммутационных напряжений в скобках с учетом высших гармоник.

В сетях до 0,4 кВ ограничители перенапряжений должны быть установлены между фазами и землей (иногда между фазами). Основными объектами при этом являются трансформаторы, объекты электронной и полупроводниковой техники, цепи сигнализации, управления и блокировки, электродвигатели и др.

В сетях 3, 6, 10, 15, 25, 27,5 кВ должны быть защищены трансформаторы, секции,  сборная шина комплектом ограничителей перенапряжений, в сетях 35, 110 и 220 кВ – ограничителями в присоединениях обмоток трансформаторов, сборных шин, в том числе резервных.

Способ подключения ОПН к сетям в значительной степени зависит от класса напряжения сети. В сетях НН ограничители могут быть подключены к сетям в любом месте, удобном для их монтажа и эксплуатации. Например, около автоматов, пускателей и др.

Нелинейные ограничители перенапряжений к сетям 3, 6, 10, 15, 25, 27,5 кВ подключаются в ячейке трансформаторов напряжения через свои предохранители или наглухо, а также в свободных (резервных) ячейках через выключатель. В этом случае аппарат считается включенным к сборным шинам (секциям).

При подключении ОПН до 35 кВ в ячейках трансформаторов напряжения они должны иметь собственные предохранители с вставками порядка 30-40 А

Эксперименты показали, что такие предохранители выдерживают максимально возможные коммутационные токи порядка 400 – 800 А, формой 1,2/2,5 мс. Аппараты 3 – 27,5 кВ к секциям ВН должны быть подключены проводами сечением ~20 кв.

В сетях 3, 6 и 10 кВ в первую очередь должны быть защищены генераторы, синхронные компенсаторы и высоковольтные электродвигатели (если нейтраль этих машин не выведена, то тремя нелинейными ограничителями перенапряжения, в противном случае, четырьмя ОПН). Кроме того, эти защитные аппараты должны быть подключены к секциям ГРУ, ТП, РП сетей собственных нужд электростанций.

В сетях 35, 110 и 220 кВ ограничители перенапряжений должны быть установлены для защиты изоляции соответствующих обмоток трансформаторов и автотрансформаторов, сборных шин, в том числе резервных.

При условии подключения ОПН-3, ОПН-6, ОПН-10, ОПН-15, ОПН-25 и ОПН-27,5 в ячейках ТН аппараты должны иметь собственные предохранители с вставками порядка 15 – 20А (см.

Специальные эксперименты  показали, что такие предохранители выдерживают максимально возможные коммутационные токи порядка 300 – 500 А формой 1,5/2,5 мс.

Аппараты 3 – 27,5 кВ к сетям должны быть подключены проводами сечением ~20 кв.мм и изоляцией, рассчитанной на 20 – 70 кВ.

Аппараты могут быть подключены также к фидерам в сторону кабеля (за выключателем) или к зажимам трансформаторов и электродвигателей. В этом случае предохранители не нужны, а провода для подключения должны иметь сечения ~20 кв.мм.

Нелинейные ограничители перенапряжений 35, 110 и 220 кВ к ОРУ соответствующего класса напряжения могут подключаться взамен существующих штатных вентильных разрядников или в линейных ячейках на соответствующих конструкциях, отвечающих правилам техники безопасности и устройства электроустановок.

При эксплуатации нелинейных ограничителей перенапряжений необходимо соблюдать следующие правила:
  1. Эксплуатация должна вестись в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок;
  2. Условия эксплуатации внешней изоляции (фарфоровых или стеклянных покрышек) определяются общими требованиями, предъявляемыми к внешней изоляции соответствующих классов напряжения;
  3. Профилактические испытания нелинейных ограничителей перенапряжения должны проводится не менее чем 1 раз в три года. Для этого к ограничителю перенапряжений прикладывается максимальное расчетное напряжение; при этом ток через варисторы должен быть не более 0,45 мА для ОПН-3, ОПН-6, ОПН-10, ОПН-15, ОПН-25, ОПН-35, 1мА для ОПН-110 и ОПН-220;
  4. При испытаниях изоляции электрооборудования и фидеров, нелинейные ограничители перенапряжений должны быть отключены от сети во избежание массового выхода из строя. Это объясняется тем, что испытательное напряжение всех видов оборудования, в том числе сборных шин (секций) и фидеров значительно выше, чем максимальное рабочее напряжение нелинейных ограничителей перенапряжений.
Методика расчета предохранителей для подключения к сетям подробно изложена в литературе.

При нормальном режиме без перенапряжений через ОПН течет ток, величина которого составляет доли миллиампера.

При перенапряжениях через аппарат могут иметь место токи коммутационного характера (миллисекундного диапазона) величиной до 500 – 600 А и импульсного характера до 4 – 5 кА. И, наконец, при повреждении ОПН через них будут протекать токи короткого замыкания (килоамперы) с учетом остаточного сопротивления варисторов. Предохранители ОПН, разумеется, без срабатывания  должны пропускать первые три тока,  а  срабатывать  только при КЗ. Поэтому выбор сечения плавких вставок должен производится таким образом, чтобы предохранители при коммутационных и импульсных токах не  срабатывали.

Полагаем, что проводник плавкой вставки из меди. Удельное сопротивление ro такой проволоки при температуре Тo = 200С  равно   ro = 1,78 х 10-8 Ом х м, при плавлении меди (Тпл = 10830С) оно растет до величины rт = rо [1+a ( Тпл —  Тo) = 1,78 х 10-8 [1 + 3,8 x 10-3(1083 – 20)] = 8,9 х 10-8 Ом х м.

Поэтому в таблице результаты расчета зависимости d =f1 (Imax 8/20мкс) и d = f2 (Imax 1,2/2,5мкс) приведены для упомянутых двух величин rт и rо. Здесь волна 8/20 мкс эквивалентирует стандартный грозовой импульс, волна 1,2/2,5 мс – стандартный коммутационный импульс.

     Таблица 3.3.

Результаты расчета характеристик плавких вставок 

Диамер вставк, мм 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,4 0,5
Imax 8/20 мкс при rо, кА 0,30 1,18 2,65 4,72  7,37  10,6  14,4  17,8 29,5
Imax 8/20 мкс при rт, кА 0,13 0,53 1,19 2,12  3,31  4,77  6,5  8,5  13,2
Imax 1,2/2,5 мкс при rо, А 34 136 306 544  830  1224  1666  2176  3400
Imax 1,2/2,5 мкс при rт, А 15,3 61 137 244  381  549  747  976  1526

По данным таблицы 3. 3 можно решить прямую или обратную задачи.

При известных токах коммутационных Iк и грозовых Iи перенапряжений можно найти требуемый диаметр плавкой вставки. Так, например, независимо от класса напряжения ОПН при токе Iк = 400 А, Iи = 5кА диаметр проволоки должен быть по требованиям грозовых токов dи = 0,33 мм, коммутационных токов dк = 0,27 мм, поэтому с некоторым запасом принимаем d ~ 0,4 мм. Если, наоборот, известен диаметр проволоки (например, d = 0,2 мм), можно найти пределы токов, при которых плавкая вставка может перегорать (Iк = 244 – 544 А, Iи = 2,12 – 4,72 кА), поэтому расчетный ток должен быть ниже левой границы упомянутых токов.

В комплект нелинейных ограничителей перенапряжений 110 кВ и выше обычно входят и устройства регистрации токов утечки через ОПН под рабочим напряжением. Вместе с тем, аппараты ниже 35 кВ, выпускаемые различными организациями, как правило, не обеспечиваются упомянутыми устройствами, контролирующими работоспособность ОПН.

В ряде случаев, в условиях эксплуатации, ограничители перенапряжений повреждаются. Анализ таких случаев показывает, что выход из строя ограничителей высших и средних классов напряжения в основном связан с несоответствием технических параметров защитных аппаратов и технических условий их эксплуатации. Вкратце рассмотрим эти случаи:

  • в одной из энергосистем причиной выхода из строя ОПН-10 кВ производства Великолукского завода высоковольтной аппаратуры являлись феррорезонансные явления, связанные с трансформаторами напряжения, на эту мысль привел факт выхода из строя нескольких штук ОПН на одной и той же фазе;
  • в одной из энергосистем повреждения ОПН-6 были связаны с обыкновенными длительными металлическими замыканиями на землю, в то же время как аппараты были изготовлены для горных предприятий, в которых имеет место достаточно быстрая защита от замыкания на землю;
  • на одном из комбинатов целлюлозно-бумажной промышленности повреждения ОПН были связаны с феррорезонансными перенапряжениями в присоединении силовой трансформатор – кабель 6 кВ, возникающими при неполнофазных режимах присоединения;
  • в одной энергосистеме причиной повреждения ограничителей перенапряжений 10 кВ было включение их к батарее конденсаторов (БСК), в то же время как пропускная способность защитных аппаратов не была рассчитана на БСК.
Поскольку варисторы ОПН в течение всего срока службы аппарата находятся под напряжением, возникла проблема обеспечения надежной работы аппарата в районах с повышенным загрязнением атмосферы.

Как показывает опыт эксплуатации, расчеты и анализ литературы, наблюдались случаи разрушения ОПН, установленных в таких районах. Проанализируем причину выхода из строя аппаратов.

При увлажнении загрязненной поверхности аппарата по ней течет ток утечки, который может достигать нескольких десятых долей ампера. Это приводит к подсушке поверхности покрышки с образованием узких поперечных зон, ширина которых ограничивается межреберным расстоянием.

Увеличение сопротивления подсушенных зон вызывает перераспределения напряжения поверхности и повышение напряжения на подсушенных зонах. Это приводит, в свою очередь, к возникновению разности   потенциалов   между   наружными   поверхностями   покрышки   и варисторов (DU) до нескольких киловольт.

Наличие DU значительной величины приводит к протеканию токов смещения между поверхностями покрышки и варисторов, что вызывает увеличение тока через варисторы, их дополнительный нагрев и ускоренное старение.

Для борьбы с такими явлениями в литературе рекомендуются следующие пути:
  1. Увеличение диаметра варисторов и переход от многоколонковых к одноколонковым ОПН;
  2. Уменьшение высоты ОПН, что допустимо при увеличении рабочего градиента напряжения варисторов;
  3. Уменьшение межреберных расстояний покрышки, что возможно применением стеклопластиковых корпусов;
  4. Применение заливочных композиций (между варисторами и корпусом) с низкой диэлектрической пропускаемостью.

В ряде случаев на подстанциях всех классов напряжения, в том числе средних, одновременно на работе находятся вентильные разрядники и нелинейные ограничители перенапряжений. Это вызвано одной из следующих причин:

  • при выходе из строя разрядников не находятся резервные и приходится их заменить ограничителями перенапряжений
  • по плану модернизации необходимо все вентильные разрядники заменить на ограничители перенапряжений, но по причине нехватки финансовых ресурсов на распред. устройстве проводят замену части разрядников на ОПН;
  • по причине нехватки финансовых возможностей, даже на разных фазах комплекта защитных аппаратов стоят ОПН и вентильные разрядники.
Сравнительный анализ показывает, что при установке одновременно на подстанциях вентильных разрядников и ограничителей перенапряжений, естественно, основную «нагрузку» на себя берут последние ввиду их лучшей  вольтамперной характеристики, по этой причине ОПН могут повредиться, поэтому в подобных случаях должен быть индивидуальный подход к каждому конкретному случаю «смешанной» установки защитных аппаратов различных типов.

На эффективность нелинейных ограничителей перенапряжений указывалось выше. Здесь лишь приведем общие выводы об эффективности ОПН при организации грозозащиты и при собственных полевых измерениях неограниченных и ограниченных внутренних перенапряжений, возникающих в сетях 6, 10 и 35 кВ различных энергосистем и промышленных предприятий России.

Проведение таких измерений в сетях электрифицированной железной дороги затруднено. Как отмечалось, нелинейные ограничители перенапряжений 0,22 – 220 кВ взамен вентильных разрядников в несколько раз улучшают грозозащиту.

При использовании этих защитных аппаратов в каскадных схемах грозозащиты подстанций, показатель надежности возрастает больше.

В первой из них возбуждались дуговые и коммутационные перенапряжения, во второй – дуговые, а в третьей – коммутационные и феррорезонансные перенапряжения.

При отсутствии в исследованной схеме 6 кВ ОПН дуговые перенапряжения имели максимальную кратность К=3,4, в то же время как установка ОПН-6 снизила максимальную кратность до уровня К=2,4.

В этой схеме сети 6 кВ при коммутациях ненагруженного силового трансформатора неограниченные перенапряжения имели максимальную кратность более 6,0, в то же время ограниченные, с помощью ОПН-6, перенапряжения имели максимальную кратность не более 2,7, где максимально проявилось эффективность защитных аппаратов.

В сети 10 кВ зафиксированы ограниченные и неограниченные перенапряжения, искусственно возбужденные при дуговых замыканиях одной из фаз на землю; в первом случае максимальная кратность составила Кmax = 3,5, а во втором Кmax = 2,6, что значительно ниже кратности испытательного напряжения электродвигателей.

35 кВ показали еще большую эффективность нелинейных ограничителей перенапряжений при глубоком ограничении перенапряжений.

Так, перенапряжения, возникающие при коммутациях силового трансформатора 35 кВ и феррорезонансе без ОПН имели кратность Кmax = 7,0. Подключение упомянутых защитных аппаратов к сети снизило максимальные кратности до уровня 2,9 и 3,1 соответственно.

Источник: http://polymer-apparat.ru/articles/mats/1/33/

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *