Ограничитель перенапряжений — электрический аппарат, обеспечивающий условия, при которых разность потенциалов между проводниками не превышает заданного значения.
Разрядник — электрический аппарат, предназначенный для защиты электрического оборудования от волновых перенапряжений, присоединяемый обычно между проводами линии и землёй. Он ограничивает амплитуду и длительность сопровождающего тока настолько, чтобы исключить отключение выключателей и срабатывание предохранителей.
Вентильный разрядник — разрядник, в котором основным элементом является сопротивление с нелинейной вольтамперной характеристикой, ограничивающее сопровождающий ток и способствующее погасанию дуги этого тока.
Назначение ограничителей перенапряжения (ОПН)
Ограничители перенапряжения (ОПН) относятся к высоковольтным аппаратам, предназначенным для защиты изоляции электрооборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжений.
В отличие от традиционных вентильных разрядников с искровыми промежутками и карборундовыми резисторами/они не содержат искровых промежутков и состоят только из колонки нелинейных резисторов на основе окиси цинка, заключенных в полимерную или фарфоровую покрышку.
Оксидно-цинковые резисторы позволяют применять ОПН для более глубокого ограничения перенапряжений по сравнению с вентильными разрядниками и способны выдерживать без ограничения времени рабочее напряжение сети. Полимерная или фарфоровая покрышка обеспечивает эффективную защиту резисторов от окружающей среды и безопасность эксплуатации.
Габариты ОПН и их вес значительно меньше по сравнению с вентильными разрядниками.
Нормативные документы по использованию ограничителей перенапряжения (ОПН)
В настоящее время существуют следующие нормативные документы, которые в той или иной мере рассматривают вопросы защиты электропитающих установок от перенапряжений:
- Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21.122-87);
- Временные указаниях по применению УЗО в электроустановках зданий (Письмо Госэнергонадзора России от 29.04.97 № 42-6/9-ЭТ разд.6, п. 6.3);
- ПУЭ (7-е изд., п. 7.1.22);
- ГОСТ Р 50571.18-2000, ГОСТ Р 50571.19-2000, ГОСТ Р 50571.20-2000.
Технические характеристики ограничителей перенапряжения (ОПН)
Наибольшее длительно действующее рабочее напряжение (Uc) - это наивысшее эффективное значение напряжения переменного тока, которое может быть подведено к зажимам ОПН без ограничения времени.
Номинальное напряжение - это нормативный параметр согласно МЭК99-4, определяющий значение переменного напряжения, которое ОПН должен выдерживать в течение 10 секунд при рабочих испытаниях.
Ток проводимости - это ток, текущий через ОПН под влиянием напряжения, приложенного к зажимам ОПН в условиях эксплуатации. 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.
Устойчивость ОПН к медленно изменяющемуся напряжению - это способность ОПН выдерживать повышенный уровень напряжения промышленной частоты без разрушения в течение заданного времени. По этому значению напряжения производится настройка защитного отключения ОПН по истечению заданного времени.
Номинальный разрядный ток - это ток по которому классифицируется защитный уровень ОПН в грозовом режиме при импульсе 8/20 мкс.
Расчетный ток коммутационного перенапряжения - это ток, по которому классифицируется защитный уровень при коммутационных пере напряжениях с параметрами импульса 30/60 мкс.
Предельный разрядный ток - это пиковое значение грозового разрядного тока формой 4/10 мкс, который применяется для проверки прочности ОПН в случае прямого удара молнии в месте его установки.
Токовая пропускная способность - это норматив ресурса ОПН за весь срок эксплуатации при наиболее неблагоприятных случаях ограничения как грозовых, так и коммутационных перенапряжений. Эквивалентом пропускной способности является класс разряда линии, который по МЭК99-4 имеет 5 классов.
Устойчивость к короткому замыканию в ОПН - это способность поврежденного ограничителя выдерживать без взрыва покрышки токи короткого замыкания сети в месте установки ОПН.
Конструкция ограничителей перенапряжения (ОПН)
Большинство крупных фирм производителей электротехнической продукции при разработке и выпуске ОПН используют те же конструкторские решения, технологии и дизайн, что и для производства других электроустановочных изделий.
Это касается габаритных размеров, материала корпуса, применяемых технических решений для установки изделия в электроустановку потребителя, внешнего вида и других параметров.
Дополнительно к конструкции ограничителей перенапряжений могут быть предъявлены следующие требования:
- Корпус устройства должен быть выполнен с соблюдением требований по защите от прямого прикосновения (класс защиты не ниже IP20);
- Отсутствие риска возгорания устройства защиты или короткого замыкания в линии в случае его выхода из строя в результате перегрузки;
- Наличие простой и надежной индикации выхода из строя, возможность подключения дистанционной сигнализации;
- Удобство монтажа на объекте (установка на стандартную DIN рейку, совместимость с автоматическими предохранителями большинства европейских производителей: ABB, Siemens, Schrack и др.).
Пример установки ОПН
Подборка статей про ограничители напряжения и особенности их использования:
Способы защиты от перенапряжений в электрических сетях
Как защититься от перенапряжений
Оксидно-цинковые варисторы для ОПН
Устройства грозозащиты воздушных линий и трансформаторных подстанций
Трубчатые разрядники - устройство, особенности, применение, достоинства и недостатки
Другие полезные статьи:
Защити себя и свое оборудование (применение устройств дифференциальной защиты)
Как предупредить повреждение изоляции обмотки статора асинхронного электродвигателя
Как включить трехфазный электродвигатель в однофазную сеть без перемотки