Зміст
- 1 Обмежувач перенапруги: все про захист від стрибків напруги
- 1.1 Службові обов’язки старих і нових розрядників
- 1.2 Робота і сигналізація про пошкодження
- 1.3 Класифікація обмежувачів і правила монтажу
- 1.4 Орієнтири підбору обмежувачів
- 1.5 Резюмуємо отриману інформацію
- 2 Обмежувачі перенапруги
- 3 Обмежувач напруги – що це таке?
- 3.1 Як працює обмежувач перенапруг і його види
- 3.2 Як підібрати правильний обмежувач перенапруги?
- 4 Технічні параметри пристроїв захисту від перенапруг
- 5 Обмежники перенапруги (ОПН)
- 6 Обмежувачі перенапруги SP
- 6.1 Для чого потрібні обмежувачі перенапруги
- 6.2 Захист засобів захисту від перенапруги.
- 6.3 Обмежувачі перенапруги виробництва компанії EATON.
- 6.4 Захист від перенапруги клас 1 і 2 (клас В і С).
- 6.5 Захист від перенапруги клас 3 (клас D).
- 7 Захист від імпульсних перенапруг
- 8 Обмежувачі перенапруги ОПН-10 У1
- 8.1 Призначення обмежувача перенапруг ОПН-10
- 8.2 Умовне позначення ОПН-10
- 8.3 Пристрій і принцип дії ОПН-10
- 8.4 Умови експлуатації обмежувачів перенапруг ОПН-10
- 9 Обмежувач перенапруги — технічні характеристики
- 10 Обмежувач перенапруги — ефективний захист від блискавки!
- 10.1 Призначення обмежувачів перенапруги
- 10.2 Сфера застосування обмежувачів перенапруги
- 10.3 Класифікація обмежувачів перенапруги
- 10.4 Які обмежувачі перенапруги потрібно встановлювати?
- 11 Обмежувач перенапруги нелінійний
Добрий день, друзі. Незважаючи на всі безліч існуючих засобів захисту електрики від зовнішніх факторів і стрибків напруги, електрична мережа все ж є нестабільною областю людського споживання. Тому прогрес не стоїть на місці, і винаходяться все нові пристрої захисту електричного обладнання, який показують більшу ефективність, ніж старі прилади. Обмежувач перенапруги зараз користується практично кожна людина, тому що багато електрики рекомендують для захисту застосовувати саме його. Всю інформацію про характеристики обмежувачів і принципі дії, а також про позитивних і негативних властивостях дізнайтеся далі зі статті. Приємного читання.
Зміст
Обмежувач перенапруги: все про захист від стрибків напруги
Навіть уявити страшно заміську власність без електроприладів. Нехай і в нічному кошмарі не сняться скіпа або коромисло з коритом.
Хай живуть пральні машини, насоси, світильники, водонагрівачі і ще маса корисних винаходів, які беруть участь у формуванні цивілізованих умов! Однак для стабільної роботи обладнання оди складати недостатньо. Потрібно подбати про те, щоб працьовиті «залізні помічники» отримували харчування необхідних їм параметрів, а спосіб доставки енергії був надійним і максимально безпечним. Ось для цього і потрібен обмежувач перенапруги – компактний нащадок застарілих розрядників.
Службові обов’язки старих і нових розрядників
Теплу симпатію Тютчева до травневих гроз навряд чи зможуть розділити власники електрообладнання.
Потрапив у повітряну електролінію влучний грозовий розряд створить в ній перенапруження, значення якого сягає іноді десятків кВ. Навіть якщо справа не дійде до десятків, а обійдеться одиницями, приладів може бути завдано серйозної шкоди.
Блискавично розбігаючись по проводці круті хвилі перенапруги здатні викликати пробій, можуть перегріти ізоляцію до стадії загоряння. І зовсім необов’язково, щоб руйнівна грозова «стріла» потрапила в мережу поруч із будівлею.
За кілька мікросекунд вона долає кілометрові відстані. Від передбачуваних наслідків мешканців багатоповерхівок зобов’язані захистити електрики керуючої організації. А от приватники зможуть пред’явити претензії лише Іллі Громовержця.
Це не єдина причина, з метою виключення якій потрібен захист від перенапруги. Аналогічну загрозу становлять:
- комутаційні стрибки, що виникають на підстанції внаслідок вимикаючих/подключающих маніпуляцій з потужними споживачами;
- кидки перенапруги, поширювані іншим обладнанням;
- електростатичні розряди, які періодично з’являються між працюючими поруч пристроями.
Для того щоб всі перераховані обставини не впливали ні на роботу електротехніки, ні на її цілісність ізоляції, були винайдені розрядники.
Функція розрядників полягала в поглинання надлишків енергії з подальшим скиданням їх разом з виділеним теплом в грунт через заземлення. У списку компонентів розрядника значаться тільки два електрода і дугогасительный елемент.
Один з електродів кріпився до захищеного об’єкта, другий до заземлювального контуру. Тобто Дугогаситель знімав виникла в цей час іонізацію, щоб повернути розрядник в звичайне робоче русло.
Між електродами розрядника потрібно було встановити чітке відстань, іменоване іскровим проміжком. Чим більше був цей інтервал, тим потужніше діяла розрядна система.
В результаті споруджувалося щось дуже громіздке і не завжди ефективний, тому що пристрій могло раптово обмежити потік, не встигнувши повернутися в нормальний робочий режим перед черговим сплеском. Потім були епопеї з впровадженням вентильних, повітряних, газових та інших типів розрядників. Кожен з них міг похвалитися технологічними плюсами, але не був повністю позбавлений від недоліків.
Найменше технологічних мінусів у нового покоління розрядників – обмежувачів. Раніше вони були представлені блокованими пристроями, які після пошкодження доводилося повністю міняти. Тепер їх випускають у модульних варіантах, неймовірно зручних для захисту електропроводки заміської приватної власності.
Обмежувачі, що застосовуються для гасіння імпульсної перенапруги, являють собою компактні апарати зі змінними модульними елементами. Встановлюють прилади в головних і другорядних розподільних щитках.
Головний робочий орган обмежувача – варистор. Це реостат, набраний з щільно стикованих варисторных таблеток. Роблять таблетки з суміші оксиду цинку з оксидами вісмуту, кобальту і інших металів. Перевага цього органу полягає в нелінійному вольт-амперном «поведінці». Тобто опір пристрою зменшується зі збільшенням сили струму, завдяки чому:
- прилад вільно пропускає сверхтоки і компактно гасить їх без довжелезного іскрового проміжку;
- спрацьовує в гранично короткий термін;
- майже моментально повертається до вихідного ізоляційного станом у повній готовності «прийняти на груди» черговий імпульсний потік.
Варистор розташований у модульній вставці, яку після виходу з ладу функціональної начинки можна без найменших проблем замінити. Модульні пристрої випускають в широкому діапазоні пропускної струмового здібності, т. к. обмежувачі покликані здійснювати захист від різних по потужності стрибків напруги.
Зверніть увагу, що у разі застосування комплектних обмежувачів від одного виробника (наприклад, з маркою ETITEC) допустима їх паралельна установка, якщо потрібно збільшити струмовий здатність. Однак бажано спочатку підбирати апарат з необхідними характеристиками.
Обмежувач в мережу встановлюється навічно. Точніше, на весь термін служби захищається ним ділянки проводки. Періодично міняти потрібно буде лише змінний вставку, габарити якої розраховані на можливість підключення до приладу з конкретної пропускної струмового здатністю. Коротше, вставка з іншими струмовими характеристиками банально не влізе в «гніздо».
Робота і сигналізація про пошкодження
Поки по струмопровідних жилах проводки тече струм стандартного робочого значення, варисторний обмежувач беззастережно пропускає потік. Напруга на клемах його головного робочого органу рівнозначно напрузі в мережі.
Як тільки клеми приладу зафіксують аномалію, апарат в лічені наносекунди приступає до обов’язків. А якщо виникне напруга, рівна за значенням напруги запалювання приладу, роботу обмежувача перерве термічний запобіжник.
За задумом розробників «життєвий цикл» обмежувачів дорівнює 200 тисяч годин. Однак скоротити його можуть сплески перенапруження, значення яких відчутно перевищує номінальні величини.
Вони здатні пошкодити варисторний орган і спалити запобіжник, в результаті чого пристрій просто взагалі не зможе здійснювати захист від перенапруги. Природно, «на дотик» отримати інформацію про вихід приладу з ладу неможливо. Для цього в змінному модулі дбайливі виробники передбачили сигнальний елемент – контрольне віконце.
Візуальна сигналізація залежить від переваг виробника. Це може бути затемнення контрольного вікна або виявлений там же яскравий червоне світло, як у продукції ETITEC. До речі в асортименті згаданої фірми є обмежувачі зі звуковим сповіщенням. В інструкціях зазвичай докладно описано, за якими ознаками потрібно визначати майбутню заміну вкладиша.
Зверніть увагу, що модульність обмежувачів в пріоритеті не тільки з-за оперативної заміни пошкодженого елемента, але і із-за можливості отримати вірні свідчення при контрольному вимірі опору проводки.
Досить видалити вкладиші з модульних обмежувачів, і на досліджувані значення ніщо не буде впливати. З блокованими апаратами вимірювання проводити марно, достовірних результатів не буде.
Класифікація обмежувачів і правила монтажу
Захист об’єкта від імпульсних перешкод споруджують за традиційними правилами селективності. Тобто на вводі встановлюють найбільш потужний прилад, потім обмежувач з меншою пропускною струмового здатністю, далі – ще менше і т. д. Для заміських будов цілком прийнятний двоступінчастий формат захисту, витрачатися на більш витончений варіант не до чого.
Щоб не купити обмежувач з абсолютно непотрібними характеристиками, з’ясуємо, за якими принципами класифікує свій товар вельмишановна нами компанія ETITEC:
- Група А — обмежувачі, призначені для захисту об’єкта від надструмів, спричинених прямим попаданням грозового розряду в мережу або попаданням в об’єкт, розташований поблизу від повітряної ЛЕП. Без втрати працездатності вони зможуть вивести в землю імпульси не більше 6кВ. Робочий опір даних пристроїв не перевищує 10 Ом. Встановлюються зовні, найчастіше кріпляться в точці переходу повітряної лінії кабельне продовження. Рекомендовано розташовувати в зоні заземлення нульового захисного провідника PE або його побратима PEN, за сумісництвом виконує функції нульового захисного і нульового робочого провідників.
- Група В – обмежувачі, що захищають від імпульсних сплесків в межах 4 кВ. Встановлюються вони на вводі в будівлю, якщо зовнішнє обмежує пристрій вже є. Ця група найчастіше використовуються в якості першого ступеня захисту приватного будинку, оскільки передбачається, що попередній варіант зобов’язана поставити обслуговуюча ЛЕП компанія.
- Група З – обмежувачі, що скидають у заземлення все, що пропустила захист В, але не більш 2,5 кВ. Причому і застосовуються вони переважно в парі, особливо, якщо споруджується двоступенева система. Якщо в двох ступенях обмеження не було потреби, то прилади групи З справляються з завданнями першої захисної перешкоди. Монтуються в місцях розподілу електропроводки, в щитках.
- Група D – обмежувачі, призначені для захисту споживачів, особливо чутливих до коротким сверхтокам. Вони оберігають обладнання, чия стійкість ізоляції не перевищує 1,5 кВ. Обійтися без них можна, якщо немає техніки з електронною начинкою. Однак якщо між пристроєм і захисним обладнанням більше 15 м, D дуже навіть стане в нагоді. Установка в мережу обмежувачів D допустиме лише при наявності більш високих ступенів захисту. Чутливі пристрої без труднощів виведе з ладу найменше імпульсне коливання.
Згідно описаному ранжиру проводиться селективна установка обмежувачів. У переважній кількості випадків використовується схема B – C, відмінно справляється з гасінням і відведенням назовні електромагнітного негативу в діапазоні 1,5 – 2,5 кВ. Якщо є причини для збільшення кількості щаблів, то можна почати спорудження захисту приладу групи А і завершити пристроєм D.
Шкода, що латинськими літерами позначаються не всі обмежувачі, але принцип класифікації у всіх виробників приблизно однаковий. Аналогічна схема установки і використання обмежувачів, що захищають від стрибків напруги в електромережі, рівнозначні правила їх підбору. Як орієнтуватися без буквених підказок?
Орієнтири підбору обмежувачів
Перед купівлею треба вивчити технічний паспорт апарату, в якому зазначені:
- значення максимального робочого напруги, при якому пристрій здатний тривалий час працювати без відведення надлишку енергії в систему заземлення;
- номінальна напруга – характеристика, яка вказує на те, яке перенапруження при пуску обладнання може діяти на пристрій цілих 10 сек., не закликаючи його до «посадових» обов’язків;
- величина номінального розрядного струму, згідно з якою виконується класифікація, ідентична вищезазначеного варіанту.
- струмова пропускна здатність, що позначає межу зниження опору обмежувача. Простіше кажучи, якою величини перенапруження пристрій зможе обробляти і скидати без власної поломки;
- стійкість до повільно зростаючою напругою, яка означає здатність пристрою пропускати аномальний струм без руйнівних наслідків;
- граничний ток розряду, який може «обробити» пристрій;
- стійкість до «коротишів», встигли вивести пристрій з ладу, але не створив умов для вибуху оболонки…
В техпаспорті знайдеться ще ряд значень, отриманих розрахунковим або експериментальним шляхом. Вивчати їх в повному обсязі необов’язково, більшість надрукованих параметрів призначене для робочих випробувань і для установки промислових систем.
Резюмуємо отриману інформацію
Отже, впевнено прямуємо до магазину з метою придбання вельми корисних приладів захисту і враховуємо, що:
- для забезпечення автономного будови, що не має зовнішньої грозовий захисту, потрібно триступеневе споруда А – В – С, дія якої буде послідовно обмежувати імпульсні хвилі 6 – 4 – 2,5 кВ;
- при відстані від обмежувача З (2,5 кВ) до приймача енергії більше 10ти метрів потрібен буде ще і прилад D (1,5 кВ);
- для об’єкта з існуючою захистом від атмосферних і мережевих перенапруг потрібен тільки тандем – З (4 — 2,5 кВ).
Хочеться вірити, що всі ці поради допоможуть грамотно вибрати прилади для захисту від всього спектру перенапруг. А ось встановлення їх бажано доручити «бувалим» електрикам. Без досвіду краще не братися за вкрай відповідальна справа.
Джерело: https://stroy-banya.com/provodka/ogranichitel-perenapryazheniya.html
Обмежники перенапруги
| Зображення | Клас напруги, кВ | Діапазон, кВ | Крок, кВ |
| ОПН-П-3 УХЛ1 | 3 | Від 3 до 4 | 0,1 |
| ОПН-П-6 УХЛ1 | 6 | Від 5,5 до 8 | 0,1 |
| ОПН-П-10 УХЛ1 | 10 | Від 9,5 до 13,5 | 0,1 |
| ОПН-П-35 УХЛ1 | 35 | Від 36 до 45 | 0,5 |
| ОПН-П-110 УХЛ1 | 110 | Від 44 до 100 | 1 |
| ОПН-П-220 УХЛ1 | 220 | Від 115 до 200 | 1 |
ОПН — обмежувачі напруги покликані знизити ймовірність аварій і забезпечити сумісність електрообладнання.
Обмежувачі застосовуються для захисту розподільних пристроїв і ліній електропередач від грозових і комутаційних перенапруг — це стало можливим завдяки можливості допускати тривалий вплив на опору робочої напруги мережі без погіршення захисних властивостей.
ГНН має кілька основних елементів конструкції – це нелінійні елементи, зовнішня ізоляція, верхній і нижній фланці.
На відміну від вентильних розрядників обмежувачі перенапруги ОПН мають більше переваг:
Приклад розшифровки умовного позначення обмежувача:
- Про — обмежувач;
- П — перенапруг;
- Н — нелінійний;
- П — буква, що позначає матеріал покришки, П – полімер;
- 6 клас напруги мережі, кВ;
- 7,2 — найбільша тривало допустима робоча напруга (діюче значення), UНР, кВ;
- 10 — номінальний розрядний струм, кА;
- 1 — клас пропускної здатності ОПН;
- (300) — оскільки клас пропускної спроможності визначає рамкові значення струму, то іноді можуть зазначатися в дужках конкретні значення струму пропускної здатності, А;
- УХЛ — кліматичне виконання за ГОСТ 15150;
- 1 — категорія розміщення по ГОСТ 15150.
Існуючі види ВП:
- ОПН полімерний для експлуатації на різних підприємствах – надійний захист від перенапруги.
- ОПН 220 з кремнеорганической зовнішньою ізоляцією німецького виробництва – для захисту різного устаткування та запобігання аварійних ситуацій для мереж з заземленою нейтраллю.
- ОПН 3.3 для контактних мереж електрофіцированних залізниць – володіє такими важливими технічними характеристиками як вогнетривкість, термомеханічна міцність, індивідуальний контрольний номер.
- ОПН 27.5 для контактних мереж змінного струму на залізницях.
- ОПН для контактної мережі – сертифікована продукція, якій довіряє вся Росія.
- ОПН для тягових підстанцій – це надійний вибір, якщо Ви зробили його у нас; сучасні технології і хороший сервіс.
- ОПН для повітряних ліній з високим ступенем захисту – найкращий вибір, який тільки можна зробити.
- ОПН для кабельної мережі – ефективний захист для будь-яких кабельних ліній.
- ПЗІП – ідеальний захист від грозових перенапруг.
- Системи захисту від комутаційних перенапруг, що не мають аналогів.
- Віддільник ОПН та МОПН для мереж з заземленою нейтраллю.
Джерело: http://www.kondensator.su/ogranichiteli-perenapryajeniya.html
Обмежувач напруги – що це таке?
Складно уявити будь-який об’єкт без електроприладів. Якщо напруга і струм в мережі збільшується понад норми, це моментально приводить до виходу з ладу всього обладнання. Саме тому в ряді випадків застосовується обмежувач перенапруги, але про те, що це таке, на сьогоднішній день знають небагато.
Це пристрій являє собою вдосконалений варіант застарілих розрядників і захищає електричну техніку від напруги, яка перевищує номінальне значення. Зазвичай воно носить імпульсний характер, у зв’язку з чим такий пристрій має й іншу назву — обмежувач імпульсних перенапруг.
Як працює обмежувач перенапруг і його види
В основу обмежувача покладена ВАХ (вольтамперна характеристика) нелінійного типу. Коли на прилад надходять великі струми високої напруги, то електроопір різко знижується до нуля. Імпульс напруги в декілька кіловольт йде через мережу, яка була заземлена.
Обмежувач імпульсних напруг відрізняється малим часом спрацьовування на зниження показників опору, а також відновлення в початковий стан. Така особливість дозволяє реагувати на цілу серію стрибків. Дані прилади представлені у кількох модифікаціях. Вони можуть бути:
- фарфоровими;
- полімерними;
- одно – або многоколонковыми.
Основним елементом, який містить обмежувач перенапруги (ОПН), є варистор. Прилад містить кілька елементів, що з’єднуються послідовно в «стовпчик».
Знаючи, як працює обмежувач перенапруги, можна зрозуміти, навіщо необхідна установка такого пристосування в приватному будинку. В нормальному робочому режимі струм, що проходить через пристрій, що відрізняється ємнісним характером і малими показниками. Коли напруга підвищується, прилад переходить в провідний стан, обмежуючи прогресію. При зниженні він повертається у вихідне положення.
Як підібрати правильний обмежувач перенапруги?
Важливо правильно підібрати обмежувач перенапруги. Від цього залежить безпека будь-якого об’єкта. У зв’язку з тим, що вид визначається декількома параметрами, необхідно звертати на них увагу. Це безпосередньо:
- тип ізоляції;
- конструктивні особливості;
- величина робочого напруги;
- місце розташування.
Грамотний і комплексний підхід – гарантія безперебійного функціонування приладів і безпеки як електрообладнання, так і всього споруди.
Джерело: http://www.groze.net/ogranichitel_napryazheniya_chto_eto_takoe.html
Технічні параметри пристроїв захисту від перенапруг
Електричне та електронне обладнання може бути пошкоджено або знищено не тільки в безпосередній близькості від удару блискавки, але і на відстані в кілька кілометрів.
Обмежувачі перенапруг спрацьовують за частки секунди, вони надійно захищають чутливі системи та пристрої (наприклад, комп’ютери, сервери або будь-яке інше чутливе електронне обладнання). При проектуванні приватних будинків і котеджів, адміністративних будівель, магазинів важливо здійснити якісну багаторівневу захист об’єкта від впливів блискавки.
Для захисту від імпульсних перенапруг застосовуються вентильні розрядники, калібровані іскрові проміжки, різного виду нелінійні опору, варистори і їх комбінації. Далі для простоти викладу як узагальнюючий буде використовуватися термін \»захисний елемент\».Захисні елементи відповідно до класифікації МЕК за призначенням і за параметрами поділяються на класи A, B, C і D.
Клас А. Призначені для встановлення в розподільних повітряних мережах низької напруги. Випробовуються ударним струмом 3.
Клас Ст. Призначені для систем зрівнювання грозових перенапруг і захисту від прямих ударів блискавки. Випробовуються ударним струмом 1.
Клас С. Призначені для захисту від імпульсних перенапруг у стаціонарних електроустановках і встановлюються на ввідних розподільних щитах. Випробовуються ударним струмом 3.
Клас D. Призначені для захисту від імпульсних перенапруг у стаціонарних і пересувних електроустановках і встановлюються в розеткових блоках або безпосередньо у споживача. Випробовуються комплексними імпульсами напруги 1,2/50 і струму 8/20 мкс.
В табл. розглянемо параметри випробувальних імпульсів струму для випробування обладнання у відповідності з класами виконання:
| Параметр/імпульс | 1 | 2 | 3 |
| imax, кА | 100 | 100 | 5 |
| W/R (питома енергія), Дж/Ом | 2,5 * 106 | 5 * 105 | 0,4 * 103 |
| Qmax, Кл | 50 | 10 | 0,1 |
| Форма імпульсу, мкс | 10/350 | 8/80 | 8/20 |
Відомими європейськими виробниками розрядників різних систем є фірми: DEHN, ABB, LEGRAND, OBO BETTERMANN, ETI та ін.
Обмежувач являє собою розрядник без іскрових проміжків, активна частина яких складається з металлооксидних нелінійних резисторів (МНР) з высоконелинейной вольт-амперною характеристикою.
Захисна дія обмежувача перенапруг заснована на протіканні через нього при появі небезпечних перенапруг (в силу высоконелинейной вольт-амперної характеристики МНР), імпульсного струму на заземлювальний пристрій, що забезпечує зниження перенапруг до безпечного значення, при якому не відбувається пробою ізоляції електрообладнання.
Для повного захисту електричного та електронного обладнання об’єкта необхідною умовою є застосування кожного з класів обмежувачів перенапруги на певних дільницях електричної мережі.
Джерело: http://projectsdevelop.com/tehnicheskie-parametry-ustrojstv-zashhity-ot-perenapryazhenij
Обмежники перенапруги (ОПН)
Обмежувач перенапруги (ОПН) виробництва SICAME Groupe – апарат, призначений для захисту ліній та ізоляції електроустаткування від грозових і комутаційних перенапруг. Являє собою послідовно і / або паралельно з’єднані металооксидні варистори без будь-яких послідовних або
Принцип дії ОПН: При нормальному робочому напрузі він працює як ізолятор і через нього проходитлишь незначний струм витоку (кілька сот мікроампер). При напрузі, що перевищує поріг проведення-сти, він стає провідником і відводить енергію перенапруги на землю. Після проходження перенапряженияи за відновлення нормального робочого напруги, ОПН повертається до свого вихідного стану. Здатність ОПН до поглинання енергії має свій певний межа.
В деяких випадках (приблизно в одному випадку з 10 000), енергія перенапруги перевищує цю межу. У цьому випадку происходиткороткое замикання ОПН і він виходить з ладу. Обслуговуючому персоналу необхідно оперативно найтинеисправный ОПН та замінити його, щоб знову запустити лінію. Для полегшення пошуку ОПН, що вийшли з ладу,вони можуть бути забезпечені різними індикаторами відмови.
Джерело: http://energovolt.net.ua/index.php/produktsiya/armatura-dlya-vlz-6-35-kv/ogranichiteli-perenapryazheniya-opn
Обмежники перенапруги SP
Забезпечують захист систем низької напруги від перенапруги.
Для чого потрібні обмежувачі перенапруги
Перенапруження — це раптове підвищення напруги (імпульс або хвиля напруги з накладенням на номінальну мережеве напруга) до небезпечних, для електроустановки значень. Характеризується — часом наростання (tf) в мкс і швидкістю наростання в кВ/мкс.
Зовнішні перенапруги виникають при прямих ударах блискавки в електроустановку або наводяться (індукуються) в лініях при ударах блискавки поблизу від них.
Внутрішні перенапруги виникають при різких змінах режиму роботи електроустановки (відключення ненавантажених ліній, відключенні струму холостого ходу трансформаторів, замиканні фази в мережі з ізольованою нейтраллю на землю, резонансних, ферорезонансних явища та ін).
Небезпека перенапруги: — вихід з ладу чутливого електронного обладнання, — порушення нормального режиму роботи устаткування і супутніх процесів, — КЗ, пожежі в електроустановках, небезпека для життя людей та ін при пробої ізоляції.
Кожна електроустановка повинна мати захист від перенапруг.
Захист об’єктів та електричного обладнання від впливу блискавки і перенапруги проводиться зовні і всередині кожного об’єкта.
До пристроїв зовнішньої захисту відносяться колектори блискавок, громовідводи, системи заземлення, грозозахисні розрядники і т. п. До заходів по захисту внутрішньої відносяться вирівнювання потенціалів, екранування і т. п.
Елементами внутрішнього захисту є розрядники струму блискавки і перенапруги. Обмеження перенапруги за допомогою розрядників струмів блискавок і перенапруги стандартно проводиться в трьох ступенях, причому кожна ступінь має зменшити перенапруження.
За максимального допустимого перенапруження лінії ПН поділяють на 4 категорії витримки перенапруги і імпульсні напруги Uimp (1,2/50 μs) для окремих частин об’єкта. Для мережі з номінальною напругою 230/400 V a.c.:
Входять у будівлю лініях (до головного розподільного щита) перенапруження не повинно перевищувати 6 кВ, розподільних щитах всередині будівель 4 кВ, для підключається через штепсельні розетки та інші з’єднувачі споживчого обладнання 2,5 кВ і для спеціально устаткування, що захищається (електронного тощо) 1,5 кВ.
Розрядники зі ступенем захисту 1…3 встановлюються на розділі окремих категорій перенапруги.
Європейська норма МЕК 61643-1 поділяє розрядники на класи I, II, і III, що відповідає нашому позначенню 1, 2 і 3 класів.
Раніше застосовувалася німецька норма Е DIN VDE 0675-6, яка розділяла захисту від перенапруги для розподільників ПН на 4 класи: A , B , C і D. Пристрої захисту від перенапруг класу A призначені для зовнішніх електроустановок. Пристрої захисту від перенапруг класів B, C і D призначені послідовно меж зон 0-1, 1-2 і 2-3.
Пристрої , що підлягають випробуванням класу I, рекомендуються, як правило, для об’єктів у місцях інтенсивних впливів, наприклад, вводи ліній в будівлі з системами блискавкозахисту.
Пристрої, що підлягають випробуванням класу II або III, піддаються дії імпульсів меншої тривалості.
Пристрої захисту від перенапруг поділяються на три класи:-Тип 1, випробувані по класу I: розрядники, здатні на основі своєї спеціальної конструкції відводити струми (часткові) при прямих ударах блискавки.
Тип 2, випробувані по класу II: розрядники, здатні відводити перенапруги, що виникають від близьких чи віддалених ударів блискавки, а так само від комутації у мережі. Тип 3, випробувані по класу III: розрядники, службовці для захисту окремих споживчих приладів або груп приладів від перенапруг, встановлюються поблизу розеток.
1-й ступінь (попередній захист, тип 1) забезпечують розрядники струму блискавки, які затримують велику частину хвилі перенапруги, а так само здатні без пошкодження відводити струми блискавки або їх суттєві частини.
Струми блискавок, які виникають при прямому попаданні блискавки, можуть бути відтворені з допомогою імпульсного струму форми хвилі 10/350 мкс.
Випробувальний струм блискавки відтворює як швидке наростання, так і високі внутрішні енергії цієї блискавки. Молниеразрядник типу 1 (раніше класу B) і модулі зовнішнього блискавкозахисту випробовуються за допомогою цього струму.
У найменш сприятливому випадку при 2-х дротовому силовому підводі розрядники струму блискавки повинні відвести 50 kA/полюс, при 4-х дротове силовому приводі 25 kA/полюс імпульсного струму з формою хвилі 10/350 μs.
Таких параметрів можуть досягти тільки прилади, сконструйовані на базі іскрового розрядника.
2-й ступінь (середня захист, тип 2) забезпечують розрядники перенапруги сконструйовані на базі варисторів (нелінійний опір, залежне від напруги — опір падає з зростаючим напруженням).
Перенапруження віддалених ударів блискавки і комутаційних операцій відтворюються з допомогою випробувального імпульсу 8/20 мкс. Внутрішня енергія цього імпульсу значно менше, ніж випробувальний струм блискавки хвилі імпульсного струму 10/350мкс.
Розрядники перенапруг типу 2 (раніше клас C) навантажуються випробувальним імпульсом. Вони повинні без пошкодження відводити атмосферні перенапруження або перенапруження, викликані комутаційними процесами в мережі з формою хвилі 8/20 μs.
У переважній більшості випадків розрядники перенапруги типу 2 встановлюються за розрядниками струму блискавки типу 1, які знижують перенапруження і обмежують енергію хвилі перенапруги.
При цьому повинна дотримуватися довжина провідника > 15 м або встановлюватися розділові індуктивності.
Розрядники перенапруги розраховані на певну теплову потужність. Якщо в мережі будуть виникати енергетично потужні або занадто часті перенапруги, то може відбутися перевищення теплової потужності і розрядник перенапруги відключиться за допомогою свого теплового пристрої відключення.
Після відключення розрядники перенапруги нефункциональны, і їх необхідно замінити. Відключення сигналізується оптично або дистанційно. При вимірюванні ізоляції необхідно від’єднати розрядники від землі, щоб не спотворювалися результати вимірювання.
При відповідних умовах розрядники перенапруги 2-го ступеня можуть бути встановлені без додаткової 1-го ступеня, наприклад, в головний розподільний щит.
3-й ступінь (точна захист, тип 3) забезпечує додаткову справді надійний захист електроприймачів (в тому числі електронних). Основним елементом точної захисту є варистори і помехоподавляющие діоди, здатні відводити перенапруження з формою хвилі 8/20 μs.
Захист засобів захисту від перенапруги.
Розрядники для приєднання між проводами N і PE (розрядники для з’єднання „3+1“), не захищаються окремо. Причиною є те, що захист вже досягається запобіжниками.
Вибір захисту від перенапруги в розподільній мережі НН складається з двох кроків:
- Вибір кількості ступенів і типів захисту.
- Вибір захисту від перенапруги.
Примітка: рекомендований порядок дій не охоплює повністю всі випадки.
Вибір кількості ступенів і типів захисту визначається за небезпеки виникнення перенапруги для об’єкта, який необхідно захищати і чутливості електроприймачів, встановлених всередині об’єкта, до перенапруження.
| Чутливість електроприймачів до перенапруження |
Небезпеку для об’єкта | ||
| Велика | Середня | Мала | |
| Велика | Т1+Т2+Т3 | Т2+Т3 | Т2+Т3 |
| Середня | Т1+Т2+Т3 | Т2 | Т2 |
| Мала | Т1+Т2 | Т2 | Т2 |
Небезпеку для об’єкта:
Чутливість приладів до перенапруження:
- велика — ПК, ТБ, Hi-Fi системи і т. п.
- середня — пральні машини, холодильники і т. п.
- мала — двигуни, вентилятори і т. п.
Далі у відповідності з іншими важливими критеріями (довжина проводки між T1 і T2, тип мережі і т. д.) необхідно визначити конкретні пристрої захисту T1 і T2.
Розрядники останньої ступеня (Т3) розміщуються якомога ближче до кінцевого обладнання (якщо за останньою мірою буде довга проводка, то може збільшитися напругу в проводах (наприклад, через індуктивності) понад прийнятного рівня).
Розрядника перенапруги T3 обов’язково повинен передувати розрядник перенапруги T2.
Якщо захисне обладнання знаходиться на відстані менше ніж 5 м від другого ступеня, немає необхідності встановлювати 3-й ступінь – друга ступінь забезпечить достатню захист.
У разі, якщо проводка йде далі, необхідно встановити додаткові розрядники перенапруги 3-го ступеня як мінімум через 10 m за попереднім T3.
Надійний захист пристроїв і приладів на базі мікроелектронної техніки може забезпечити тільки захист 3 класу. Дотримання необхідних величин напруг не може гарантувати безпеку роботи такого обладнання, т. к. імпульс близько 1,5 кВ — 2,5 кВ перевищує поріг витримки багатьох мікроелектронних елементів і провідників на друкованих платах.
Для менш вимогливих електронних побутових приладів використовується проста захист від перенапруг вбудована в розетку.
Захищена розетка, крім того, це і захист від перенапруги, індукованого в провіднику від сусідніх приладів, включених в незахищені розетки.
Для захисту точних приладів, комп’ютерів та інших мікроелектронних пристроїв використовується триступенева захист з фільтром ВЧ.
Ці захисту мають дуже швидку реакцію, пригнічують ВЧ перешкоди в діапазоні від 150 кГц до 30 МГц та здатні відводити імпульсні струми до 10 кА. Триступінчаті пристрої захисту з ВЧ рекомендується застосовувати для обладнання з керованим процесором і пам’яттю, для абонентських телефонних станцій, для діагностичних і вимірювальних приладів, медичного обладнання.
Обмежники перенапруги виробництва компанії EATON.
Обладнання виробництва компанії EATON дозволяють організувати триступеневу захист від перенапруг.
Обмежники перенапруги клас 1 виробництва компанії EATON застосовуються для різних видів мереж: — TN-C – глухозаземленная точка, обладнання з’єднане з робочим заземленням, об’єднаний нейтральний і захисний провідники
Також застосовуються — TN-S – глухозаземленная точка, обладнання з’єднане з робочим заземленням, роздільні нейтральний і захисний провідники,- TT – глухе заземлення точки і обладнання.
Обмежники перенапруги клас 2 мають однозначну індикацію несправності – індикатор розчеплення на апараті і можливість підключення додаткового контакту для дистанційної сигналізації.
Обмежники перенапруги клас 1 виробництва компанії EATON укладені в корпус в слідстві чого відсутня електрична дуга всередині розподільного пристрою. Під час роботи не виникають гарячі іонізовані гази, тому не потрібно дотримуватися безпечні відстані від займистих матеріалів і проведених частин.
Примітка: Якщо об’єкт живиться підземним кабелем, то достатньо використовувати для його захисту від перенапруги обмежувача клас 2. Незважаючи на це виробник у цій ситуації рекомендує використовувати попередньо обмежувач перенапруги 1 клас.
Захист від перенапруги клас 1 і 2 (клас В і С).
| Головний розподільний щит клас 1 (клас B) | |
| TN-C мережа (4 дроти) | TN-S мережа (5 проводів) |
| | |
| 3 x SPI-35/440 | 4 x SPI-35/440 |
| Розподільчий щит клас 2 (клас С) | |
| TN-C мережа (4 дроти) | TN-S мережа (5 проводів) |
| | |
| SPC-S-20/280/3 | SPC-S-20/280/4 |
| Головний розподільний щит клас 1+2 (клас B+C) | |||
| TN-C мережа (4 дроти) | TN-S мережа (5 проводів) | ||
| | | ||
| SPBT12-280/3 | SP-B+C/3 | SPBT12-280/4 | SP-B+C/3+1 |
| SPI | |
| Обмежувачі струму блискавки клас 1. Завдяки електронному пуску при використанні SPI з наступним за ним обмежувачем класу 2 з максимальним робочим напругою до 460 В АС немає необхідності у використанні не відокремлює відрізка проводки, ні відокремлює індуктивності. |
| SPC-S | |
| Модульні обмежувачі перенапруги клас 2 (2-х, 3-х, 4-х полюсні) зі з’єднувальними шинами і замінними модулями в комплекті. Дозволяє підключити блок допоміжних контактів SPC –S-HK для дистанційної сигналізації несправності обмежувача. |
| SP-B+C/3 і SP-B+C/3+1 | |
| Комплект обмежувача струму блискавки класу 1 і обмежувача перенапруги класу 2 з сполучними шинами призначений для захисту об’єктів в мережах TN-C, TN-S/TT. Рекомендується для об’єктів з встановленої зовнішньої захистом від удару блискавки (громовідводом) та об’єктів, які харчуються повітряною лінією. Дозволяє економити простір в розподільному щиті — не потрібно використовувати відокремлює індуктивність. До складу комплекту для мереж TN-S/TT (3+1) входять підсумовуючий розрядник SPI-100/NPE і з’єднувальний модуль SPB-D-125. |
| SPB-D-125 | |
| З’єднувальний модуль служить для спрощення з’єднання обмежувачів струму блискавки клас 1. Ширина — 1 полюс. Номінальний струм (In) 125 A. |
| Z-D63 | |
| З’єднувальний модуль служить для спрощення з’єднання обмежувачів перенапруги клас 2. Ширина — 1 полюс. Номінальний струм (In) 63 A. |
| SPC-S-HK | |
| Блок допоміжних контактів (1 переключающийся) для дистанційної сигналізації несправності обмежувача SPC-S, SPD-S. |
| SPBT12-280 | |
| Комбінований обмежувач перенапруги класу 1+2. Виключають необхідність використовувати відокремлює індуктивність, що дозволяє економити простір в розподільному щиті (два ступені обмежувачів вбудовані в один модуль) і значно збільшують передану потужність розподільної мережі (In розподільної мережі вже не залежить від In відокремлює індуктивності). Рекомендується для об’єктів, що живляться підземним кабелем Дозволяє підключити блок допоміжних контактів ASAUXSC-SPM для дистанційної сигналізації несправності обмежувача. |
| SPCT2 | |
| Модульні обмежувачі перенапруги клас 2 (2-х, 3-х, 4-х полюсні) зі з’єднувальними шинами і замінними модулями в комплекті. Дозволяє підключити блок допоміжних контактів ASAUXSC-SPM для дистанційної сигналізації несправності обмежувача. |
| ASLTT-63 | |
| З’єднувальний модуль служить для спрощення з’єднання обмежувачів перенапруги клас 2. Ширина — 1 полюс. Номінальний струм (In) 63 A. |
| ASAUXSC-SPM | |
| Блок допоміжних контактів (NO 1 + 1 NC) для дистанційної сигналізації несправності обмежувача перенапруги SPCT2. |
| SPPT2PA | |
| Обмежники перенапруги клас 2 із замінюваними модулями для фотогальванічних панелей. |
Захист від перенапруги клас 3 (клас D).
| SPD-S | |
| Модульні обмежувачі перенапруги клас 3 із з’єднувальними шинами і замінними модулями в комплекті призначений для монтажу на DIN-рейку. Немає необхідності у використанні відокремлює індуктивності при недотриманні рекомендованого відстані від обмежувача перенапруги класу 2. Дозволяє підключити блок допоміжних контактів SPC –S-HK для дистанційної сигналізації несправності обмежувача. Максимальний додатковий запобіжник 63 A gL/автоматичний вимикач C 63А. |
| Eaton Protection Box | |
| — Розеткові модулі з обмежувач перенапруги. — Панель живлення з обмежувач перенапруги. |
| Eaton Protection Strip | |
| Панель живлення з обмежувач перенапруги. |
Джерело: http://39mr.ru/eaton/equipment/ogranichiteli-perenapryazheniya-sp
Захист від імпульсних перенапруг
Причиною таких стрибків може стати виключення і включення пристроїв, для яких необхідно споживання великих потужностей; атмосферний розряд в мережу живлення; потрапляння в проводку перенапряженной хвилі або електростатичні розряди між пристроями.
Захищають електропроводку від перенапруг — варисторного обмежувачі. Використання варисторных елементів допускає паралельне з’єднання, щоб підвищити навантажувальну струмовий здатність комплектних обмежувачів.
В — обмежувач з двостороннім проколом ізоляції (до 95 мм2) з подвійним затиском,
З — обмежувач — провід з ізоляцією (AsXSn 16 мм2) з лінійним затиском, довжиною 200 метрів,- D — обмежувач з одностороннім проколом ізоляції (до 95 мм2) з подвійним затиском, — Е — обмежувач у вигляді болти з різьбою М8 без затискача.
Обмежувачі групи А захищають мережу і пристрої від низької напруги і перенапруги пов’язаних з попаданням розрядів прямо в лінію електропередач або в об’єкти, які розташовані поруч з повітряною лінією електропередач, але на великій відстані від встановлених обмежувачів.
Монтуються опн на стовпах, особливо в місцях переходу повітряної лінії в кабельну, в місцях заземлення проводу РЕ або PEN (земля-нуль). Обмежувачі групи В є першою сходинкою внутрішнього захисту від розрядів струму виникає при ударі блискавки, від низької напруги і від індукції атмосферних перенапруг.
Їх завдання — обмежити перенапруження до рівня опору ізоляції, скинути надлишки електроенергії на заземлювач. При використанні обмежувачів групи В не знадобляться захисні інтервали, так як викиду електричної дуги не відбувається.
Обмежувачі групи З є другим рівнем захисту і зменшують перенапруження, яке було пропущено обмежувачами групи Ст. Їх встановлюють в розподільні щити в місця, де розподіляється електропроводка, або в якості першого ступеня захисту об’єктів, яким не потрібна двоступенева захист.
Допустимий рівень перенапруження становить 1,5 кВ.Обмежувачі групи D захищають споживачів чутливо реагують на короткі перенапруги з стійкістю ізоляції 1,5 кВ. Вони необхідні, якщо відстань між приймачем і обмежувачем групи З перевищує 15 метрів.
Джерело: http://www.pogar-bezopasnost.ru/b/690-zashhita-ot-pjerjenaprjazhjenij
Обмежувачі перенапруги ОПН-10 У1
Обмежувачі перенапруги ОПН-10 — найбільш затребувана позиція на сьогоднішній день з усього асортименту виробленої нами продукції. Ця обставина вимагає від нас приділяти постійну увагу наявності обмежувачів перенапруг ОПН-10.
Переваги обмежувачів перенапруг ОПН-10 перед разрядникам РВО-10 очевидні.
Це і ефективне обмеження перенапруг, і вибухобезпечність, і віброміцність, і стабільність характеристик, габарити і вага, і, врешті-решт, надійність в експлуатації.
Упаковка і комплектація: обов’язковою умовою при відвантаженні ОПН-10 є комплектація його індивідуальними паспортами; упаковкою служить картонний ящик, що вміщує в себе 3 обмежувача.
Ціна вказана з урахуванням ПДВ:
ожение ОПН — вертикальне. Допускае
| Клас напруги мережі, кВ: | 10 |
| Найбільша тривало допустима робоча напруга (Uнр), кВ | 12 |
| Упаковка: | картонний ящик |
| Маса обмежувача: | 2,7 кг |
| Габаритні розміри обмежувача ОПН-10: | 132мм х 226мм |
| Гарантійний термін: | 5 років з моменту введення в експлуатацію |
Примітка: При транспортуванні ОПН-10 встановлюються на плити з пінопласту і зміцнюються зверху такий же плитою, що дає можливість при транспортуванні уникнути пошкодження продукції.мОграничители перенапруги ОПН-10 в обов’язковому порядку комплектуються паспортом і додатково керівництвом з експлуатації на вимогу клієнта.
Призначення обмежувача перенапруг ОПН-10
Обмежувачі перенапруги ОПН-10 в полімерному корпусі на основі оксидно-цинкових варисторів без іскрових проміжків — апарат, призначений для захисту ізоляції електроустаткування від грозових і комутаційних перенапруг.
Вольт-амперна характеристика варисторів суттєво залежить від тривалості фронту імпульсу струму.
Особливо помітна ця залежність при довжинах фронту імпульсів струму менше 50 мкс, характерних для грозових перенапруг, що визначає для ОПН-10 більш високий рівень грозових перенапруг, обмежуваних ОПН-10, порівняно з комутаційними. Висока нелінійність ОПН-10 призводить до значного зменшення довжини імпульсу струму при спрацюванні апарата від комутаційних перенапруг.
Відмінною рисою варисторів, що застосовуються в ОПН порівняно з вентильними розрядниками, є здатність витримувати робоче напруження у мережі без обмеження часу.
Обмежувачі перенапруг ОПН застосовуються для захисту:
- електрообладнання підстанцій відкритого і закритого типу;
- кабельних мереж;
- повітряних ліній електропередач;
- генераторів, синхронних компенсаторів і електродвигунів мереж власних потреб електростанцій і промислових підприємств;
- батарей статичних конденсаторів і фазокомпенсирующих пристроїв;
- обладнання електрорухомого складу;
- контактної мережі змінного і постійного струму електрифікованих залізниць;
- пристроїв електропостачання електрифікованих залізниць;
- електроустаткування спеціалізованих промислових підприємств (хімічної, нафтової, газової та ін. промисловості).
Обмежувачі перенапруг ОПН призначені для роботи в мережах:
- загального призначення, які працюють у режимі ефективного заземлення нейтралі;
- розподільних, що працюють в режимі з ізольованою, компенсованою та резестивно заземленою нейтраллю;
- генераторного напруги;
- власних потреб електростанцій;
- розподільних промислових підприємств, що мають специфіку виробництва.
Умовне позначення ОПН-10
Про — обмежувач; П — перенапруг; Н — нелінійний; п — полімерний корпус; 10 – клас напруги мережі, кВ; UHP (11,5; 12;12,7)– найбільша тривало допустима робоча напруга, кВ; 10 – номінальний розрядний струм, кА; 400(1);550(2) – струм пропускної здатності, А.
IV – ступінь забруднення по ГОСТ 9920; УХЛ1 – кліматичне виконання і категорія розміщення по ГОСТ 15150;
Найбільша тривало допустима робоча напруга — це найбільше діюче значення напруги промислової частоти, яке може бути докладено до ОПН протягом всього терміну його служби, та не призводить до пошкодження або термічної нестійкості при нормованих впливах.
Номінальний розрядний струм — це струм по якій класифікується захисний рівень ОПН в грозовій режимі при імпульсу 8/20 мкс.
Струм провідності (струм пропускної спроможності) — це струм, що йде через ОПН під дією напруги, спрямованого до затискачів ГНН за умови його роботи. Цей струм складається з активної і ємнісної складових і його величина становить кілька сотень мікроампер, З цього струму в експлуатації проводиться оцінка якості роботи ОПН.
Також при виборі ОПН важливими характеристиками є:
Номінальна напруга — це нормативний параметр згідно МЭК99-4, що визначає значення змінної напруги, яке ОПН повинен витримувати протягом 10 секунд при робочих випробуваннях.
Стійкість ОПН до повільно змінюється напрузі — це властивість обмежувача перенапруги, що дає можливість витримувати завищений рівень напруги і при цьому не руйнуватися протягом певного часу.
Пристрій і принцип дії ОПН-10
Обмежники перенапруги є захисними апаратами. До складу входять послідовно з’єднані між собою высоконелинейные оксидноцинковые опору – варистори (ОПН виключені іскрові проміжки). Укладені варистори в полімерний синтетичний корпус.
Корпусом є склопластикова труба, з допомогою преса на неї нанесена оболонка з трекингостойкой кремнійорганічної гуми. Як затискачів для колонки варисторів виступають алюмінієві виводь, які вкручені всередину труби.
Під час експлуатації, щоб не допустити теплового пробою, час від часу перевіряється значення струму провідності.
Крім того, використання обмежувачів перенапруги дає можливість позбутися від ряду недоліків, властивих разрядникам:
- нестабільні захисні параметри, які проявляються розкидом напруги;
- спрацьовування іскрових проміжків і його зниженням після численних впливів імпульсів струму;
- при зволоженні забрудненого корпусу, зниження пробивної напруги розрядників, яке оцінює можливість поломки апарату в нормальному експлуатаційному режимі;
- складність контролю пробивної напруги;
- нестабільність захисних параметрів з-за значного впливу температури на вольт-амперні характеристики карбидокремниевых резисторів і її руйнування від дії імпульсів струму при обмеження перенапруг;
- поглинання з мережі надлишкової енергії під час протікання супроводжуючого струму;
- складність будови, підбору параметрів.
Умови експлуатації обмежувачів перенапруг ОПН-10
Перед тим як ввести в експлуатацію ОПН повинні піддаватися профілактичним оглядам.
Обмежники перенапруги можуть експлуатуватися в умовах відкритого повітря або всередині приміщень при температурі навколишнього середовища:
- від мінус 60 до плюс 50°С;
- висота установки над рівнем моря до 1000м;
- відносна вологість повітря при температурі плюс 25°С до 100%;
- товщина кірки льоду до 20 мм;
- швидкість вітру без ожеледі не більше 40 м/с.;
- швидкість вітру при ожеледі не більше 15м/с;
Обмежники перенапруги не підлягають ремонту експлуатуючими організаціями і не вимагають якого-небудь обслуговування і контролю в експлуатації.
Джерело: http://www.ooo-stk.org/ogranichiteli-perenapryazheniy-opn-10.html
Обмежувач перенапруги — технічні характеристики
Обмежувач перенапруги призначені для захисту від імпульсних перенапруження в результаті грозових розрядів або роботою пристроїв з великим індуктивним навантаженням (високовольтні трансформатори, великі електродвигуни з короткозамкненим ротором)
Принцип дії обмежувача ( ПЗІП ) заснований на здатності матеріалу варистора при багаторазовому збільшенні напруги пропускати електричний струм.
Матеріал варистора втрачає свої властивості, після декількох розрядів. У більшості серій ПЗІП є можливість візуально перевірити працездатність варистора в индикаторном вікні.
Основні типи/класи ПЗІП
Тип 1 — використовуються при можливості безпосереднього удару блискавки в лінію електропередач або в землю в безпосередній близькості від місця установки.
Тип 2 — використовуються в місцях, в яких відсутня загроза прямого удару блискавки в безпосередній близькості від місця установки. Порівняно з Тип 1 мають меншу здатність до захисту від імпульсних перенапруг, рекомендується встановлювати на воді електроустановок та введенні в житлові приміщення в якості другого рівня захисту.
Тип 3 захист обладнання від залишкових струмів перенапруги, захист від несеметричных диференційних струмів, захисту від високочастотних перешкод.
Обмежники перенапруги призначені для захисту від імпульсних перенапруг внаслідок грозових розрядів або роботи пристроїв з великим індуктивним навантаженням (високовольтні трансформатори, великі електродвигуни з короткозамкненим ротором)
Принцип дії обмежувача ( ПЗІП ) заснований на здатності матеріалу варистора при багаторазовому збільшенні напруги пропускати електричний струм. Матеріал варистора втрачає свої властивості після декількох розрядів.
У більшості серій ПЗІП є можливість візуально перевірити працездатність варистора в индикаторном вікні. У конструкцію обмежувача часто включений запобіжник для захисту від надструмів.
Основні типи/класи ПЗІП
Тип 1 (В) — використовуються при можливості безпосереднього удару блискавки в лінію електропередач або в землю в безпосередній близькості від місця установки.
Тип 2 (З) — використовуються в місцях, в яких відсутня загроза прямого удару блискавки в безпосередній близькості від місця установки. Порівняно з Тип 1 мають меншу здатність до захисту від імпульсних перенапруг, рекомендується встановлювати на воді електроустановок та введенні в житлові приміщення в якості другого рівня захисту.
Тип 2 або в основному використовується для захисту в індивідуальному будівництві.
Тип 3 (D) захист обладнання від залишкових струмів перенапруги, захист від несиметричних диференційних струмів, захисту від високочастотних перешкод.
Джерело: http://www.elektro-portal.com/series/show/ogranichitel-perenaprjazhenija-ovr
Обмежувач перенапруги — ефективний захист від блискавки!
Блискавка — природний електричний розряд. Щоб захиститися від цього явища, потрібно створити два контури оборони. Якщо говорити про захист багатоквартирних будинків, то про це думають держустанови. Але от захист приватного будинку — справа рук самих володарів власності.
До першого контуру відноситься зовнішня захист. Для цього встановлюють блискавковідвід. Тема першого контуру заземлення дуже цікава, обширна і багатогранна. Вона потребує ретельного дослідження, поговоримо про неї в іншому пості. Пропоную розглянути докладно другий контур – внутрішня захист, що забезпечується спеціальними пристроями – обмежувачами перенапруги (ОПН).
Призначення обмежувачів перенапруги
Як вже стало ясно, від прямого попадання блискавки в будинок захищає громовідвід. Але небезпечний розряд блискавки може опинитися в нашому будинку з несподіваного боку. “Синій дракон” може проникнути в мережу за сотні метрів, а то і в кілометрі від будинку, і прибігти на повітряним проводах.
Провідник, який прийняв імпульс, може призвести до катастрофічних наслідків домашню апаратуру, підключену до електричної мережі.
За фатальний результат дорогого устаткування доведеться платити самим. Ось чому так активно рекомендується під час грози відключати від електромережі всі електроприлади.
Сфера застосування обмежувачів перенапруги
Застосовуються в ввідно-розподільних пристроях, головних розподільних щитах, квартирних щитах. Встановлюються на DIN-рейку в металевих розподільних щитових.
В обов’язковому порядку вимагається наявність заземлюючого провідника РЕ, для скидання імпульсної теплової енергії. ОПН встановлюється між фазою і землею або нульовим провідником і землею. Спрацьовує ОПН за лічені частки секунд, гарантуючи надійний захист від пошкодження електрообладнання.
ОПН надійно захищає від стрибків напруги, комутаційних перенапруг, диференціальних перенапруг і високочастотних перешкод. Для того щоб був скидання імпульсної перенапруги, необхідно мати наявність захисного заземлення, такі системи TN-C-S, TN-S, TT.
Класифікація обмежувачів перенапруги
ОПН класу В:
- Встановлюється на вводі будівлі.
- Призначений для захисту від атмосферних блискавок і комутаційних перенапруг.
- Захищають силову розподільну мережу, обладнання головного розподільного щита і вступний електричний лічильник.
ОПН класу З:
- Встановлюється у водному щиті квартири або офісу.
- Призначений для захисту від наведених атмосферних і комутаційних перенапруг, проскочивших через обмежувач Ст.
- Захищає внутрішню електропроводку офісу, квартири, автоматику щитовий, квартирний електричний лічильник.
ОПН класу D:
- Встановлюють на квартирному щиті, можлива установка безпосередньо в обладнанні.
- Призначений для захисту від високочастотних перешкод, які пройшли через обмежувачі класу В та С.
- Захищає електричне обладнання, електричні прилади, переносні електричні пристрої.
Які обмежувачі перенапруги потрібно встановлювати?
Як видно з класових призначень ОПН, погашення імпульсної перенапруги відбувається поетапно.
Недостатньо встановити ОПН тільки класу D і на цьому заспокоїться. Остання щабель здатна погасити залишки, які проскочили через В і С. поодинці він нездатний відвести сотні, а то й тисячі ампер.
Джерело: http://electric-tolk.ru/ogranichiteli-perenapryazhenij-zashhita-ot-molnii/
Обмежувач перенапруги нелінійний
Експлуатаційні питання обмежувачів перенапруг.
При виборі точок установки нелінійних обмежувачів перенапруг визначалися об’єкти, для яких встановлення ОПН є нагальна необхідність, причому від встановлення ОПН на вибраному об’єкті буде найбільший ефект. До таких об’єктів належать силові трансформатори, збірні шини або секції підстанцій, випрямні станції та ін.
Характеристика апаратів 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 | |
| Номінальна напруга кВ | 0,4-1,8 | 1,5 – 3,3 | 3,3 | 27,5 |
| Найбільша робоча напруга, кВ | 0,5-2,2 | 1,5 – 4,0 | 4,0 | 30 |
| Розрахунковий струм комутаційних перенапруг, А | 1000 | 250 | 800 | 800 |
| Uост при розрахунковому струмі коммутацион. перенапружень, кВ, не більше | 1,15-5,1 | 4,1 – 8,2 | 13,2 | 77,8 |
| Номінальний розрядний струм, кА | Не нормується | 1,0 – 5,0 | 10 | 10 |
| Uост при номінальні-ном розрядному струмі, кВ, не більше | Не нормується | 4,6 — 10 | 19,3 | 102 |
| Пропускна здатність при хвилі 1,2/ 2,5 мс (2 мс) – 20 впливів, А | 400 | 200-500 | 350 | 350 |
| Вибухобезпечність, кА | Не вимагається | 16 | 20 | 20 |
| Призначення | Вторинні обмотки тягових трансформаторів електровозів змінного струму | Пристрій електропостачання електрофіцированних ж/д змінного струму, електро-обладнання та тягові електродвигуни, допоміжні машини електрорухомого складу постійного струму | Контактна мережа постійного струму | Контактна мережа змінного струму |
Примітка: Розрахунковий струм комутаційних напружень у дужках з урахуванням вищих гармонік.
В мережах до 0,4 кВ обмежувачі перенапруг повинні бути встановлені між фазами і землею (іноді між фазами). Основними об’єктами при цьому є трансформатори, об’єкти електронної напівпровідникової техніки, ланцюги сигналізації, керування та блокування, електродвигуни та ін.
У мережах 3, 6, 10, 15, 25, 27,5 кВ повинні бути захищені трансформатори, секції, збірна шина комплектом обмежувачів перенапруг в мережах 35, 110 і 220 кВ – обмежувачами в приєднаннях обмоток трансформаторів, збірних шин, у тому числі резервних.
Спосіб підключення ОПН до мереж значною мірою залежить від класу напруги мережі. У мережах НН обмежувачі можуть бути підключені до мереж в будь-якому місці, зручному для їх монтажу та експлуатації. Наприклад, близько автоматів, пускачів і ін.
Обмежувачі перенапруг нелінійні до мереж 3, 6, 10, 15, 25, 27,5 кВ підключаються в комірці трансформаторів напруги через свої запобіжники або наглухо, а також у вільних (резервних) клітинках через вимикач. У цьому випадку апарат вважається включеним до збірним шинам (секціях).
При підключенні ОПН до 35 кВ у клітинках трансформаторів напруги вони повинні мати власні запобіжники з вставками близько 30-40 А
Експерименти показали, що такі запобіжники витримують максимально можливі комутаційні струми близько 400 – 800 А, формою 1,2/2,5 мс. Апарати 3 – 27,5 кВ до секцій ВН повинні бути підключені проводами перерізом ~20 кв.
В мережах 3, 6 і 10 кВ в першу чергу повинні бути захищені генератори, синхронні компенсатори і високовольтні електродвигуни (якщо нейтраль цих машин не виведена, то трьома нелінійними обмежувачами перенапруги, в іншому випадку, чотирма ОПН). Крім того, ці захисні апарати повинні бути підключені до секцій ГРУ, ТП, РП мереж власних потреб електростанцій.
У мережах 35, 110 і 220 кВ обмежувачі перенапруг повинні бути встановлені для захисту ізоляції відповідних обмоток трансформаторів і автотрансформаторів, збірних шин, у тому числі резервних.
За умови підключення ОПН-3, ОПН-6, ОПН-10, ОПН-15, ОПН-25 і ОПН-27,5 в комірках ТН апарати повинні мати власні запобіжники з вставками близько 15 – 20А (див.
Спеціальні експерименти показали, що такі запобіжники витримують максимально можливі комутаційні струми близько 300 – 500 А формою 1,5/2,5 мс.
Апарати 3 – 27,5 кВ до мереж повинні бути підключені проводами перерізом ~20 кв. мм і ізоляцією, розрахованою на 20 – 70 кВ.
Апарати можуть бути підключені також до фидерам в бік кабелю (за вимикачем) або до затискачів трансформаторів і електродвигунів. У цьому разі запобіжники не потрібні, а дроти для підключення повинні мати перерізу ~20 кв. мм.
Обмежувачі перенапруг нелінійні 35, 110 і 220 кВ до ВРП відповідного класу напруги можуть підключатися взамін існуючих штатних вентильних розрядників або в лінійних клітинках на відповідних конструкціях, що відповідають правилам техніки безпеки і улаштування електроустановок.
При експлуатації нелінійних обмежувачів перенапруг необхідно дотримувати наступні правила:
Методика розрахунку запобіжників для підключення до мереж докладно викладена в літературі.
При нормальному режимі без перенапружень через ОПН тече струм, величина якого становить частки міліампера.
При перенапруженні через апарат можуть мати місце струми комутаційного характеру (мілісекундного діапазону) величиною до 500 – 600 А і імпульсного характеру до 4 – 5 кА. І, нарешті, при пошкодженні ОПН через них будуть протікати струми короткого замикання (килоамперы) з урахуванням залишкового опору варисторів. Запобіжники ОПН, зрозуміло, без спрацьовування повинні пропускати перші три струму, а спрацьовувати тільки при КЗ. Тому вибір перерізу плавких вставок повинен проводиться таким чином, щоб запобіжники при комутаційних і імпульсних струмах не спрацьовували.
Вважаємо, що провідник плавкої вставки з міді. Питомий опір ro такий дроту при температурі То = 200С одно ro = 1,78 х 10-8 Ом х м, при плавленні міді (Тпл = 10830С) воно зростає до величини гт = го [1+a ( Тпл) = 1,78 х 10-8 [1 + 3,8 x 10-3(1083 – 20)] = 8,9 х 10-8 Ом х м.
Тому в таблиці результати розрахунку залежності d =f1 (Imax 8/20мкс) і d = f2 (Imax 1,2/2,5 мкс) наведені для згаданих двох величин гт і го. Тут хвиля 8/20 мкс эквивалентирует стандартний грозовий імпульс, хвиля 1,2/2,5 мс – стандартний комутаційний імпульс.
Таблиця 3.3.
Результати розрахунку 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 го, кА | 0,30 | 1,18 | 2,65 | 4,72 | 7,37 | 10,6 | 14,4 | 17,8 | 29,5 |
| Imax 8/20 мкс при гт, 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 го, А | 34 | 136 | 306 | 544 | 830 | 1224 | 1666 | 2176 | 3400 |
| Imax 1,2/2,5 мкс при гт, А | 15,3 | 61 | 137 | 244 | 381 | 549 | 747 | 976 | 1526 |
За даними таблиці 3. 3 можна вирішити пряму або зворотну задачі.
При відомих струмах комутаційних Ік і грозових Іі перенапруг можна знайти потрібний діаметр плавкої вставки. Так, наприклад, незалежно від класу напруги ОПН при струмі Ік = 400 А, Іі = 5кА діаметр дроту повинен бути за вимогами грозових струмів dі = 0,33 мм, комутаційних струмів dк = 0,27 мм, тому з деяким запасом приймаємо d ~ 0,4 мм. Якщо, навпаки, відомий діаметр дроту (наприклад, d = 0,2 мм), можна знайти межі струмів, при яких плавка вставка може перегорати (Ік = 244 – 544 А, Іі = 2,12 – 4,72 кА), тому розрахунковий струм повинен бути нижче лівої межі згаданих струмів.
В комплект нелінійних обмежувачів перенапруг 110 кВ і вище зазвичай входять і пристрої реєстрації струмів витоку через ОПН під робочою напругою. Разом з тим, апарати нижче 35 кВ, що випускаються різними організаціями, як правило, не забезпечуються зазначеними пристроями, контролюючими працездатність ОПН.
У ряді випадків, в умовах експлуатації, обмежувачі перенапруг пошкоджуються. Аналіз таких випадків показує, що вихід з ладу обмежувачів вищих і середніх класів напруги в основному пов’язаний з невідповідністю технічних параметрів захисних апаратів і технічних умов їх експлуатації. Коротко розглянемо ці випадки:
- в одній з енергосистем причиною виходу з ладу ОПН-10 кВ виробництва Великолукского заводу високовольтної апаратури були ферорезонансні явища, пов’язані з трансформаторами напруги, на цю думку навів факт виходу з ладу декількох штук ОПН на одній і тій же фазі;
- в одній з енергосистем пошкодження ОПН-6 були пов’язані зі звичайними тривалими металевими замиканнями на землю, в той же час як апарати були виготовлені для гірничих підприємств, в яких має місце досить швидка захист від замикання на землю;
- на одному з комбінатів целюлозно-паперової промисловості пошкодження ОПН були пов’язані з ферорезонансні перенапруженнями у приєднанні силовий трансформатор – кабель 6 кВ, що виникають при неповнофазних режимах приєднання;
- в одній енергосистемі причиною пошкодження обмежувачів перенапруг 10 кВ було включення їх до батареї конденсаторів (БСК), в той же час як пропускна здатність захисних апаратів не була розрахована на БСК.
Оскільки варистори ОПН протягом всього терміну служби апарату знаходяться під напругою, виникла проблема забезпечення надійної роботи апарату у районах з підвищеним забрудненням атмосфери.
Як показує досвід експлуатації, розрахунки і аналіз літератури, спостерігалися випадки руйнування ОПН, встановлених в таких районах. Проаналізуємо причину виходу з ладу апаратів.
При зволоженні забрудненої поверхні апарата по ній тече струм витоку, який може досягати декількох десятих часток ампера. Це призводить до подсушке поверхні покришки з утворенням вузьких поперечних зон, ширина яких обмежується міжреберних відстанню.
Збільшення опору підсушених зон викликає перерозподілу напруги поверхні і підвищення напруги на підсушених зонах. Це призводить, у свою чергу, до виникнення різниці потенціалів між зовнішніми поверхнями покришки і варисторів (DU) до декількох кіловольт.
Наявність DU значної величини призводить до протікання струмів зміщення між поверхнями покришки і варисторів, що викликає збільшення струму через варистори, їх додатковий нагрів і прискорене старіння.
Для боротьби з такими явищами в літературі рекомендуються такі шляхи:
У ряді випадків на підстанціях всіх класів напруги, у тому числі середніх, одночасно на роботі знаходяться вентильні розрядники та обмежувачі перенапруг нелінійні. Це викликано однієї з наступних причин:
- при виході з ладу розрядників не знаходяться резервні і доводиться їх замінити обмежувачами перенапруг
- за планом модернізації необхідно все вентильні розрядники замінити на обмежувачі перенапруг, але через брак фінансових ресурсів на распред. пристрої проводять заміну частини розрядників на ОПН;
- через брак фінансових можливостей, навіть на різних фазах комплекти захисних апаратів стоять ОПН і вентильні розрядники.
Порівняльний аналіз показує, що при установці одночасно на підстанціях вентильних розрядників і обмежувачів перенапруг, природно, основну «навантаження» на себе беруть останні зважаючи на їх кращої вольтамперної характеристики, з цієї причини ГНН можуть пошкодитися, тому в подібних випадках повинен бути індивідуальний підхід до кожного конкретного випадку «змішаної» установки захисних апаратів різних типів.
На ефективність нелінійних обмежувачів перенапруг зазначалося вище. Тут наведемо лише загальні висновки про ефективність ОПН при організації грозозахисту і при власних польових вимірах необмежених і обмежених внутрішніх перенапруг, що виникають в мережах 6, 10 і 35 кВ різних енергосистем і промислових підприємств Росії.
Проведення таких вимірювань в мережах електрифікованої залізниці утруднено. Як зазначалося, обмежувачі перенапруг нелінійні 0,22 – 220 кВ натомість вентильних розрядників в декілька разів поліпшують грозозащиту.
При використанні цих захисних апаратів в каскадних схемах грозозахисту підстанцій, показник надійності зростає більше.
У першій з них порушувалися дугові і комутаційні перенапруги, у другій – дугові, а в третій – комутаційні і ферорезонансні перенапруги.
При відсутності у дослідженій схемою 6 кВ ОПН дугові перенапруження мали максимальну кратність К=3,4, в той же час як встановлення ОПН-6 знизила максимальну кратність до рівня К=2,4.
У цій схемі мережі 6 кВ при комутаціях ненавантаженого силового трансформатора необмежені перенапруги мали максимальну кратність більше 6,0, в той же час обмежені, з допомогою ОПН-6, перенапруження мали максимальну кратність не більше 2,7, де максимально проявилося ефективність захисних апаратів.
В мережі 10 кВ зафіксовані обмежені і необмежені перенапруження, штучно порушені при дугових замиканнях однієї з фаз на землю; у першому випадку максимальна кратність склала Кмах = 3,5, а в другому Кмах = 2,6, що значно нижче кратності випробувального напруги електродвигунів.
35 кВ показали ще більшу ефективність нелінійних обмежувачів перенапруг при глибокому обмеження перенапруг.
Так, перенапруги, що виникають при комутаціях силового трансформатора 35 кВ і феррорезонансе без ОПН мали кратність Кмах = 7,0. Підключення згаданих захисних апаратів до мережі знизило максимальні кратності до рівня і 3,1 2,9 відповідно.
Джерело: http://polymer-apparat.ru/articles/mats/1/33/
