Что такое ограничитель перенапряжения, принцип действия, как подключить. Характеристики ограничителей напряжения

Ограничитель перенапряжений. Ограничитель импульсных перенапряжений

Ограничитель импульсных перенапряжений - это один из наиболее широко известных высоковольтных приборов, использующийся для защиты сети.

Описание приспособления

Для начала стоит объяснить, из-за чего, в принципе, возникают импульсные перенапряжения и чем они опасны. Причиной появления этого процесса является нарушение в атмосферном или коммутационном процессе. Такие дефекты вполне способны нанести огромный ущерб электрическому оборудованию, которое подвергнется такому воздействию.

Тут стоит привести пример на громоотводе. Это устройство отлично справляется с отводом сильного разряда, бьющего в объект, однако оно никак не сможет помочь, если разряд попадет в сеть через воздушные линии. Если такое происходит, то первый же проводник, который попадется на пути у такого разряда, выйдет из строя, а также может стать причиной поломки другого электрического оборудования, которое подключено к этой же электрической сети. Элементарная защита - отключение всех приборов во время грозы, однако в некоторых случаях это невозможно, а потому были изобретены такие устройства, как ограничители перенапряжений ОПН.

Что даст использование устройства

Если говорить об обычных средствах защиты, то их конструктивное исполнение несколько хуже, чем у ОПН. При обычном исполнении устанавливаются карборундовые резисторы. Дополнительной конструкцией являются искровые промежутки, которые соединены между собой последовательным образом.

В ограничителях импульсных перенапряжений же имеются такие элементы, как нелинейные транзисторы. Основой для этих элементов стал оксид цинка. Таких деталей имеется несколько, и все они объединяются в одну колонку, которая помещается в специальный корпус из такого материала, как фарфор или полимер. Это обеспечивает полностью безопасное использование таких устройств, а также надежно защищает их от любых внешних воздействий.

Тут важно отметить, что основная особенность ограничителя перенапряжения - это конструкция оксидно-цинковых резисторов. Такое исполнение позволяет сильно расширить функции, которые может выполнять устройство.

Технические параметры

Как и у любого другого устройства, у ОПН имеется основная характеристика, которая определяет его работоспособность и качество. В данном случае таким показателем стала величина рабочего напряжения, которое может подводиться к клеммам устройства без какого-либо ограничения в плане времени.

Имеется еще одна характеристика - ток проводимости. Это значение тока, который проходит через прибор под воздействием напряжения. Измерить данный показатель можно лишь в условиях реального использования устройства. Основными числовыми показателями данного параметра являются емкость и активность. Общий показатель этой характеристики может достигать нескольких сотен микроампер. По полученному значению этой характеристики оценивается работоспособность ограничителя перенапряжений.

Описание устройства ОПН

Для того чтобы изготовить данное устройство, производители используют те же электротехнические и конструкторские методы, которые применяются в изготовлении других продуктов. Это наиболее заметно при осмотре размеров и материалов, использующихся для изготовления корпуса. Внешний вид также имеет некоторую схожесть с другими устройствами. Однако стоит отметить, что отдельного внимания удостаиваются такие вещи, как установка ограничителя перенапряжения, а также его дальнейшее подключение к общим электроустановкам потребительского типа.

Имеется несколько требований, которые предъявляются именно к этому классу устройств. Корпус ОПН должен быть полностью защищен от прямого прикосновения человека. Должен быть полностью исключен риск того, что устройство загорится из-за возможных перегрузок. Если элемент выйдет из строя, то это не должно повлечь за собой короткого замыкания в линии.

Назначение и применение ОПН

Основное предназначение нелинейных ограничителей перенапряжения - это защита изоляции электрического оборудования от атмосферных или коммутационных перенапряжений. Данное устройство относится к группе высоковольтных приборов.

В этих аппаратах отсутствует такой раздел, как искровой промежуток. Если сравнивать диапазон действия ОПН и обычного вентильного разрядника, то ограничитель способен выдерживать более глубокие перепады напряжения. Основная задача данного устройства - выдерживать эти нагрузки без ограничения по времени. Еще одно существенное отличие ограничителя перенапряжения от обычного вентильного заключается в том, что размеры, а также физический вес конструкции в данном случае гораздо ниже. Наличие такого элемента, как крышка из фарфора или полимеров, привело к тому, что внутренняя часть устройства надежно защищена от внешних воздействий окружающей среды.

ОПН-10

Устройство этого прибора несколько отличается от обычного ОПН. В данном варианте применяется колонка варисторов, которые заключены в покрышку. Для создания покрышки в данном случае используется уже не фарфор или полимеры, а стеклопластиковая труба, на которую опрессована оболочка из трекингостойкой кремнийорганической резины. Кроме того, колонка варисторов имеет алюминиевые выводы, которые поджаты с двух сторон, а также ввернуты внутрь трубы.

Ограничитель перенапряжений ОПН-10 относится к полимерной группе устройств. Основная задача данного прибора - это защита электрического оборудования распределительных устройств. Также применяются для защиты сетей элементы с классами 150 кВ, с изолированной или компенсированной нейтралью. Использовать эти приспособления можно на открытом воздухе в умеренных и холодных поясах. Диапазон рабочей температуры от минус 60 до плюс 60 градусов по Цельсию. Проводить монтажные работы, а также дальнейшую эксплуатацию оборудования можно лишь в соответствии с правилами техники безопасности.

Ограничитель импульсных перенапряжений ОПС1

Серия ограничителей импульсных напряжений ОПС1 используется также для защиты от грозовых или коммутационных перенапряжений. Устанавливается такой прибор в месте ввода электрической энергии на объект. Также может монтироваться на вводе главного распределительного щита объекта.

Существует несколько классов защиты. Агрегаты класса В применяются для того, чтобы защитить электрическую сеть от перенапряжения после прямого удара молнии. Место установки - на входе в здание, до ВРУ.

Класс С - специализируется на защите непосредственно электрического оборудования от таких процессов, как остаточное атмосферное и коммутационное воздействие. Место установки ограничителя - это местные распределительные щитки.

fb.ru

Ограничители напряжения: Параметры ограничителей напряжения

 

Ограничители напряжения, ввиду специфики их применения, имеют ряд особых параметров, которые необходимы при выборе ограничителя для работы в соответствующей схеме. Во всех случаях при выборе ограничителей руководствуются следующими критериями: \(U_{раб обр max} \ge U_{ц max}\), \(U_{огр и} \le U_{ц доп}\), \(P_{обр и нп max} \ge U_{огр и} \cdot I_{и max}\), где: \(U_{ц max}\) — максимальное амплитудное или постоянное напряжение, действующее в цепи в нормальном режиме работы; \(U_{ц доп}\) — максимально допустимое напряжение в защищаемой цепи; \(I_{и max}\) — наибольшее значение тока, возникающего в момент импульса перенапряжения; остальные величины описаны ниже.

Максимально допустимое обратное рабочее напряжение (\(U_{раб обр max}\)). Максимально допустимое обратное рабочее напряжение задает граничное значение, при котором в ограничителе еще не инициируются процессы пробоя и обратный ток через прибор мал. Т.е. сигналы с амплитудой не превышающей \(U_{раб обр max}\) могут проходить в защищаемой ограничителем цепи беспрепятственно Обычно нормируется также и значение обратного тока \(I_{обр}\) при обратном напряжении равном \(U_{раб обр max}\).

Напряжение ограничения обратного напряжения (\(U_{огр и}\)). При поступлении из внешней цепи высоковольтного импульса \(p\)-\(n\)-переход ограничителя входит в состояние лавинного пробоя и амплитуда этого импульса гасится до некоторого значения, зависящего от его амплитуды и мощности. При этом, во избежание выхода ограничителя из строя, его импульсный обратный ток не должен превышать некоторого максимального допустимого для данного ограничителя значения \(I_{огр и max}\). Значение напряжения ограничения обратного напряжения (\(U_{огр и}\)) указывает верхнюю границу для импульсного обратного напряжения на стабилитроне во время действия импульсного тока и обычно указывается для значения обратного импульсного тока равного его возможному максимальному значению \(I_{огр и max}\). Параметры \(I_{огр и max}\) и \(U_{огр и}\) существенно зависят от формы и длительности импульсов перенапряжения, а также температуры, поэтому в технической документации обычно указываются условия, в которых производилось их измерение.

Максимально допустимая импульсная мощность обратного напряжения (\(P_{обр и нп max}\)). Находясь в режиме пробоя, ограничитель может рассеивать ограниченную мощность. При условии поступления коротких неповторяющихся импульсов (скважность больше 1000) этот параметр носит название неповторяющейся импульсной обратной рассеиваемой мощности (\(P_{обр и нп}\)). В общем случае максимально допустимое значение импульсной обратной мощности зависит от формы и длительности импульса перенапряжения (пример такой зависимости приведен на рис. 2.5-5). В технической документации обычно приводится значение \(P_{обр и нп max}\), измеренное для импульса отдельно оговариваемой формы и длительности (часто \(t_и\) = 1 мс).

 

Рис. 2.5-5. Зависимость неповторяющейся импульсной мощности от длительности импульса перегрузки (прямоугольный импульс) для ограничителей с измеренной мощностью 1,5 кВт и 5 кВт

 

Напряжение пробоя (\(U_{проб}\)). Обратная ветвь вольт-амперной характеристики ограничителей напряжения имеет ключевую точку, в которой начинают устойчиво сказываться явления пробоя. Обратное напряжение, соответствующее этой точке ВАХ, называется напряжением пробоя ограничителя (\(U_{проб}\)). Поскольку для конкретных экземпляров ограничителей одного типономинала это напряжение может незначительно отличаться, различают номинальное (типичное), а также максимальное и минимальное значения этого параметра. Измерение \(U_{проб}\) производится для некоторого заранее заданного значения тестового тока \(I_{проб т}\).

 

Таб. 2.5-2. Специальные параметры ограничителей напряжения

 

 

< Предыдущая Следующая >

www.club155.ru

Ограничитель перенапряжения: устройство и принцип работы

Для создания условий безаварийной и долгосрочной эксплуатации огромной массы электрооборудования, используемого, как в промышленности, так и в повседневной деятельности, в первую очередь необходимо обеспечить безопасный способ доставки и стабильность параметров электроэнергии. Особую опасность для электрических потребителей представляет кратковременное многократное превышение значение величины номинального напряжения в электрической сети. В электротехнике это явление известно, как перенапряжение. Как правило, причиной его проявления является воздействие на линии электропередач грозовых явлений или же коммутационных процессов внутри электрической установки. Возникающие импульсы высокого напряжения могут безвозвратно вывести из строя дорогостоящее оборудование, быть причиной возникновения пожаров и взрывов. Для защиты от возникающих пиковых значений напряжения, служат специальные высоковольтные устройства, ограничители перенапряжения, принцип работы и назначение которых мы и рассмотрим далее.

Назначение

ОПН предназначены для защиты электроприборов и оборудования от воздействия высоковольтных импульсов напряжения. Благодаря простоте конструкции и надежности, они нашли широкое применение в области энергоснабжения. Данные устройства защиты пришли на смену устаревшим, весьма громоздким вентильным разрядникам. В отличие от предшественников, принцип действия ограничителя заключается не в использовании искровых промежутков. В качестве главного рабочего элемента в ОПН используются нелинейные резисторы, выполненные из материала, основу которого составляет окись цинка.

Устройство

Первичным и основным элементом, из чего состоит ограничитель перенапряжения, служит варистор, выполняющий роль нелинейного переменного резистора. Конструктивно ОПН состоят из варисторов, размещенных в корпусе, изготовленном из фарфора или высокопрочного полимера. Конструкция ограничителя выполнена с учетом условий, обеспечивающих взрывобезопасность, в случае возникновения токов короткого замыкания. В зависимости от назначения и места установки ОПН могут быть исполнены в различных вариантах. Для ограничителей, используемых для защиты линий электропередач и оборудования промышленных объектов, на крышке корпуса предусмотрен контактный болт для подключения к сети, в комплект ОПН входит изолированная от контакта с землей плита основания.

Устройства, предназначенные для защиты от пиковых импульсов напряжения электрохозяйства квартиры или дачного домика, очень компактны, имеют привлекательный дизайн, а также снабжены устройством для крепления на din-рейку. В зависимости от категории сложности, могут быть обустроены индикацией режимов работы и дистанционным управлением.

Устройство модульного ограничителя перенапряжения предоставлено на фото:

где:

1. Корпус
2. Предохранитель
3. Сменный варисторный модуль
4. Указатель износа варисторного модуля
5. Насечки на зажимах

Принцип работы

Принцип действия ОПН объясняется нелинейным характером вольтамперных характеристик (ВАХ) варисторов. Для их изготовления применяется материал, где находит применение окись цинка в смеси с оксидами других металлов. Благодаря составу данной смеси, колонка, собранная из варисторов является комбинацией параллельных и последовательных включений p-n переходов, что и обуславливает природу вольтамперных характеристик нелинейных резисторов ограничителей.

Когда характеристики напряжения в сети соответствуют номинальным значениям, ограничитель находится в режиме непроводящего состояния. Величина тока в варисторах имеет мизерные значения и объясняется емкостным характером. При появлении в сети импульса напряжения, величина которого может вызвать пробой изоляции электрооборудования, в цепи нелинейных резисторов ОПН, в соответствии с их вольтамперными характеристиками, будет иметь место возникновение значительного импульса тока. В конечном итоге это снижает величину перенапряжения до параметров безопасных для безаварийной эксплуатации оборудования. Когда напряжение в сети нормализуется, ОПН вновь возвращается в непроводящий режим.

Виды ОПН

Конструкции ОПН, предлагаемые производителями энергетикам весьма разнообразны, их различают по следующим признакам:

1. Типу изоляции (фарфор или полимер).
2. Конструктивному исполнению (одна или несколько колонок).
3. Величине рабочего напряжения.
4. Месту установки ограничителя.

Если говорить об ограничителях перенапряжения, устанавливаемых на DIN-рейку, то тут устройства первоначально разделяются на однофазные и трехфазные. Помимо этого модульные ОПН (они же УЗИП), делятся на три основных класса: B, C и D. Ограничители класса B устанавливаются на вводе в здание, C — непосредственно в распределительном щите квартиры либо дома, D — на отдельное оборудование, которое нужно защитить от помех, если с этим не справились ОПН класса B и C. Подробнее о модульных ограничителях перенапряжения вы можете узнать из видео:

Технические характеристики

1. Максимально действующее напряжение. Под этим понятием необходимо понимать величину наибольшего значения величины напряжения, при котором ограничитель способен сохранять свою работоспособность без ограничения по времени.
2. Номинальное напряжение, эквивалентно величине, воздействие которого ОПН способен выдерживать в течение 10 минут.
3. Ток проводимости. Величина тока, в цепи нелинейных резисторов в период воздействия номинальных значений приложенного напряжения. Как правило, имеет мизерное значение.
4. Номинальный разрядный ток. Параметр, определяющий классификацию ограничителя в условиях грозового режима.
5. Расчетный ток коммутационного перенапряжения. Значение тока, определяющее классификацию при коммутационных перенапряжениях.
6. Токовая пропускная способность. Величина эквивалентная классу разряда линии.
7. Устойчивость к короткому замыканию. Категория способности ОПН противостоять токам короткого замыкания, сохраняя при этом целостность защитной оболочки.

Защита электрохозяйства административных зданий, многоквартирных домов и предприятий возлагается на соответствующие службы энергетических компаний, оградить свой дом от нежелательных последствий грозового разряда возложена на домовладельца. В настоящее время этот вопрос решается просто. В специализированных магазинах представлен широкий выбор ограничителей перенапряжения различной степени сложности и ценового диапазона.

На рисунке ниже показано подключение ОПН к однофазной сети и условное обозначение на схеме. Подключить ограничитель перенапряжения к домашней электросети не сложно, но выполнение этой операции лучше доверить специалисту, если вы не имеете опыта в электромонтажных работах.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно рассматривается конструкция и принцип действия ограничителей перенапряжения нелинейных:

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип действия ограничителя перенапряжения. Как вы видите, существует различные виды и конструктивные исполнения данных устройств, благодаря чему можно подобрать подходящий вариант для собственных условий применения.

Будет интересно прочитать:

samelectrik.ru

Ограничитель перенапряжения - что это такое и как работает защита. Подключение и настройка своими руками!

Первым делом, о чем задумывается человек при работе с электрооборудованием и сетями, так это о безопасной работе всей это системы без аварий и перебоев. Это относится и к простым домам и квартирам, и к целым промышленным комплексам. Везде нуждаются в стабильной и безопасной поставке электроэнергии до конечного потребителя.

Наибольшую опасность вызывают падение и рост напряжения в многократных пределах на короткой дистанции. На это влияют и классические грозы, от которых никто не убережет, а также процессы коммутации внутри электроустановки.

Импульсы могут быстро поломать любое дорогое оборудование, да и от возникновения пожара вы не будете застрахованы. Для избегания пиковых величин разработаны специализированные приборы – ограничители перенапряжения.

Краткое содержимое статьи:

Назначение

Сначала нужно разобраться, как работает ограничитель перенапряжения. Его главная черта – это предохранение электрических приборов от высоковольтных перегрузок, влияющих на напряжение. Энергетики решили отдать предпочтение именно этому виду устройств, так как они достаточно просты и надежны в применении.

Предшествующие образцы работали с промежутками искр. Здесь же уже в бой идут нелинейные резисторы. Они выполнены на основе, где главной составляющей является окись цинка.

Устройство

Если посмотреть на фото ограничителя от перенапряжения, то можно быстро разобраться даже на глаз во многих частях, из которых он состоит. Во главе угла тут варистор, который берет на себя роль переменного нелинейного резистора. Их в составе несколько штук. Все они размещаются в корпусе, которые выполнен из фарфоровой части и полимеров высокой прочности.

По конструкции ОПН создается таким образом, чтобы вся система была полностью безопасна от возгораний и взрывов. Особенно это характерно в моменты, когда происходит замыкание.

Очень многое в данном случае зависит от того, куда вы хотите поставить этот прибор. Из-за этого фактора подбираются виды ограничителей перенапряжения. Есть те, кто созданы для защитных функций на линиях электропередач и на оборудовании громоздких промышленных объектах.

На корпусе можно увидеть болт для контактов. Через него и подключаются к системе. Основание должно быть полностью защищено от любых контактов с поверхностью земли.

Если же говорим про приборы, используемые в квартирах, частных домах и дачах, то они компактны. Их главная функция – предохранение электрических устройств от пиковых показателей.

У них всегда есть удобные крепежные элементы, да и над дизайном уже стали неплохо работать, хотя обычно это элементы находятся далеко от человеческих глаз. Уже есть специальные пульты дистанционного управления и индикаторы, которые влияют на режимы работы.

Что входит в модульный ограничитель:

• Корпус
• Предохраняющая часть
• Сменный варистор
• Указывающий износ модуль варистора
• Зажимные насечки
• Принципы работы

Некоторые технические характеристики опн вам уже известны, а вот принципы их жизнедеятельности не совсем. Вольтамперные характеристики (ВАХ) действуют нелинейно у варисторов. Для их трудоспособности необходим материал с примесями окиси цинка и оксидами иных металлов.

Получается своеобразная колонка из цепи варисторов, которая работает как с параллельными, так и с последовательными подключениями p-n переходов. Это и обуславливает природу ВАХ резисторных ограничителей

Резистор находится в состоянии покоя, когда напряжение соответствует значениям по номиналу. В варисторах совсем незначительные величины, что объясняется характером емкости.

Если возникает какой-то импульс, который может в конечном итоге привести к поломке изоляционных свойств, то ОПН переносит серьезные колебания тока. Перенапряжения не происходит, а величина в электрооборудовании быстро снижается до безопасных величин.

Виды ОПН

Вы уже поняли, что конструкция бывает совершенно разных типов в зависимости от способов применения, но всё-таки со всеми устройствами так и не ознакомились. Как выбрать ограничитель перенапряжения для дома вы узнаете ниже, узнав в деталях все возможные видовые особенности.

Различаются ОПН по следующим характеристикам:

• Изоляционный тип (полимерный или фарфорный)
• Количество колонок
• Величина стандартного напряжения
• Установочное место прибора

Можно потом углубиться в конкретные особенности и отличия трехфазных и однофазных приборов. Есть к тому же и классификация, которая относится к месту установки – делятся на B, C и D. Но нам куда важнее разобраться с техническими свойствами.

Технические характеристики

Разобрать обозначение опн на схеме не так уж и сложно, а вот понять все более мелки детали потруднее. Вы должны определить максимально возможное напряжение, которое не помешает работать ОПН без ввода ограничительных значений по времени.

Надо узнать и напряжение по номиналу, которое способе выдерживать прибор в рабочем состоянии в течении десяти минут. Также понять необходимо значения тока во время действия значений по номиналу. Обычно, это незначительные цифры.

Разрядный ток по номиналу – это величина, которая будет определять условие работы опн во время грозы. Есть ещё и значение тока при сильных перенапряжениях в коммутации, а также вся пропускная способность. Самое важное, это устойчивая работа при коротком замыкании, не ведущая к перегреву проводов и оболочек защиты.

Конечно, есть в интернете инструкция как подключить опн своими руками, но лучше всё-таки доверять профессионалам, если не совсем уверены в своих силах. Защищать надо не только серьезные объекты с дорогостоящим оборудованием, но и дома, квартиры и даже летние домики. Это не только обезопасить электроприборы, но и обезопасит человека, когда он будет находиться внутри помещения днем и ночью.

Сейчас это вполне себе решаемый вопрос. От вас требуется только выбрать подходящую модель. Подключить все не так уж и сложно, если есть маломальский опыт в электромонтаже. Всё это пригодится, чтобы подобрать нужный вариант по цене и качеству для конкретного случая.

Фото ограничителя перенапряжения

electrikmaster.ru

Ограничитель перенапряжения: разновидности и характеристики

Любое жилое или административное здание оборудовано большим количеством техники, питаемой от электросети. Значительное увеличение значений рабочего напряжения и тока в этой сети может привести к выходу из строя всего этого электрического оборудования. Если защитой от таких явлений в многоквартирных домах, промышленных и административных зданиях занимаются обслуживающие организации, то владельцы частных домов должны сами заботиться о ней. И в этом поможет ограничитель перенапряжения.

Применение

Как следует из названия, ограничитель чрезмерно высокого напряжения (ОПН) служит для защиты электрической техники от напряжения, значительно превышающего номинальные значения. Это высокое напряжение или, другими словами, перенапряжение обычно носит импульсный характер. Поэтому еще одно название для таких устройств — ограничитель импульсных напряжений (ОИН).

Чтобы лучше разобраться с областями применения ОПН, рассмотрим вкратце причины, вызывающие такие скачки напряжения. Импульсы перенапряжения могут быть коммутационными. В этом случае они возникают в результате:

• переключений (коммутаций) в мощных силовых электроустановках и системах энергообеспечения;
• при резком изменении нагрузки в распределительных системах;
• при возникновении повреждений в энергоустановках, вызывающих короткое замыкание.

Эти случаи носят производственный характер и устранением их последствий занимаются профессионалы. В таких цепях устанавливаются промышленные устройства, например, ОПН-110, где число 110 указывает на напряжение сети в кВ. Для нас интереснее будет защита от импульсных перенапряжений частного жилого дома. Обычно эти перенапряжения возникают во время грозы при разряде молнии. При этом импульсы перенапряжения возникают когда:

• молния ударяет непосредственно в линию электропередач (ЛЭП) за пределами дома;
• разряд молнии происходит между облаками или в находящийся рядом с домом объект. Возникшее электромагнитное поле индуцирует в электрических цепях мощный импульс;
• удар молнии происходит в грунт недалеко от дома. Ток разряда, протекающий в земле, может вызвать значительную разность потенциалов.

В этих случаях во внешних воздушных линиях до 380В могут возникать импульсы величиной до 10 кВ, а во внутренней проводке домов — до 6 кВ. Чтобы избежать пагубного влияния таких высоких напряжений на домовую электрическую сеть и бытовые электроприборы существуют простые меры. По Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) на входе силового электрического кабеля в дом должны устанавливаться ограничители импульсных напряжений (ОИН). Схема подключения ОИН простая. Устройство включается в цепь между силовым кабелем и заземляющим контуром. На рынке существует достаточно предложений различных производителей, одним из которых является концерн «Энергомера».

Как работают

В основе работы ОПН лежит нелинейная вольтамперная характеристика устройства. Благодаря ей при поступлении на ОПН больших токов высокого напряжения электрическое сопротивление устройства резко падает практически до нуля. В результате импульс напряжения в несколько кВ уходит через заземляющую цепь.

Время срабатывания на уменьшение сопротивления, как и время восстановления в исходное положение, у ОПН очень мало. Поэтому устройство при необходимости готово реагировать на целую серию импульсов.

Видео “Ограничитель высокого напряжения”

Виды и классы

С середины прошлого века до недавнего времени основными ОПН были вентильные разрядники. Но они имели целый ряд недостатков и были вытеснены нелинейными варисторами, созданными на основе металлооксидных материалов. Конструктивно они представляют собой варисторные таблеки, заключенные в укрепленный полимерный корпус. Такое решение позволяет избежать взрыва и разлета осколков устройства в случае поступления на него таких высоких напряжений, на которые оно не рассчитано.

По способам монтажа и крепления ОИН можно обозначить такие виды. Обычный вид, когда в устройство традиционным способом заводятся силовые провода. Специальный вид для крепления на дин-рейку. Этот способ, с креплением на дин-рейку, находит все большее применение благодаря удобству и простоте. По месту установки ОИН и схеме подключения можно выделить такие классы устройств. Условно их можно обозначить буквами латинского алфавита, хотя возможен и другой способ обозначения.

Устройства класса А предназначены для защиты от импульсного перенапряжения при попадании молнии в ЛЭП или разряде возле нее. Устанавливаются в месте соединения ЛЭП с кабелем, идущим в жилое строение. Выдерживают импульсы напряжения до 6 кВ. ОИН класса B монтируется в месте ввода силового кабеля в дом и должен выдерживать напряжение до 4 кВ. Подразумевается, что устройство класса А уже установлено.

Устройства класса C устанавливаются в электрощитах внутри дома и рассчитаны на напряжение 2,5 кВ. Одними из таких устройств являются ОИН-1 и ОИН-2 производства концерна «Энергомера». Первое устройство не содержит индикатор работоспособности, второе имеет такой индикатор.

Ограничители перенапряжения класса D рассчитаны на скачки напряжения до 1,5 кВ. Они предназначены для защиты чувствительной электронной аппаратуры и устанавливаются неподалеку от нее, например, в монтажных коробках. Несмотря на кажущуюся простоту, монтаж таких устройств желательно поручить квалифицированному специалисту.

Видео “Нелинейные ограничители перенапряжения”

Из видео вы узнаете, в чем особенности эксплуатации данных комплектующих и для чего они используются.

otoke.ru

Смотри! Ограничитель перенапряжения опн импульсный класс

Электроприборы являются важной частью жизни каждого из нас. Ежедневно мы используем в быту стиральные машины, насосы, электрические печи, водонагреватели и другую полезную технику, благодаря которой человек имеет возможность создавать вокруг себя условия для комфортной жизни.

Но для стабильной работы такого оборудования необходимы соответствующие условия. Нужно побеспокоиться о том, чтоб техника получала питание соответствующее определенным параметрам, а способ доставки такой энергии был быстрым и безопасным. Именно эти условия и обеспечивает ограничитель напряжения – компактный потомок устаревших разрядных устройств.

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ:

Назначение

Современные электрические сети достаточно часто подвержены импульсным всплескам напряжения, которые вызваны коммутациями различных электроприборов, атмосферными разрядами или другими факторами. Попавший в воздушную электролинию, небольшой грозовой разряд может стать причиной перенапряжения, значение которого в некоторых случаях может достигать превышать десятки кВ.

Но даже если говорить о единичных значениях, приборам в доме или другом помещении может быть нанесен существенный вред. Это связано с тем, что большинство электрических приборов, которые окружают нас в быту, имеет устойчивость всего лишь к 1,5 кВ.

Ограничители напряжения можно применять для защиты оборудования от последствий:

• коммутационных скачков, которые могут иметь место на подстанциях, вследствие отключения или подключения мощности потребления энергии;
• бросков перенапряжения, распространяемых другими единицами оборудования;
• электростатических разрядов, которые могут появляться между работающими рядом устройствами.

Ограничители напряжения представляют собой самое доступное решения для безопасного и полноценного использования различных электрических приборов.

Несмотря на то, что такие скачки или перенапряжение могут длиться всего лишь долю секунды, этого времени часто бывает достаточно для того, чтоб сделать пробой в изоляции и спровоцировать короткое замыкание, последствия которого могут быть весьма разрушительны. Для исключения возникновения короткого замыкания, необходимо позаботиться о более надежной изоляции, которая приводит к существенному увеличению стоимости оборудования. По этой причине более выгодным и целесообразным становится использование ограничителей напряжения.

Ограничители напряжении используются в:

1. Устройствах вводного и распределительного типа.
2. Распределительных щитах главного назначения.
3. Распределительных щитах в квартирах.

Устройство

Современные ограничители, которые используются для подавления импульсов перенапряжения, представляют собой небольшие эргономичные устройства, оснащенные сменными модульными элементами. Системы ограничения могут устанавливаться в основных и второстепенных распределительных щитах.

Главным рабочим элементом ограничителя является варистор, который представляет собой реостат из плотно расположенных варисторных таблеток. Таблетки изготавливаются из смеси оксида цинка, оксидов висмута, кобальта и других металлов. Сопротивление устройства уменьшается с увеличением силы тока, и благодаря этому:

• электрическая техника может пропускать сверхтоки и компактно гасить их без искровых промежутков;
• обеспечивается срабатывание защиты в кратчайший срок;
• практически моментально возвращается в исходное изоляционное состояние и в готовность принять очередной поток импульсов.

Варистор размещается в модульной вставке. После выхода из строя этот элемент можно легко заменить. Модульные устройства производятся в широком диапазоне пропускной токовой способности. Это обусловлено тем, что ограничители призваны защищать приборы от скачков различной мощности.

Стоит отметить, что при использовании комплектных ограничителей одного производителя, для увеличения токовой способности допускается их параллельная установка.

Ограничитель устанавливается в сеть на весь период использования участка проводки, который нуждается в протекции. Периодической замене подлежит только сменная вставка. Габариты этого элемента часто рассчитаны на возможность использования только вместе с прибором с конкретной пропускной токовой способностью. Пока по проводке идет энергия стандартного назначения, варистор пропускает ток. Как только клеммы прибора зафиксируют аномальный всплеск, аппарат выполнит свое предназначение. При возникновении напряжения равного по значению воспламенению, термический предохранитель прервет работу ограничителя.

Обратите внимание, что применение ограничителей является возможным только при наличии системы заземления.

Виды ограничителей

На сегодняшний день можно выделить три основных вида ограничителей:

1. ОПН класса А. Системы ограничителей, предназначенные для защиты от сверхтоков, вызванных прямым попаданием грозовых разрядов в сеть. Устанавливаются и крепятся чаще всего с наружной стороны объекта, в точке перехода воздушной линии в кабельное продолжение.
2. ОПН класса В. Обеспечивают протекцию от всплесков импульсов и скачков в пределах 4 кВ. Монтируются на вводе здания и защищают силовую сеть распределительного типа.
3. ОПН класса С. Ограничители, которые сбрасывают все, что пропустила защита устройств категории В. Монтируются в водном щите квартир и офисов, защищают внутреннюю электропроводку.
4. ОПН класса D. Предназначены для защиты устройств, чувствительных к коротким сверхтокам. Устанавливаются в квартирных щитах или непосредственно в оборудовании.

Виды ограничителей лучше всего учитывать при выборе защиты. Это необходимо для того, чтоб не приобрести прибор, который будет обладать абсолютно ненужными характеристиками.

Технические характеристики

Ограничители напряжения устанавливаются на DIN-рейку распределительных щитовых из металла. Для сброса показателей импульсной тепловой энергии необходимо обязательное наличие заземляющего проводника РЕ. Ограничители устанавливаются между землей и фазой или землей и нулевым проводником. Ограничитель срабатывает за считанные доли секунд и тем самым гарантирует приборам надежную защиту от повреждения электрооборудования.

Для обеспечения автономного строения, которое не оснащено грозовой защитой, лучше всего использовать трехступенчатое сооружение А-В-С, которое сможет ограничивать волны импульсов с показателями 6-4-2,5 кВ.

Полезное видео

Подробнее о конструкции, принципе действия и вариантах исполнения ограничителей перенапряжения вы можете узнать из видео ниже:

Использование таких приборов, безусловно, необходимо для безопасного и качественного функционирования электрических приборов. Но для достижения максимального эффекта специалисты рекомендуют использовать систему из приборов класса B, C и D.

elektrika.wiki

Выбор ограничителей напряжения для защиты оборудования электрической подстанции до 35 кВ

 

Вариант №____

 

 

Студент: _________________________

Курс: IV. Группа: ЭЭ-1-14 (ЭЭ-2-14)

Преподаватель:

Доцент, к.т.н., доцент Е.Г. Зенина

Дата выполнения работы:

Дата сдачи работы:

 

Волжский, 2017 г.

Задание на работу

Электрическая подстанция питает воздушную сеть заданного класса напряжения с полной компенсацией или недокомпенсацией ёмкостного тока (см. по условию). Наибольшее напряжение сети Uнс. Емкостный ток сети IС. Задано допустимое время работы сети при ОЗЗ. В сети имеются ВЛ с опорами определенного типа. На подстанции установлены измерительные трансформаторы напряжения типа НАМИ. Известно максимальное значение тока короткого замыкания (3-фазное КЗ) на шинах НН ПС и интенсивность грозовой деятельности.

Произвести выбор ОПН для защиты оборудования подстанции со стороны НН ПС. Указать место установки ОПН и пояснить, какое оборудование будет защищено с помощью этого аппарата защиты.

 

Вариант задания выбирается:

для студентов группы 2 – по порядковому номеру N в журнале группы;

для студентов группы 1 – по порядковому номеру в журнале группы, увеличенному на 14, т.е. N+14.

Основные теоретические сведения

 

Основные характеристики ОПН

Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение(Uнро, кВ) - наибольшее действующее напряжение промышленной частоты, которое неограниченно долго может быть приложено к выводам ограничителя.

Номинальное напряжение(Uн, кВ) – действующее значение напряжения промышленной частоты, которое ограничитель может выдерживать в течение 10 с после воздействия на него импульсов тока с нормированными параметрами. Номинальное напряжение должно быть не менее 1,25 наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения.

По стандарту МЭК 99-4 ОПН должен выдерживать эту величину в течение 10 с после предварительного нагрева до 60 °С и воздействия двух импульсов тока, соответствующих классу удельной энергоемкости данного типа ограничителя, Uн @ 1,25Uнро.

Характеристика «напряжение – время» – зависимость действующего значения выдерживаемого ОПН напряжения промышленной частоты от времени его приложения. Показывает максимальный промежуток времени, в течение которого к ОПН может быть приложено напряжение промышленной частоты, превышающее Uнро (или Uн в зависимости от вида характеристики), не вызывая повреждения или термической неустойчивости.

Характеристики «напряжение – время» (U/Uнро=f(t) или U/Uн=f(t)) предоставляются изготовителями графически чаще всего в полулогарифмическом масштабе или в табличном варианте. Характеристики даются для случая с предварительным нагружением ОПН импульсами тока с нормируемыми параметрами, а иногда и для случая без нагружения.

Остающееся напряжение при нормируемом токе коммутационных перенапряжений(Uостк, кВ) – напряжение на ограничителе при протекании нормируемого тока Iнк коммутационных перенапряжений (Iнк= 125÷2000 А в зависимости от класса напряжения сети). Нормируемая форма волны импульса тока – 30/60 мкс или 1,2/2,5 мс.

Остающееся напряжение при нормируемом токе грозовых перенапряжений(Uостг, кВ) – напряжение на ограничителе при протекании нормируемого тока грозовых перенапряжений. Нормируемая форма импульса тока 8/20 мкс, нормируемые амплитуды Iнг= 3¸20кА в зависимости от класса напряжения ограничителя и требуемого уровня защиты от грозовых перенапряжений.

Номинальный разрядный ток ОПН(Iном, кА) – максимальное значение амплитуды грозового импульса тока 8/20 мкс, используемое для классификации ограничителя и характеризующее его свойства в режиме ограничения грозовых перенапряжений.

Ток пропускной способности ограничителя(I2000, кА) – амплитуда прямоугольного импульса тока длительностью не менее 2000 мкс, которая прикладывается к ограничителю в процессе испытаний на пропускную способность.

Пропускная способность – гарантированная способность ограничителя выдерживать воздействие не менее 18 раз тока I2000 без пробоя, перекрытий и потери рабочих качеств.

Импульс большого тока ОПН [21] (Imax, кА) – максимальное (амплитудное) значение разрядного тока, имеющего форму импульса 4/10 мкс, который используется для проверки устойчивости ограничителя к близким и прямым ударам молнии. Является консервативной оценкой энергетической стойкости к грозовым импульсам.

Требования стандарта МЭК 99-4 к стойкости ограничителя к импульсу тока 4/10 мкс в зависимости от его номинального разрядного тока приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Значения номинального разрядного тока и импульса 4/10 мкс

Iном, кА
Iмакс, кА

 

Вероятность возникновения разрядов с амплитудой 100 кА соответствует случаю прямого попадания молнии в ограничитель, что в реальных условиях маловероятно.

Ток взрывобезопасности или ток срабатывания противовзрывного устройства(Iсраб, кА)– значение тока однофазного или трехфазного (большего из них) короткого замыкания, при котором не происходит взрывного разрушения покрышки ОПН, а если она повреждается, то ее элементы находятся внутри нормируемой зоны.

Удельная энергоемкость ограничителя(Wу.опн, кДж/кВ) – значение энергии, поглощаемой ограничителем при воздействии одного (иногда двух) импульса тока пропускной способности и отнесенной к 1 кВ наибольшего длительно допустимого напряжения (Uнро) или номинального напряжения ограничителя (Uн). Используется для классификации ОПН и характеризует его способность рассеивать энергию коммутационных перенапряжений.

Полная энергоемкость ОПН(Wопн, кДж) – произведение нормируемой производителем удельной энергоемкости и того напряжения, по отношению к которому она приведена.

Вольт-амперная характеристика ОПН– зависимость напряжения на ОПН от амплитуды импульсного тока, протекающего через него.

 

 

cyberpedia.su

---

• 
  Степень освещенности
• 
  Нет тепла в доме куда жаловаться
• 
  Остановка счетчика электроэнергии магнитом
• 
  Когда появилось электричество в домах в россии
• 
  Электропроводка в панельном доме
• 
  Стабилизатор напряжения электромеханический
• 
  Прозвонка кабеля мультиметром
• 
  Фазное и линейное напряжения
• 
  Какие континенты существуют
• 
  Грщ 1
• 
  Как написать жалобу на портал госуслуги