Нелинейный ограничитель перенапряжения: ГОСТ Р 52725-2007 Ограничители перенапряжений нелинейные для электроустановок переменного тока напряжением от 3 до 750 кВ. Общие технические условия (с Поправкой)

Нелинейные ограничители перенапряжений. — Студопедия

Основным элементом конструкции нелинейного ограничителя перенапряжений (ОПН) является резистор из металлооксидной керамики на основе окиси цинка (ZnO). Такие резисторы обладают значительно большей нелинейностью, чем резисторы на основе карборунда. Характерной их особенностью является экстремально нелинейная вольт-амперная характеристика (рис. 7.28), независящая от полярности напряжения. В области малых значений тока, соответствующих воздействующим напряжениям ниже уровня длительного допустимого рабочего напряжения, значение сопротивления резистора превышает 10⁹ Ом. В области значений тока, превышающих предельные нормируемые для данного резистора значения импульсных токов, сопротивление резистора составляет десятые доли Ома. В связи с этим при рабочем напряжении или резонансных перенапряжениях через ОПН проходит ток порядка долей миллиампера. Это позволяет исключить искровой промежуток и подключать резистор ОПН непосредственно к сети.

Металлооксидная керамика резистора получается в результате высокотемпературного обжига (до 1300 °С) порошка с размером зерен порядка 10^—3 мм, состоящего из окиси цинка и некоторого количества оксидов других металлов: висмута, сурьмы, кобальта, марганца и т.п. Масса оксида цинка составляет более 90 % массы керамики. Следует отметить, что нелинейность и стабильность характеристик металлооксидного резистора зависит от наличия и состава оксидов других металлов в керамике, режима обжига материала, температуры варистора и окружающей среды, длительности и формы протекающего через варистор тока. Отсюда следует, что на характеристики ОПН влияют технология изготовления и конструктивные особенности аппарата, условия его выбора и особенности его эксплуатации.

Резисторы ОПН выпускаются в виде дисков диаметром от нескольких миллиметров до ста миллиметров и толщиной от единиц до нескольких десятков миллиметров (рис. 7.29). Диски большего диаметра используют для ОПН на большие разрядные токи, а большая высота (толщина) дисков, как правило, определяет большие значения остающегося напряжения на диске. Торцы дисков металлизированы и обеспечивают контакт между собой.

Диски нелинейных резисторов располагаются внутри изоляционного корпуса ОПН (рис. 7.30). Для корпуса применяют различные материалы: электротехнический фарфор, керамика, стеклопластик для остова корпуса и внешней оболочкой с ребрами из силиконовой резины и т.п.

Общая вольт-амперная характеристика группы резисторов, элемента ОПН и ОПН в целом, определяется совокупностью вольт-амперных характеристик отдельных резисторов в зависимости от условий соединения. Ограничители высокого напряжения, как правило, состоят из большого количества отдельных резисторов, соединенных параллельно и последовательно, обеспечивая необходимую пропускную способность (по току) и защитный уровень (по напряжению). Оптимальным условием конструктивного исполнения ОПН является равномерное распределение по напряжению и по току для всех резисторов и элементов (из групп соответствующим образом соединенных резисторов) ОПН.

Преимуществами ОПН являются возможность глубокого ограничения грозовых и внутренних перенапряжений, в том числе междуфазных, малые габариты, позволяющие использовать их в качестве опорных изоляционных колонн, большая пропускная способность. ОПН применяются в настоящее время в диапазоне напряжений от 0,2 до 750 кВ.

Уровень ограничения коммутационных перенапряжений с помощью ОПН составляет (1,65–1,8)U_ф. Уровень ограничения грозовых перенапряжений составляет (2,2–2,4)U_ф в сетях 110 кВ и снижается до 2U_ф для линий электропередачи 750 кВ.

Применительно к ОПН отсутствует понятие напряжения гашения. Однако длительное воздействие резонансных перенапряжений, связанных с прохождением через ОПН больших токов, может нарушить тепловую устойчивость аппарата и привести к аварии. В связи с этим для ОПН установлены допустимые длительности приложения повышенных напряжений, которые должны быть скоординированы с действием релейных защит.

Применение ОПН позволяет глубоко ограничивать также и междуфазные перенапряжения. Для этого может быть использована схема с искровыми промежутками (рис. 7.31). В нормальном режиме каждый резистор НР1 – НР2 включен на фазное напряжение. При коммутационных перенапряжениях, которые всегда несимметричны, пробиваются искровые промежутки ИП. Вследствие этого резисторы НР2соединяются параллельно, а резисторы НР1включаются попарно на междуфазные напряжения. С восстановлением нормального режима ток в искровых промежутках снижается до миллиампер и дуга в них гаснет.

Перечисленные явные технические и эксплуатационные преимущества ОПН приводят к тому, что в последнее время они постепенно заменяют РТ и РВ во всех областях их применения.

Вопросы для самопроверки:

1. Для чего в электроэнергетических системах применяют защитные аппараты?

2. Какие характеристики защитного промежутка и защищаемой изоляции должны быть согласованы?

3. Что называется сопровождающим током искрового промежутка?

4. Как называются защитные аппараты, обеспечивающие не только защиту изоляции от перенапряжений, но и гашение дуги сопровождающего тока?

5. Как осуществляется гашение дуги в трубчатых разрядниках?

6. Что составляет основу нелинейного резистора вентильного разрядника?

7. Что такое «остающееся напряжение» РВ?

8. На каких физических принципах основана работа длинно-искровых разрядников?

9. Что составляет основу нелинейного резистора ОПН?

10. В чем заключается главная особенность нелинейного резистора ОПН?

11. Какие преимущества имеют ОПН перед РТ и РВ?

12. Для каких целей применяют ОПН?

Ограничители ОПН

Устройство ограничителя перенапряжения

Основной элемент ОПН — варистор . Основная активная часть ОПН состоит из последовательного набора варисторов, соединенных последовательно в «колонку». В зависимости от требуемых характеристик ОПН и его конструкции ограничитель может состоять из одной колонки или из ряда колонок, соединённых последовательно либо параллельно. Отличие материала варисторов ОПН от материала резисторов вентильных разрядников состоит в том, что у нелинейных резисторов ограничителей перенапряжения присутствует повышенная пропускная способность, а также высоконелинейная вольт-амперная характеристика (ВАХ), благодаря которой возможно непрерывное и безопасное нахождение ОПН под напряжением, при котором обеспечивается высокий уровень защиты электрооборудования. Данные качества позволили исключить из конструкции ОПН искровые промежутки.

Материал нелинейных резисторов ОПН состоит в основном из оксида (окиси) цинка — ZnO и оболочки в виде глифталевой эмали, повышающей пропускную способность варистора. В процессе изготовления оксид цинка смешивается с оксидами других металлов. Варисторы на основе оксида цинка являются системой, состоящей из последовательно и параллельно включённых p – n переходов. Именно эти p – n переходы определяют нелинейность ВАХ варистора.

ОПН конструктивно представляет собой колонку варисторов, заключенных в высокопрочный полимерный корпус из высокомолекулярного каучука (в случае полимерной изоляции прибора), либо колонку варисторов, прижатую к боковой поверхности стеклопластиковой трубы, расположенной внутри фарфора (в случае фарфоровой изоляции). В ОПН с полимерной изоляцией пространство между стеклопластиковой трубой и колонкой резисторов заполняется низкомолекулярным каучуком , а сама стеклопластиковая труба имеет расчетное количество отверстий для обеспечения взрывобезопасности конструкции при прохождении токов короткого замыкания. У ограничителей перенапряжений с фарфоровой изоляцией на торцевых сторонах покрышки располагают мембраны и герметизирующие резиновые уплотнительные кольца, а на фланцах устанавливают специальные крышки с выхлопными отверстиями. На крышке ограничителя перенапряжений имеется контактный болт для подключения к токоведущей шине. ОПН снабжён изолированной от земли плитой основания. Внутренняя стеклопластиковая труба, мембраны и крышки обеспечивают взрывобезопасность конструкции при прохождении токов короткого замыкания.

Принцип действия

Защитное действие ограничителя перенапряжений обусловлено тем, что появление опасного для изоляции перенапряжения, вследствие высокой нелинейности резисторов через ограничитель перенапряжений протекает значительный импульсный ток, в результате чего величина перенапряжения снижается до уровня, безопасного для изоляции защищаемого оборудования.

В нормальном рабочем режиме ток через ограничитель имеет емкостный характер и составляет десятые доли миллиампера. Но при возникновении перенапряжений резисторы ОПН переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание перенапряжения до уровня, безопасного для изоляции защищаемой электроустановки. Когда перенапряжение снижается, ограничитель вновь возвращается в непроводящее состояние.

Вольт-амперная характеристика ограничителя состоит из 3 участков:

• 
  – область малых токов;
• 
  – область средних токов;
• 
  – область больших токов.

В первой области варисторы работают под рабочим напряжением, не превышающим наибольшее допустимое рабочее напряжение (сопротивление варисторов велико, через них протекает очень малый ток проводимости). В режим средних токов варистор переходит при возникновении перенапряжения в сети. При этом на границе 1 и 2 областей происходит перегиб ВАХ, сопротивление варисторов существенно уменьшается и через них протекает кратковременный импульс тока. Варистор поглощает энергию импульса и рассеивает её в окружающее пространство в виде тепла. За счёт поглощения энергии, импульс перенапряжения резко падает. Третья область для ограничителя является аварийной, сопротивление варисторов в ней вновь резко возрастает.

Нелинейные ограничители перенапряжений — Энергетика и промышленность России — № 2 (54) февраль 2005 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 2 (54) февраль 2005 года

В разработках ОПН – прогресс

Широко освоенное в настоящее время производство нелинейных ограничителей перенапряжений в фарфоровых покрышках ограничивает область применения ОПН из‑за большой массы, трудностей создания в подвесном исполнении, взрывоопасности и, наконец, возможности повреждения фарфоровых покрышек при транспортировке, монтаже и в процессе эксплуатации.

Оксидно-цинковые ограничители в полимерных корпусах лишены этих недостатков. Значительно более легкие, взрывобезопасные, высокотехнологичные в производстве, ОПН в полимерных корпусах могут быть подвешены непосредственно на линиях, установлены на выводах трансформаторов и электродвигателей, в ячейках КРУ, а также между фазами для глубокого ограничения междуфазовых перенапряжений.

В последнее время наблюдается существенный прогресс в разработке новых конструкций ОПН. Прежде всего достигнута высокая стабильность характеристик основного элемента ОПН-ОЦВ, а также существенно увеличена (и доведена до 900‑1 100 А / см2 при грозовых импульсах) допустимая плотность тока через варисторы. Такие характеристики ОЦВ при высокой степени нелинейности их вольт-амперной характеристики обеспечивают возможность значительного уменьшения размеров и массы ОПН. Это, в свою очередь, дает возможность создания ОПН в одноколонковом исполнении практически на все классы напряжения.

Кроме того, при одноколонковом исполнении ОЦВ обеспечивается максимальная степень использования объема корпуса ОПН, что определяет значительное снижение их массы по сравнению с многоколонковыми конструкциями.

От модульных конструкций – к одноэлементным

Современный аппарат состоит из колонки ОЦВ, помещенной в изолирующий корпус из стеклопластика с ребристым покрытием из кремнийорганического каучука и металлическими фланцами на концах.

Некоторые производители ОПН с полимерной изоляцией на напряжение выше 110 кВ выпускают аппараты сборными из отдельных модулей. Каждый модуль имеет высоту около 1000 мм, полностью герметизирован, транспортируется и складируется отдельно. Сборка ОПН из отдельных модулей производится на месте установки. При этом соединительным элементом является цилиндрическая металлическая муфта с внутренней резьбой, которая наворачивается на стыкуемые оконцеватели отдельных модулей. Для обеспечения электрического соединения модулей предусмотрен розеточный контакт, изолированный от металлического оконцевателя. Поэтому токи утечки поверхности корпусов ОПН при увлажнении их поверхности не попадают в столб варисторов, что опасно в связи с возможным перегревом варисторов и преждевременным выходом их из строя.

Однако модульная конструкция ОПН является громоздкой и ненадежной при эксплуатации, имеет низкие механические характеристики при растягивающих и изгибающих нагрузках.

Технология производства стеклопластиковых цилиндров, полученных методом намотки стекложгута на соответствующей оправке и нанесения на них защитного ребристого покрытия, не ограничивает длины корпуса, что позволяет изготавливать ОПН в одноэлементном исполнении без технологических ограничений по высоте. Такая конструкция обеспечивает минимальную металлоемкость и высоту ОПН и существенно повышает надежность работы аппаратов при увлажнении загрязненной поверхности аппарата.

Высокая механическая прочность стеклопластикового цилиндра на растяжении позволяет изготовить ОПН-110 кВ и выше с толщиной стенки не более 5‑6 мм, толщина покрытия из кремнийорганической резины – 5 мм. Малый диаметр корпуса определяет относительно низкую его стоимость. Однако при опорном исполнении ОПН – 330 кВ и выше необходимо применение изоляционных оттяжек в трех направлениях под углом 120о для обеспечения устойчивости конструкции под воздействием растяжения проводов, ветровых и гололедных нагрузок.

Идеальны в подвесном исполнении

Наиболее благоприятные условия для работы ОПН с полимерной изоляцией – в подвесном исполнении, когда стеклопластиковый корпус ОПН подвергается воздействию только растягивающихся усилий, по отношению к которым стеклопластиковые корпуса имеют большие запасы прочности.

Выравнивание распределения напряжения вдоль столба варисторов при рабочем напряжении для ОПН от 110 кВ и выше производится с помощью тороидальных экранов. Этот способ значительно дешевле, чем способ выравнивания распределения напряжения с помощью шунтирующих колонок варисторов керамических конденсаторов, применяемых в ряде конструкций ОПН. Вместе с тем он обеспечивает значительно большую надежность работы ОПН, поскольку полностью исключает использование конденсаторов, надежность работы которых невысока.

Полимерная покрышка позволяет не только значительно снизить вес и габариты ОПН, но и значительно облегчает условия работы варисторов в ОПН, что в конечном счете значительно повышает надежность работы ОПН. Дело в том, что кремнийорганическая резина по своим технологическим и прочностным свойствам (как механическим, так и электрическим) позволяет создавать ребра малой толщины (около 6 мм в основании и 2 мм у конца). Поэтому необходимую длину пути тока утечки можно обеспечить большим количеством ребер с небольшим вылетом.

При этом повышается эффективность использования длины пути тока утечки и значительно уменьшается напряжение на подсушенном межреберном участке покрышки. Это приводит к уменьшению дополнительных токов смещения, протекающих через варисторы и вызывающих дополнительный разогрев и ускоренное старение. Поэтому полимерные покрышки определяют значительное преимущество ОПН по сравнению с ограничителями с фарфоровыми покрышками. В связи с этим не требуется увеличения длины пути тока утечки ОПН с полимерными покрышками по сравнению с рекомендуемыми для высоковольтного оборудования (как это принято для ОПН в фарфоровых корпусах).

Для надежной работы необходим контроль состояния ОЦВ

Для обеспечения надежности работы ОПН в процессе эксплуатации необходима оценка состояния активных элементов – оксидно-цинковых варисторов. Это обеспечивается измерением токов проводимости через варисторы специальным устройством. Для этого ОПН отключают от сети, снимают с фундамента и переносят в специальную лабораторию.

Наиболее предпочтительным является контроль состояния варисторов в ОПН под рабочим напряжением (см. рис 1 а). Для этого аппарат (1) устанавливают на изоляционную подставку (2), а измерение токов проводимости осуществляют подключением специального устройства (3) к нижнему металлическому фланцу (4).

Указанный способ оценки состояния активных элементов в ОПН также существенно усложняет конструкцию в целом, увеличивается высота аппарата, снижается механическая прочность на изгиб.

Нами предлагается новый способ измерения токов проводимости через варисторы под рабочим напряжением (см. рис. 1 б). При этом в изоляционной покрышке ОПН (1), между нижним фланцем (4) и активными нелинейными элементами – варисторами устанавливается изоляционная приставка (на рис. не указана), а металлический контакт между колонкой варисторов и измерительным устройством (3) осуществляется с помощью кольца (5), установленного на поверхности корпуса ОПН (1).

Проведенные испытания на герметичность узла соединения металлического электрода с колонкой варисторов, установленной внутри макета ОПН, показали положительные результаты. Условия испытания: измерение электрического сопротивления между электродом (5) и нижним фланцем (4) макета ОПН до и после его кипячения в деминерализованной воде в течение 48 часов (5 циклов).

Указанный способ измерения токов проводимости через варисторы в ОПН существенно отличается от существующих простотой конструкции, надежностью и достоверностью полученных результатов измерений под рабочим напряжением.

Кабельная арматура, Изоляция
, Напряжение
, Сети
, Трансформаторы, Провод

назначение, принцип работы и конструкция

Возникновение аварийных ситуаций при эксплуатации электрических сетей и оборудования в большинстве ситуаций вызываются импульсными скачками напряжения в результате замыкания линий, воздействия атмосферного электричества, ошибок при коммутационных переключениях. Для исключения подобного применяются ОПН.

Аббревиатура ОПН расшифровывается как ограничитель перенапряжения. Данные устройства предназначены для защиты линий и оборудования в ситуациях, когда по той или иной причине нагрузка возрастает в разы, с опасностью возникновения аварии. Рассмотрим особенности конструктивного устройства данных элементов, применяемые разновидности и их технические характеристики, прочие сопутствующие моменты.

ОПН

Конструкция

ОПН представляет собой полупроводниковый элемент, отличающийся нелинейным значением сопротивления. Он выполнен в виде вилитовых дисков, в качестве материала которого используется оксид цинка с добавлением различных примесей.

Указанные диски снабжены защитным покрытием, с электрическими выводами на концах. На один из контактов подаётся напряжение, второй выводится на землю.

ОПН состоит из следующих конструктивных элементов:

• электрода,
• полиамидного корпуса,
• термоусадочной трубки,
• варистора,
• силиконовой оболочки.

Конструкция ОПН до 1000 ВКонструкция ОПН выше 1000 В

Принцип действия

В основу принципа действия данного элемента заложена нелинейная характеристика сопротивления. При штатных характеристиках напряжения, его величина близка к нулю, поэтому цепь не замыкается через указанный прибор.

При резком возрастании напряжения, одновременно увеличивается сопротивление. В результате ток проходит через ОПН, замыкаясь на землю. Таким способом обеспечивается выполнение защитной функции.

Виды

В связи с большим разнообразием выполняемых функций, ОНП классифицируют по следующим показателям:

Структура условного обозначение ОПН

Может использоваться комбинация нескольких устройств, с выполнением ступенчатой защиты.

Обозначение ОПН и разрядников на схема

Материал

В зависимости от применённого материала защитной рубашки, защита может производиться посредством следующих видов устройств:

1. Фарфоровых – наиболее распространённая разновидность. Керамика устойчива к ультрафиолетовому излучению, поэтому может свободно применяться на открытых установках. Благодаря большой механической прочности, такие элементы могут одновременно выполнять роль опорной конструкции. К недостаткам следует отнести большой вес и хрупкость, что грозит травмами персонала при разлёте осколков в результате разрушения элемента.
2. Полимерных – в качестве материала наружного покрытия используется каучук, винил и другие искусственные составы. Данные устройства не поддаются воздействию влаги, обладают меньшим весом и хорошими диэлектрическими свойствами, способны выдерживать значительные механические воздействия, но накапливают на поверхности атмосферную влагу и плохо реагируют на солнечный свет.
3. Одноколонковых – в виде полупроводникового элемента с нелинейными характеристиками напряжения, с количеством дисков, в зависимости от категории оборудования.
4. Многоколонковых – используются на высоковольтном оборудовании и состоят из нескольких компонентов, объединённых в единый узел. Отличаются повышенной надёжностью и способностью реагировать на различные характеристики нагрузки.

Выбор вида ОПН зависит от параметров оборудования и условий его эксплуатации.

Технические характеристики

Конкретная модель отличается следующими техническими характеристиками:

• временем срабатывания – в зависимости от скорости реакции на перепад напряжения;
• рабочим напряжением – значением данной величины, при которой элемент способен функционировать без разрушения на определённый временной промежуток;
• номинальным повышенным напряжением – величиной, которую изделие способно выдержать в течение 10 секунд;
• током утечки – от воздействия напряжения на ОПН и зависит от омического сопротивления элемента. Значение указанной характеристики – в сотых или тысячных долях ампер, перетекающих по защитному покрытию и полупроводниковому элементу;
• разрядным током – значение при импульсном скачке напряжения;
• устойчивостью к току волны перенапряжения – способностью не подвергаться разрушению при воздействии повышенного напряжения.

ОПН стандартизированы по величине указанных характеристик.

Применение и требования к эксплуатации

Указанные защитные устройства широко применяются для защиты линий электропередач, различных электроустановок промышленного назначения, трансформаторных подстанций, распределительных узлов. В быту ОПН используются для защиты вводных распределительных щитков или оборудования высокой ценности.

ОПН должны эксплуатироваться, согласно требованиям действующих правил и нормативов. Подбор устройств производится, исходя из особенностей эксплуатации и характеристик оборудования.

Техническое обслуживание

Данные ограничители не предусматривают разового применения и способны многократно выполнять свою защитную функцию, сбрасывая напряжение на заземлённую шину. Но в процессе эксплуатации элементы могут частично утрачивать рабочие характеристики, вплоть до полной негодности устройств.

Чтобы избежать внепланового выхода элементов из строя, в ходе эксплуатации они должны подвергаться плановым проверка и техническому обслуживанию, с контролем следующих параметров:

• сопротивления – замеряется мегомметром, не реже 1 раза в каждые 6 лет;
• тока проводимости – необходимость его проверки возникает при снижении отмеченной выше характеристики;
• пробивного напряжения и герметичности – проводится перед пуском в работу новых устройств или в случае проведения заводского восстановительного ремонта;
• тепловизионных измерений – по регламенту изготовителя и составленному на предприятии графику профилактических работ.

Также элементы осматриваются на предмет наличия внешних дефектов в виде подгораний, скопления пыли и загрязнений, разрушения изоляционного покрытия.

Использование ОПН позволяет обеспечить штатную работу электрического оборудования, исключив опасность его повреждения при резких скачках напряжения. Но указанные ограничители должны правильно выбираться и проходить регламентированное обслуживание, для их сохранности и продления срока службы.

Что такое ограничитель перенапряжения?

Рассмотрение конструкции, принципа действия и области применения различного вида ограничителей перенапряжения (высоковольтных и модульных).

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. Содержание:

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:

• Испытания ограничителей перенапряжения нелинейных
• Для чего нужно реле напряжения
• Как защититься от помех в электросети

Нравится0)Не нравится0)

Методические указания по применению ограничителей перенапряжений нелинейных в электрических сетях 6-35 кВ /

Принцип работы опн

Что такое ограничитель перенапряжения и как он работает?

Одним из наиболее опасных аварийных режимов в электрических сетях является импульсный скачок напряжения при атмосферных разрядах, перехлесте линий  или коммутационных операциях. Эта величина значительно опережает нарастание импульсного тока и воздействует на изоляцию электрооборудования и других устройств, поэтому классические автоматы и другие защиты, реагирующие на изменение номинального тока, против нее не эффективны.

Значение перенапряжения может в разы превышать номинальную рабочую величину, поэтому такое явление подвергает опасности все оборудование и элементы сети.

Для предотвращения значительных убытков и последующих затрат на восстановление в электроустановках используются ограничители перенапряжения (ОПН).

Устройство и принцип действия

Ограничитель перенапряжения включает в себя полупроводниковый элемент с нелинейной величиной сопротивления. В роли таких элементов выступают вилитовые диски, изготовленные на основе оксидов цинка с включением в из состав тех или иных  примесей. Снаружи диски закрываются защитной рубашкой, а на концах имеют электрические выводы, один из которых подводится к защищаемой электрической сети, а второй заземляется. Пример частного варианта устройства ограничителя перенапряжения представлен на рисунке 1:

Рис. 1. Устройство ограничителя перенапряжения

Работа ОПН схожа с обычным варистором, отличительной особенностью ограничителя являются некоторые различия с характеристикой варистора в части проводимости и скорости нарастания. Принцип действия ограничителя перенапряжения заключается в его нелинейной вольт-амперной характеристике (ВАХ). При номинальном напряжении сопротивление варисторов достаточно большое и ток через них не протекает – его сопротивление изоляции соизмеримо с изоляцией кабелей, изоляторов и электрических приборов.

В рабочем режиме при возникновении грозовых разрядов или других высоковольтных импульсов сопротивление нелинейных резисторов внутри ограничителя резко снижается. Как правило, эта величина приближается к нулю или несоизмеримо меньше сопротивления сети и всех подключенных к ней приборов. Поэтому при коммутационных или грозовых перенапряжениях ток разряда протекает только через ограничитель перенапряжения на землю, чем и обеспечивается защита электрооборудования.

Пределы срабатывания ограничителя перенапряжений на разряды молний или другие импульсные перенапряжения определяются его ВАХ.

Рис. 2. Вольтамперная характеристика ОПН

При работе ограничителя перенапряжения до 600В протекающий через него ток будет равен нулю.Когда значение пересечет отметку в 600В, сопротивление резко уменьшиться и протекающий ток увеличиться до сотен и тысяч ампер.

Кривая характеристики представлена тремя участками:

• 1 – область нулевых или сверхмалых токов;
• 2 – область средних токовых нагрузок;
• 3 – область максимального тока.

Применение

Ограничитель перенапряжения применяется для предотвращения нарастания перенапряжения на электрическом оборудовании с последующим переводом импульса разряда на землю.

Рис. 3. Пример использования ОПН

Широкое применение нелинейных ограничителей распространено в линиях электропередач, где они выступают в роли молниезащиты, а сами провода являются молниеприемниками.

В промышленных целях ограничители перенапряжения используются для защиты различных электрических аппаратов и персонала, к примеру, на тяговых и трансформаторных подстанциях, распределительных устройствах и т.д.

В бытовых устройствах ОПН применяются для установки в электрических щитках на вводе в здание или для защиты какого-либо ценного оборудования.

Виды ОПН

• Класс напряжения – рабочая величина, на которую рассчитан ограничитель, разделяется на устройства до 1кВ и выше, как правило, номинал напряжения соответствует стандартному значению электрических параметров сети (6, 10, 35 кВ).
• Материал рубашки – определяет тип изоляции наружного слоя, наиболее часто используются фарфоровые или полимерные модели.
• Класс защищенности – определяет возможность установки или на открытой части, или только внутри помещения.
• Количеству элементов или фаз – число ограничителей перенапряжения зависит от числа защищаемых фаз и величины питающего их напряжения.

Так для каждой из фаз в электроустановке может устанавливаться отдельная колонка или одна для всех. Также следует отметить, что в электроустановках на 110 кВ и более ОПН для одной фазы может собираться из нескольких однотипных элементов, к примеру, из трех на 35 кВ.

Комбинация нескольких видов позволяет выстраивать многофункциональные или ступенчатые ограничители.

Фарфоровые

Рис. 4. Фарфоровые ОПН

Такие модели отличаются своими эксплуатационными  параметрами, так как керамика невосприимчива к воздействию солнечной радиации, а находящийся внутри вентильный разрядник практически не зависит от температуры внешней среды.

Также весомым преимуществом этих ограничителей является большая механическая прочность на сжатие и разрыв, благодаря чему их можно использовать и в качестве опорной конструкции. Но фарфоровые ОПН характеризуются сравнительно большим весом, а также представляют значительную угрозу в случае разрыва, так как осколки фарфора поражают близлежащие здания и могут травмировать персонал.

Полимерные

Рис 5. Полимерные ОПН

Представляют собой устройства с рубашкой из каучука, винила, фторопласта или других подобных материалов.

Полимерные ограничители куда боле устойчивы к воздействию влаги, отличаются меньшим весом и большей взрывобезопасностью, так как в случае разрушения корпуса избыточным давлением внутри колонки, рубашка повреждается по линии разлома, но не разлетается острыми осколками. Значительным преимуществом полимерных моделей является их устойчивость к динамическим нагрузкам.

К недостаткам полимерных ОПН относится способность к накоплению пыли и прочих засорителей на поверхности диэлектрика, которые со временем приводят к повышению пропускной способности, увеличению тока утечки и пробою изоляции. Также полимеры боятся солнечной радиации и температурных колебаний в окружающей среде.

Одноколонковые

Такие ограничители перенапряжения представляют собой один конструктивный элемент с нелинейным сопротивлением. Число полупроводниковых дисков в них набирается в соответствии с категорией защищаемой электроустановки. 

Многоколонковые

Эти средства имеют несколько колонок, модулей или блоков, объединяемых в одну систему. Характеризуется большей надежностью по отношению к защищаемым объектам, так как способен реагировать и на одиночные, и на дифференциальные перенапряжения.

Технические характеристики

• Время срабатывания – характеризует скорость открытия полупроводникового элемента ограничителя после нарастания напряжения.
• Рабочее напряжение – определяет величину электрической энергии, которую ОПН может выдерживать без нарушения работоспособности в течении любого промежутка времени.
• Номинальное повышенное напряжение – значение рабочей величины, которое ОПН способен выдерживать в течении 10 секунд, также нормируется совместно с остаточным напряжением, которое остается в сети.
• Ток утечки – возникает как результат приложения напряжения к ограничителю перенапряжения и определяется его омическим сопротивлением или параметрами резисторов. В исправном состоянии этот параметр составляет сотые или тысячные доли ампер, перетекающие по рубашке и полупроводнику от источника к проводу заземления.
• Разрядный ток – величина, образующаяся при импульсных скачках, в зависимости от источника перенапряжения разделяется на атмосферные, электромагнитные и коммутационные импульсы.
• Устойчивость к току волны перенапряжения – определяет способность сохранять целостность всех элементов конструкции в аварийном режиме.

Обслуживание и диагностика ОПН

В процессе эксплуатации ОПН может утрачивать заводские параметры, снижать эффективность работы до полного выхода со строя.

Требуется периодическая проверка параметров:

• Сопротивление – один раз в 6 лет при помощи мегаомметра.
• Ток проводимости – при условии снижения предыдущего параметра.
• Пробивное напряжение и герметичность после заводского ремонта или при приемке в эксплуатацию на заводе. Самостоятельно электроснабжающими и эксплуатирующими организациями такие меры диагностики для ограничителей не производятся.
• Тепловизионные измерения в соответствии с регламентом изготовителя или местными планово-предупредительными ремонтами.
• Систематический внешний осмотр на наличие подгаров, сколов, загрязнения или других дефектов в изоляции.

Ограничители перенапряжения: назначение, устройство и принцип действия

Причины перенапряжения

К электросети подключено немалое количество потребителей, включая объекты промышленного и строительного назначения. При одновременном массовом исользовании приборов высокой мощности может произойти скачок напряжения. Ограничитель поможет избежать отключения.

Ограничители перенапряжения 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.

Конструкция ОПН

Конструктивно ограничители перенапряжения 10 КВ состоят из колонки варисторов, спрятанной под изоляционной оболочкой. При этом, исходя из необходимых характеристик и конструкции устройства, таких колонок может быть несколько. В качестве оболочки обычно выступает стеклопластиковая труба, которая способна воспринимать практически любой вид механической нагрузки, тем самым обеспечивая необходимую прочность устройству.

На эту трубу путем бесшовного прессования помещена трекингостойкая кремнийорганическая резина, которая образует внешнюю защитную оболочку с ребрами. Колонку варисторов с двух сторон поджимают два вывода в виде фланцев, которые ввернуты в трубу с двух сторон. Для их изготовления используется электротехнический алюминий, стойкий к коррозии.

Чтобы ограничители перенапряжения ОПНП хорошо выполняли свою задачу, они хорошо герметизированы. Осуществляется это надежным соединением фланцев, а также заполнением внутренней полости трубы желеподобным кремнийорганическим (силиконовым) каучуком. На случай внутреннего пробоя в трубе ограничителя предусмотрены отверстия, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и закрытые защитной оболочкой. Это позволяет сбросить внутреннее давление устройства без разрушения на части.

Принцип работы

Работа ограничителя основывается на вольт-амперной характеристике нелинейного характера. Если на устройство поступает большое напряжение, то происходит падение электрического сопротивления практически до нулевого значения. В итоге высоковольтный импульс номиналом в несколько киловольт направляется прямиком в заземляющую цепь. Время, затрачиваемое на падение сопротивления, а затем на восстановление до исходного значения, ничтожно малое. Благодаря этому ограничитель перенапряжения ОПН способен выдерживать не один скачок напряжения, а целую серию высоковольтных импульсов.

Классификация приборов защиты

Приборы имеют разную классификацию и область применения:

• Литера А. Эти приборы монтируются при переходах от линий электропередач к сети потребителя. Они призваны обеспечивать защиту как ЛЭП, так и принимающего объекта. Их же можно считать основными «предохранителями» промышленных установок.
• Литера В. Первая линия защиты непосредственно объекта-потребителя (например, дома или административного здания). Такие аппараты устанавливаются на входе линии в помещение.
• Литера С. Место этих устройств — распределительные щиты, в которых обязательно должна быть предусмотрена система заземления.
• Литера D. Квартирные ограничители. Их установка имеет смысл только при наличии хотя бы одной предварительной линии защиты. В то же время изделия этого класса монтируются и непосредственно в оборудовании, а также в переносной технике.
• Те же четыре категории устройств могут быть обозначены и римскими цифрами начиная от I. Есть и комбинированные устройства. Большинство из аппаратов дополнительно оснащаются предохранителями.

Контроль за работоспособностью и состоянием изделия можно проводить визуально. Для этого устройства имеют специальные окошечки, которые в случае выхода ограничителя из строя сигнализируют затемнением или красным светом. Есть и модели, оснащенные системой звуковой сигнализации.

Комплексный вариант безопасности

Чтобы доставка, получение и использование электричества были полностью безопасны, лучше всего использовать не единичный ОПН, а комплекс ограничителей импульсных перенапряжений, как их еще называют. Их установку следует доверить профессионалам.

Принцип монтажа и работы единой системы прост:

• Первым монтируется самый мощный аппарат.
• В щиток устанавливается прибор меньших токовых характеристик.
• В бытовых условиях достаточно варианта В и С или С и D.
• Приборы работают по единому принципу. Они вступают в дело последовательно, благодаря чему напряжение снижается постепенно.

Схемы подключения ограничителей перенапряжения

Для защиты линий электроснабжения используют разные схемы подключения:

• синфазную. Применяется продольный принцип защиты каждого кабеля от перенапряжений по отношению к контуру земли;
• противофазную. Используется поперечный принцип защиты между каждой парой проводов;
• комбинированную. Этот способ объединяет оба предшествующих.

Ориентиры подбора ограничителей

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

Понравилась статья? Расскажите друзьям:

Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Что такое ограничитель перенапряжения или ограничитель перенапряжения?

Зачем нам нужны ограничители перенапряжения?
Скачки напряжения — очень частое явление, и они могут быть вызваны множеством причин. Помимо включения и выключения мощных электронных устройств, некоторые другие виновники скачков напряжения включают близлежащие удары молнии, нарушения в линии электропередач и высокочастотный электромагнитный шум.

С годами, по мере развития технологий, электроника становилась все более и более чувствительной к колебаниям электрических токов, питающих их.Микропроцессоры и другие хрупкие компоненты компьютеров и домашнего кинотеатра можно сравнить с темпераментными маленькими дивами: они работают как мечта, но если условия работы станут неблагоприятными, они взорвутся на вас! Из-за этого как никогда важно инвестировать в защиту от перенапряжения.

Как распознать ограничитель перенапряжения?
Независимо от того, знали вы об этом все время или нет, велики шансы, что вы ежедневно контактировали с ограничителями перенапряжения.Проще говоря, ограничитель перенапряжения (или устройство защиты от перенапряжения ) — это устройство, которое защищает электронное оборудование от повреждений в случае скачка напряжения.

Они могут иметь форму полос, блоков или даже кальмаров , но все ограничители перенапряжения, по сути, представляют собой блоки распределения энергии, которые делают еще один шаг вперед: они улавливают избыточное электричество, прежде чем оно сможет нанести какой-либо ущерб. Наиболее распространенный компонент, отводящий энергию, используемый в сетевых устройствах защиты от перенапряжения в наших домах и офисах, — это металлооксидный варистор или MOV.

Как работает MOV?
MOV, обычно изготовленный из оксида цинка, перекрывает разрыв между линиями питания и заземлением ограничителя перенапряжения. Пока электрический ток, идущий к ограничителю перенапряжения — и, как следствие, к подключенным к нему устройствам, — стабильно держится на уровне 120 вольт, MOV в значительной степени сидит на месте и занимается своим делом. Однако, как только он обнаруживает скачок напряжения, MOV мгновенно вмешивается в ситуацию, перехватывая избыточное напряжение от линии электропередачи и отводя его на линию заземления в процессе, известном как «зажим».

На что следует обращать внимание при использовании ограничителя перенапряжения?
Когда вы покупаете ограничитель перенапряжения, обратите внимание на несколько ключевых функций, которые гарантируют, что вы заберете домой качественный продукт:

• Световые индикаторы: Световые индикаторы на устройствах защиты от перенапряжения может держать вас в курсе двух вещей: когда на самом деле происходит скачок напряжения, и о состоянии MOV вашего сетевого фильтра. Важно следить за состоянием MOV, потому что после нескольких хороших скачков он может стать менее эффективным.Благодаря световому индикатору, информирующему вас о том, что происходит внутри вашего ограничителя перенапряжения, вам никогда не придется гадать, получает ли ваша электроника необходимую защиту!
• Список UL: Список UL — отличный способ узнать, что продукт, который вы покупаете, безопасен и соответствует стандартам. Но с такими элементами, как сетевые фильтры, важно обращать внимание именно на , для которого соответствует стандарту UL данное устройство! На рынке есть некоторые ограничители перенапряжения, которые внесены в списки UL только для своих шнуров питания.Если вы хотите избежать одного из них, убедитесь, что любое устройство защиты от перенапряжения, которое вас интересует, соответствует стандарту UL 1449 , стандарту Underwriters Laboratories для ограничителей перенапряжения.

Находятся ли они дома или в офисе, если какие-либо из ваших ценных электронных компонентов все еще не защищены от скачков напряжения, приходите и посмотрите на CableOrganizer.com. Благодаря нашему широкому выбору ограничителей перенапряжения APC, Tripp Lite и Power Squid®, вы обязательно найдете тот, который идеально подходит для вашего бюджета и области применения!

.Устройство защиты от перенапряжения Спд 220в устройства защиты от перенапряжения молнии Поэ

Хикл

Ограничитель перенапряжения в полимерном корпусе 120 кВ для передачи электроэнергии

1. Об разряднике для перенапряжения

YONGDE 9000 Разрядники перенапряжения 9000 могут быть применены к разнообразному оборудованию подстанций

. энергосистемы и распределительные устройства от 0,28 кВ до систем 500 кВ.
Эти ограничители перенапряжения демонстрируют отличные защитные свойства. В наших ограничителях перенапряжения используются элементы из нелинейного резистора

из ZnO с превосходными нелинейными вольт-амперными характеристиками, высокое качество и надежность

. Ограничители перенапряжения металлооксидного типа обладают такими особенностями, как
, присущими беззазорной конструкции, такими как быстрая реакция на импульсное напряжение,

, высокая способность рассеивания энергии, безопасная работа, компактность / легкий вес и отсутствие загрязнения.

0,28 ~ 500 кВ Характеристики продукта:
1. Обмоточная структура колонны с сердечником, колонна с полимерным корпусом, формованная на колонне с сердечником,

практически без внутреннего воздушного зазора и превосходные герметизирующие характеристики Простая конструкция, небольшой размер

и легкий вес.

2. Полимер Корпус из силиконовой резины, взрывозащищенный варистор ZnO в качестве основного компонента имеет большую пропускную способность

.

3.Международный стандарт IEC 60099-4 и ANSI 62.22 с высокой надежностью. С полностью изолированными верхними частями,

продукт может применяться для полной установки шкафа,

, что может уменьшить проектный размер шкафа.

4. Изделия с устройством отсоединения могут подавать сигналы для прекращения работы в случае отказа,

позволяет избежать взрыва разрядника и не требует обслуживания.
5. Изделия в полимерном корпусе с шестью уровнями CTI, длина пути утечки соответствует требованиям уровня IV

в зонах сильного загрязнения.

2. Технические параметры ОПН

3.Рабочее состояние разрядника перенапряжения

.

Устройство защиты от перенапряжений — Infogalactic: ядро ​​планетарных знаний

Устройство защиты от перенапряжения (или ограничитель перенапряжения или ограничитель перенапряжения ^[1] ) — это прибор или устройство, предназначенное для защиты электрических устройств от скачков напряжения. Устройство защиты от перенапряжения пытается ограничить напряжение, подаваемое на электрическое устройство, путем блокировки или замыкания на землю любых нежелательных напряжений выше безопасного порога. В этой статье в первую очередь обсуждаются спецификации и компоненты, относящиеся к типу устройства защиты, которое отводит (закорачивает) скачок напряжения на землю; однако есть некоторые сведения о других методах.

Шина питания со встроенным сетевым фильтром и несколькими розетками

Термины устройство защиты от перенапряжения ( SPD ) и ограничитель импульсных перенапряжений ( TVSS ) используются для описания электрических устройств, обычно устанавливаемых в распределительных щитах, системах управления технологическими процессами, системах связи и других тяжелых условиях эксплуатации. промышленные системы с целью защиты от скачков и скачков напряжения, в том числе от молнии.Уменьшенные версии этих устройств иногда устанавливают в электрические панели подъезда жилых помещений, чтобы защитить домашнее оборудование от подобных опасностей. ^[2]

Устройство защиты от перенапряжения, установленное на панели выключателя в жилом помещении.

Многие удлинители имеют встроенную защиту от перенапряжения; они обычно четко обозначены как таковые. Однако сетевые фильтры, которые не обеспечивают защиту от перенапряжения , а не , иногда ошибочно называют «устройствами защиты от перенапряжения».

Важные характеристики

Это одни из наиболее заметных спецификаций, определяющих устройство защиты от перенапряжения для сети переменного тока, а также для некоторых приложений защиты передачи данных.

Напряжение зажима

Также известное как сквозное напряжение , это определяет, какое всплеск напряжения заставит защитные компоненты внутри устройства защиты от перенапряжения отводить нежелательную энергию от защищаемой линии. ^[3] Более низкое напряжение ограничения указывает на лучшую защиту, но иногда может привести к сокращению ожидаемого срока службы всей защитной системы.Три нижних уровня защиты, определенные в рейтинге UL, составляют 330 В, 400 В и 500 В. Стандартное сквозное напряжение для устройств на 120 В переменного тока составляет 330 вольт. ^[4]

Underwriters Laboratories (UL), ^[5] , глобальная независимая научная компания по безопасности, определяет, как можно безопасно использовать средство защиты. UL 1449 стал обязательным с 3-ей редакцией в сентябре 2009 года для повышения безопасности по сравнению с продуктами, соответствующими 2-му изданию. Измерение предельного напряжения с использованием в шесть раз более высокого тока (и энергии) определяет номинал защиты по напряжению (VPR).Для конкретного устройства защиты это напряжение может быть выше по сравнению с номинальными значениями подавленного напряжения (SVR) в предыдущих выпусках, которые измеряли сквозное напряжение с меньшим током. Из-за нелинейных характеристик устройств защиты, сквозные напряжения, определенные испытаниями 2-го и 3-го выпусков, не сопоставимы. ^{[4] [6]}

Защитное устройство может быть больше, чтобы получить такое же сквозное напряжение во время испытаний 3-го издания. Следовательно, протектор 3-го или более позднего выпуска должен обеспечивать повышенную безопасность с увеличенным сроком службы.

Рейтинг джоулей

Это число определяет, сколько энергии устройство защиты от перенапряжения на основе MOV теоретически может поглотить без сбоев за один раз. Как ни странно, меньшее число может указывать на более длительный срок службы, если устройство может отводить больше энергии в другое место и, таким образом, поглощать меньше энергии. Другими словами, защитное устройство, предлагающее более низкое напряжение ограничения при отведении того же импульсного тока, приведет к тому, что большая часть энергии выброса будет рассеиваться в другом месте на пути этого тока.Лучшие протекторы превышают пиковые значения в 1000 джоулей и 40 000 ампер.

Часто заявляется ^{[ кем? ]} , что более низкий рейтинг в джоулях является заниженной защитой, поскольку общая энергия вредных всплесков может быть значительно больше этой. Однако при правильной установке на каждый джоуль, поглощаемый протектором, еще от 4 до 30 джоулей могут безвредно рассеиваться в земле. Протектор на основе MOV (описанный ниже) с более высоким сквозным напряжением может получить более высокий рейтинг в джоулях, даже если он пропускает больше энергии скачков напряжения к защищаемому устройству.

Рейтинг в джоулях — часто цитируемый, но очень вводящий в заблуждение параметр для сравнения устройств защиты от перенапряжения на основе MOV. Выбросы любой произвольной комбинации ампер и напряжения могут происходить во времени, но они обычно длятся от наносекунд до микросекунд, а экспериментально смоделированная энергия скачка намного ниже 100 джоулей. ^[7] Хорошо спроектированные устройства защиты от перенапряжений не должны полагаться на MOV, чтобы поглощали энергию перенапряжения , а вместо этого должны пережить процесс безвредного перенаправления на землю.

Как правило, больше джоулей означает, что MOV поглощает меньше энергии, а еще больше отводится в землю.

Некоторые производители обычно проектируют устройства защиты от перенапряжения с более высоким номиналом джоулей путем параллельного подключения нескольких MOV. Поскольку отдельные MOV имеют немного разные нелинейные отклики при воздействии одного и того же перенапряжения, любой данный MOV может быть более чувствительным, чем другие. Это может привести к тому, что один MOV в группе будет проводить больше (явление, называемое перегрузкой тока), что приведет к чрезмерному использованию и, в конечном итоге, к преждевременному отказу этого компонента.Если один линейный предохранитель установлен последовательно с MOV в качестве меры безопасности при отключении питания, он откроется и выйдет из строя устройство защиты от перенапряжений, даже если остальные MOV не повреждены. Таким образом, эффективная способность к поглощению энергии импульсного перенапряжения всей системы зависит от MOV с самым низким напряжением ограничения, а дополнительные MOV не дают никаких дополнительных преимуществ. Это ограничение можно преодолеть, используя тщательно согласованные наборы , MOV, но это согласование должно быть тщательно согласовано с оригинальным производителем компонентов MOV. ^{[8] [9]}

В соответствии с отраслевыми стандартами ^{[необходима ссылка ]} , скачки напряжения в линии электропередач внутри здания могут достигать 6000 вольт, 3000 ампер и обеспечивать до 90 джоулей энергии, включая скачки от внешних источников.

Молнии и другие импульсные скачки напряжения высокой энергии можно подавить с помощью устройства защиты от перенапряжения для всего дома. Эти продукты более дороги, чем простые устройства защиты от перенапряжения с одной розеткой, и часто требуют профессиональной установки на входящем источнике питания; однако они обеспечивают защиту всего дома от скачков напряжения через этот путь.Ущерб от прямых ударов молнии другими путями должен контролироваться отдельно.

Время ответа

Сетевые фильтры не срабатывают мгновенно; есть небольшая задержка. Чем больше время отклика, тем дольше подключенное оборудование будет подвержено скачку напряжения. Однако скачки тоже не происходят мгновенно. Скачки обычно достигают своего пикового напряжения за несколько микросекунд, и устройство защиты от перенапряжения с наносекундным временем отклика сработает достаточно быстро, чтобы подавить наиболее разрушительную часть всплеска. ^[10]

Следовательно, время отклика при стандартном тестировании не является полезным показателем способности сетевого фильтра при сравнении устройств MOV. Все MOV имеют время отклика, измеряемое в наносекундах, в то время как формы тестовых сигналов, обычно используемые для проектирования и калибровки устройств защиты от перенапряжения, основаны на смоделированных формах импульсов, измеряемых в микросекундах. В результате у протекторов на основе MOV нет проблем с впечатляющими характеристиками времени отклика.

Технологии с более медленным откликом (в частности, GDT) могут иметь трудности с защитой от быстрых всплесков.Поэтому в хороших конструкциях, включающих более медленные, но полезные в остальном технологии, они обычно сочетаются с более быстродействующими компонентами, чтобы обеспечить более полную защиту. ^[11]

Стандарты

Некоторые часто упоминаемые стандарты включают:

Каждый стандарт определяет различные характеристики защитного устройства, тестовые векторы или операционное назначение.

Третье издание стандарта UL 1449 для SPD было серьезной переработкой предыдущих изданий, а также впервые было принято в качестве стандарта ANSI. ^{[12] [13]} Последующая редакция в 2015 году включала добавление низковольтных цепей для USB-портов зарядки и связанных с ними батарей. ^{[14] [15]}

EN 62305 и ANSI / IEEE C62.xx определяют, какие всплески можно ожидать от устройства защиты. EN 61643-11 и 61643-21 определяют требования к характеристикам продукта и безопасности. Напротив, МЭК только пишет стандарты и не сертифицирует какой-либо конкретный продукт как соответствующий этим стандартам.Стандарты IEC используются членами Схемы CB международных соглашений для тестирования и сертификации продукции на соответствие требованиям безопасности.

Ни один из этих стандартов не гарантирует, что протектор обеспечит надлежащую защиту в данном приложении. Каждый стандарт определяет, что защитник должен или может выполнить, на основе стандартизированных тестов, которые могут или не могут коррелировать с условиями, имеющимися в конкретной реальной ситуации. Для обеспечения достаточной защиты может потребоваться специальный инженерный анализ, особенно в ситуациях высокого риска молнии.

Основные компоненты

Системы, используемые для уменьшения или ограничения высоких скачков напряжения ^{[16] [17]} могут включать в себя один или несколько из следующих типов электронных компонентов. Некоторые системы подавления скачков напряжения используют несколько технологий, поскольку у каждого метода есть свои сильные и слабые стороны. ^{[11] [18] [19]} Первые шесть перечисленных методов работают в основном путем отвода нежелательной энергии скачков напряжения от защищаемой нагрузки через защитный компонент, подключенный по параллельной (или шунтированной) топологии .Последние два метода также блокируют нежелательную энергию с помощью защитного компонента, подключенного в серии с подачей питания на защищенную нагрузку, и дополнительно могут шунтировать нежелательную энергию, как в более ранних системах.

Устройство защиты от перенапряжения с одной розеткой, с видимым соединением и защитными лампами.

Металлооксидный варистор (MOV)

Для получения дополнительных сведений по этой теме см. Варистор.

Металлооксидный варистор состоит из массивного полупроводникового материала (обычно спеченного гранулированного оксида цинка), который может проводить большие токи (эффективно замыкает накоротко) при напряжении, превышающем его номинальное напряжение. ^{[4] [20]} MOV обычно ограничивают напряжение примерно в 3–4 раза превышающим нормальное напряжение цепи за счет отвода импульсного тока в другом месте, кроме защищаемой нагрузки. MOV могут быть подключены параллельно для увеличения допустимого тока и ожидаемого срока службы, при условии, что они представляют собой согласованные наборы (несогласованные MOV имеют допуск приблизительно ± 20% по номинальным напряжениям, что недостаточно). Дополнительные сведения об эффективности MOV с параллельным подключением см. В разделе «Рейтинг Джоулей» в этой статье.

MOV

имеют конечный срок службы и «деградируют» при воздействии нескольких больших переходных процессов или многих более мелких переходных процессов. ^{[21] [22]} По мере того, как MOV ухудшается, его напряжение запуска падает все ниже и ниже. Если MOV используется для защиты сигнальной линии с низким энергопотреблением, основным режимом отказа обычно является частичное или полное короткое замыкание линии, приводящее к прекращению нормальной работы схемы.

При использовании в приложении фильтрации мощности MOV в конечном итоге ведет себя как эффективное короткое замыкание на частичной основе в линии электропередачи переменного (или постоянного тока), что вызывает его нагрев, запускающий процесс, называемый тепловым разгоном.По мере нагрева MOV он может еще больше ухудшиться, что приведет к катастрофическому отказу, который может привести к небольшому взрыву или возгоранию, если линейный ток не ограничен иным образом. ^[23] Малоразмерный MOV не работает, когда «абсолютные максимальные значения» в паспорте производителя значительно превышены.

MOV

часто подключаются последовательно с тепловым предохранителем, так что предохранитель отключается до того, как может случиться катастрофический отказ. Когда это происходит, отключается только MOV. Неисправность MOV представляет собой риск возникновения пожара, что является причиной принятия Национальной ассоциацией противопожарной защиты (NFPA) ^[24] UL1449 в 1986 году ^[25] и последующих пересмотров в 1998, 2009 и 2015 годах.Первоочередной задачей NFPA является защита от огня.

При использовании в силовых установках MOV обычно имеют плавкие предохранители или иным образом защищены, чтобы избежать постоянных коротких замыканий и других опасностей возгорания. ^{[4] [26]} В типичном удлинителе видимый автоматический выключатель отличается от внутреннего теплового предохранителя, который обычно не виден конечному пользователю. Автоматический выключатель не имеет функции, связанной с отключением MOV. Тепловой предохранитель или другое эквивалентное решение защищает от опасностей, создаваемых MOV.

Если импульсный ток настолько велик, что превышает параметры MOV и перегорает плавкий предохранитель, то световой сигнал на некоторых устройствах защиты указывает на неприемлемый отказ. Даже протекторы MOV подходящего размера в конечном итоге выйдут из строя за допустимые пределы, со световой индикацией неисправности или без нее. ^[27] Следовательно, все протекторы на основе MOV, предназначенные для длительного использования, должны иметь индикатор отказа защитных компонентов, и этот индикатор необходимо регулярно проверять, чтобы гарантировать, что защита все еще работает.

Благодаря хорошему соотношению цена / качество, MOV являются наиболее распространенным элементом защиты в недорогих основных устройствах защиты переменного тока.

Диод подавления переходных напряжений (TVS)

TVS-диод — это тип стабилитрона, также называемый лавинным диодом или кремниевым лавинным диодом (SAD) , который может ограничивать скачки напряжения. Эти компоненты обеспечивают самое быстрое ограничивающее действие защитных компонентов (теоретически в пикосекундах), но обладают относительно низкой способностью поглощать энергию.Напряжение может быть ограничено до значения, которое меньше чем вдвое превышает нормальное рабочее напряжение. Если текущие импульсы остаются в пределах номинальных значений устройства, ожидаемый срок службы исключительно велик. Если номинальные параметры компонентов превышены, диод может выйти из строя из-за постоянного короткого замыкания; в таких случаях защита может оставаться, но нормальная работа схемы прекращается в случае сигнальных линий малой мощности. Из-за их относительно ограниченной токовой емкости TVS-диоды часто используются только в цепях с меньшими выбросами тока. TVS-диоды также используются там, где всплески возникают значительно чаще, чем один раз в год, поскольку этот компонент не будет ухудшаться при использовании в пределах своих номиналов.Уникальный тип TVS-диодов (торговые марки Transzorb или Transil) содержит обращенные пары лавинных диодов серии для биполярной работы.

Диоды

TVS часто используются в высокоскоростных, но маломощных цепях, например, при передаче данных. Эти устройства могут быть спарены в серии с другим диодом для обеспечения малой емкости ^[28] , необходимой в цепях связи.

Тиристорное устройство защиты от перенапряжения (ТСПД)

Для получения дополнительных сведений по этой теме см. Тиристор.

Trisil — это тип тиристорного устройства защиты от перенапряжения (TSPD) , специализированного твердотельного электронного устройства, используемого в цепях с ломом для защиты от перенапряжения. SIDACtor — еще одно устройство тиристорного типа, используемое для аналогичных защитных целей.

Эти устройства семейства тиристоров можно рассматривать как имеющие характеристики, очень похожие на искровой разрядник или GDT, но они могут работать намного быстрее. Они похожи на TVS-диоды, но могут «переключаться» на низкое напряжение ограничения, аналогичное ионизированному и проводящему искровому разряднику.После срабатывания низкое фиксирующее напряжение позволяет протекать большим скачкам тока, ограничивая рассеивание тепла в устройстве.

Газоразрядная трубка (ГДТ)

Типовая схема маломощной молниезащиты. Обратите внимание на MOV (синие диски) и GDT (маленькие серебряные катушки)

Газоразрядная трубка (GDT) представляет собой герметичное устройство в стеклянном корпусе, содержащее специальную газовую смесь, заключенную между двумя электродами, которая проводит электрический ток после ионизации из-за выброса высокого напряжения. ^[29] GDT могут проводить больше тока для своего размера, чем другие компоненты. Как и MOV, GDT имеют конечный срок службы и могут обрабатывать несколько очень больших переходных процессов или большее количество более мелких переходных процессов. Типичный режим отказа возникает, когда напряжение срабатывания повышается настолько, что устройство становится неэффективным, хотя скачки молнии могут иногда вызывать полное короткое замыкание.

Для срабатывания

GDT требуется относительно много времени, что позволяет пройти через более высокий всплеск напряжения до того, как GDT проведет значительный ток.Нередко GDT пропускают импульсы 500 В и более длительностью 100 нс. В некоторых случаях необходимы дополнительные защитные компоненты, чтобы предотвратить повреждение защищаемой нагрузки, вызванное высокоскоростным пропускным напряжением , которое возникает до начала работы GDT.

GDT создают эффективное короткое замыкание при срабатывании, так что если присутствует какая-либо электрическая энергия (всплеск, сигнал или мощность), GDT закорачивает это. После срабатывания GDT будет продолжать проводить (называемый последующим током ) до тех пор, пока весь электрический ток в достаточной степени не уменьшится и газовый разряд не погаснет.В отличие от других устройств защиты от шунта, однажды сработавший GDT будет продолжать проводить при напряжении на меньше, чем высокое напряжение, которое первоначально ионизировало газ; такое поведение называется отрицательным сопротивлением. Дополнительные вспомогательные схемы могут потребоваться в приложениях постоянного (и некоторых переменного тока) для подавления последующего тока, чтобы предотвратить его разрушение GDT после рассеивания инициирующего выброса. Некоторые GDT предназначены для преднамеренного замыкания на заземленную клемму при перегреве, тем самым срабатывая внешний предохранитель или автоматический выключатель. ^[30]

Многие GDT чувствительны к свету, поскольку воздействие света снижает их напряжение срабатывания. Следовательно, GDT должны быть защищены от воздействия света или должны использоваться непрозрачные версии, нечувствительные к свету.

Ограничители перенапряжения серии CG2 SN, ранее производившиеся компанией C P Clare, рекламируются как нерадиоактивные, и в таблице данных для этой серии указано, что некоторые элементы серии CG / CG2 (75-470 В) являются радиоактивными. ^[31]

Из-за исключительно низкой емкости GDT обычно используются на высокочастотных линиях, например, в телекоммуникационном оборудовании.Из-за их способности выдерживать большие токи, GDT также могут использоваться для защиты линий электропередач, но необходимо контролировать последующую проблему тока.

Селеновый ограничитель напряжения

Объемный полупроводник с ограничением по перенапряжению, похожий на MOV, но не сжимает. Однако обычно он имеет более длительный срок службы, чем MOV. Он используется в основном в цепях постоянного тока с высокой энергией, таких как поле возбудителя генератора переменного тока. Он может непрерывно рассеивать мощность и сохраняет свои характеристики фиксации в течение всего выброса, если его размер соответствует требованиям.

Ограничитель перенапряжения искрового разрядника с угольным блоком

Файл: Demarc2.JPG

Точка подключения к телефонной сети с искровыми разрядниками. Два латунных объекта с шестигранной головкой слева закрывают ограничители, которые действуют для короткого замыкания перенапряжения на наконечниках или кольцевых линиях на землю.

Искровой разрядник — одна из старейших защитных электрических технологий, которые до сих пор используются в телефонных цепях, она была разработана в девятнадцатом веке. Электрод из углеродного стержня удерживается изолятором на определенном расстоянии от второго электрода.Размер зазора определяет напряжение, при котором искра будет прыгать между двумя частями и замыкаться на землю. Типичное расстояние для телефонных устройств в Северной Америке составляет 0,076 мм (0,003 дюйма). ^[32] Углеродные блокирующие устройства похожи на газовые разрядники (GDT), но с двумя электродами, находящимися на воздухе, поэтому на их поведение влияет окружающая атмосфера, особенно влажность.Так как при их работе возникает открытая искра, эти устройства никогда не следует устанавливать там, где может образоваться взрывоопасная атмосфера.

Ограничитель перенапряжения коаксиальный четвертьволновый

Используемая в трактах передачи РЧ-сигналов, эта технология имеет настроенный шлейф короткого замыкания на четверть длины волны, который позволяет ему передавать полосу частот, но обеспечивает короткое замыкание для любых других сигналов, особенно в направлении постоянного тока. Полосы пропускания могут быть узкополосными (от ± 5% до ± 10% ширины полосы) или широкополосными (от ± 25% до ± 50% ширины полосы). Разрядники для четвертьволновых коаксиальных кабелей имеют коаксиальные клеммы, совместимые с обычными разъемами коаксиального кабеля (особенно типов N или 7–16).Они обеспечивают наиболее надежную защиту для радиочастотных сигналов выше 400 МГц; на этих частотах они могут работать намного лучше, чем газоразрядные ячейки, обычно используемые в универсальных / широкополосных коаксиальных разрядниках. Четвертьволновые разрядники полезны для телекоммуникационных приложений, таких как Wi-Fi на частоте 2,4 или 5 ГГц, но менее полезны для частот TV / CATV. Поскольку четвертьволновый разрядник замыкает линию на низких частотах, он несовместим с системами, которые посылают питание постоянного тока для LNB по коаксиальному нисходящему каналу.

Ограничители перенапряжения серии

(SM)

Эти устройства не измеряются в джоулях, потому что они работают иначе, чем предыдущие подавители, и они не зависят от материалов, которые по своей природе изнашиваются во время повторяющихся скачков напряжения. Подавители SM в основном используются для контроля переходных скачков напряжения на подаче электроэнергии на защищаемые устройства. По сути, это сверхмощные фильтры нижних частот, подключенные таким образом, чтобы пропускать линейное напряжение 50/60 Гц к нагрузке, блокируя и отклоняя более высокие частоты.Этот тип подавителя отличается от других тем, что в нем используются батареи катушек индуктивности, конденсаторов и резисторов, которые подавляют скачки напряжения и броски тока на нейтральный провод, в то время как другие конструкции шунтируются на заземляющий провод. ^[33] Скачки не перенаправляются, а фактически подавляются. Индукторы замедляют энергию. Поскольку катушка индуктивности, включенная последовательно с цепью, замедляет всплеск тока, пиковая энергия всплеска распространяется во временной области, безвредно поглощается и медленно высвобождается из батареи конденсаторов. ^[34]

Экспериментальные результаты показывают, что большая часть энергии всплеска происходит при энергии ниже 100 Дж, поэтому превышение проектных параметров SM маловероятно. Подавители SM не представляют опасности возгорания, если поглощенная энергия превышает проектные пределы диэлектрического материала компонентов, потому что энергия скачков напряжения также ограничивается дуговым замыканием на землю во время ударов молнии, оставляя остаточные выбросы, которые часто не превышают теоретические максимум (например, 6000 В при 3000 А с смоделированной формой волны 8 x 20 микросекунд, указанной в IEEE / ANSI C62.41). Поскольку SM работают как при повышении тока, так и при повышении напряжения, они могут безопасно работать в самых тяжелых условиях перенапряжения.

Подавление SM фокусирует свою философию защиты на входе источника питания , но не предлагает ничего для защиты от скачков напряжения, возникающих между входом устройства SM и линиями передачи данных , такими как антенны, телефонные соединения или подключения к локальной сети, или несколько таких устройств, подключенных каскадом и связаны с основными устройствами. Это потому, что они не отводят импульсную энергию на линию заземления.Передача данных требует линии заземления должна быть чистая порядок, в который будет использоваться в качестве опорной точки. Согласно этой философии проектирования, такие события уже защищены устройством SM до подачи питания. NIST сообщает, что «отправка их [скачков] в сток заземляющего проводника заставляет их снова появиться в течение микросекунды примерно в 200 метрах от другого проводника». ^[35] Таким образом, защита линии передачи данных требуется только в том случае, если перенапряжения перенаправляются на линию заземления.

По сравнению с устройствами, основанными на компонентах за 10 центов, которые работают лишь кратковременно (например, MOV или GDT), устройства SM имеют тенденцию быть более громоздкими и тяжелыми, чем эти более простые компоненты для шунтирования шипов. Начальные затраты на фильтры SM выше, обычно от 130 долларов США, но при правильном использовании можно ожидать длительного срока службы. Затраты на установку в полевых условиях могут быть выше, поскольку устройства SM устанавливаются в серии с подачей питания, что требует отключения подачи и повторного подключения.

См. Также

Список литературы

1. ↑ Energy Safe Victoria. «Выключатели безопасности, устройства защиты от перенапряжения и автоматические выключатели». Газовая и электробезопасность в доме . Энергетический сейф Виктория. Проверено 4 мая 2016.
2. ↑ NIST. «Согласование каскадных устройств защиты от перенапряжения». Защита от перенапряжения в цепях питания переменного тока низкого напряжения: Антология из 8 частей .NIST. Проверено 8 ноября 2013.
3. ↑ Комитет по устройствам защиты от перенапряжения IEEE Power & Energy Society. «Словарь терминов: напряжение зажима».
4. ↑ ^{4,0 4,1 4,2 4,3} Рош, Винн (май 2008 г.). «UL® 1449 3-е издание» (PDF). Корпорация Eaton . Eaton Corporation. Проверено 12 марта 2016 г.
5. ↑ О UL
6. ↑ «Третье издание UL 1449: изменения SPD / TVSS, вступающие в силу 29 сентября 2009 г.» (PDF).
7. ↑ Нет джоулей для скачков: актуальная и реалистичная оценка угроз скачков напряжения
8. ↑ Littelfuse, Inc. «EC638 — Примеры конструкции варистора Littelfuse» (PDF). Littelfuse, Inc. Проверено 29 марта 2011 г. См. стр. 7-8,« Параллельная работа варисторов »
9. ↑ Walaszczyk, et al. 2001 «Действительно ли размер имеет значение? Исследование … параллельных множественных движений с более низкой энергией».
10. ↑ Комитет по устройствам защиты от перенапряжения IEEE Power & Energy Society. «Словарь терминов: время отклика».
11. ↑ ^{11,0 11,1} Littelfuse, Inc. «EC640 — Объединение GDT и MOV для защиты от перенапряжения в линиях переменного тока» (PDF). Littelfuse, Inc. Проверено 29 марта 2011 г.
12. ↑ Eaton Corporation. «TD01005005E — UL 1449 3-е издание — Основные изменения» (PDF). Eaton Corporation. Проверено 29 марта 2011.
13. ↑ Siemens AG. «Защита от перенапряжения нового поколения: третье издание UL 1449» (PDF). Siemens AG. Проверено 29 марта 2011.
14. ↑ «Стандарт 1449 — Стандарт на устройства защиты от перенапряжения». ООО «УЛ». Проверено 18 февраля 2016 г.
15. ↑ «UL публикует новую редакцию UL 1449». Журнал соответствия . Проверено 18 февраля 2016 г.
16. ↑ Littelfuse, Inc. «AN9769 — Обзор переходных процессов напряжения, индуцированных электромагнитным полем и молнией» (PDF).Littelfuse, Inc. Проверено 29 марта 2011 г.
17. ↑ Littelfuse, Inc. «AN9768 — Устройства и принципы подавления переходных процессов» (PDF). Littelfuse, Inc. Проверено 29 марта 2011 г.
18. ↑ Circuit Components Inc. «Основы фильтрации и подавления скачков напряжения» (PDF). Circuit Components Inc. Дата обращения 29 марта 2011. Включает подробное сравнение конструктивных компромиссов между различными технологиями подавления скачков напряжения.
19. ↑ Underwriters Laboratories. «Руководство по применению». UL 6500 — второе издание . Проверено 29 марта 2011. Соединение MOV и GDT в серии
20. ↑ Littelfuse, Inc. >tion_Notes / Littelfuse_app-note_an9767.pdf «AN9767 — Варисторы Литтельфузе: основные свойства, терминология и теория» (PDF). Littelfuse, Inc. Проверено 29 марта 2011 г.
21. ↑ Браун, Кеннет (март 2004 г.). «Деградация металлооксидного варистора». Журнал IAEI . Проверено 30 марта 2011.
22. ↑ Walaszczyk, et al. 2001 «Действительно ли размер имеет значение? Исследование… Распараллеливание нескольких движений с более низкой энергией «. Кривые срока службы импульсов см. На рисунках 4 и 5.
23. ↑ Приложение 9311 «Азбука движений». См. «В. Как происходит сбой MOV?» на стр. 10-48.
24. ↑ http://www.nfpa.org/categoryList.asp?categoryID=143&URL=About%20NFPA
25. ↑ http://downloads.eatoncanada.ca/downloads/Transient%20Voltage%20Surge%20Supp/Tech%20Data/TVSS%20UL%20spec%201449.pdf
26. ↑ http://www.esdjournal.com/techpapr/Pharr/INVESTIGATING%20SURGE%20SUPPRESSOR%20FIRES.doc
27. ↑ Примечания по применению 9773 «Испытания варистора», январь 1998 г. См. «Испытания для обеспечения номинальных характеристик варистора» на стр. 10-145 для определения термина «окончание срока службы».
28. ↑ SemTech «Примечание по применению диодов TVS» Ред. 9/2000. См. Диаграмму «Емкость TVS в зависимости от скорости передачи».
29. ↑ Citel Inc. «Обзор газоразрядных трубок». Архивировано 5 марта 2012 года. Дата обращения 30 мая 2013.
30. ↑ Санкоша.«Отказоустойчивое устройство». Проверено 28 марта 2011.
31. ↑ «Таблица данных C P Clare».
32. ↑ Защита цепей твердотельных абонентских шлейфов от перенапряжения
33. ↑ Определение компьютера подавления перенапряжения
34. ↑ Brickwall — Как работают наши сетевые фильтры
35. ↑ Отвод волн на землю: ожидания против реальности

Внешние ссылки

.ИБП

и ограничитель перенапряжения

Клиенты часто просят нас объяснить разницу между сетевым фильтром и системой бесперебойного питания (ИБП), а также какое устройство лучше подходит для их среды.

Дело в том, что ни ИБП, ни устройства защиты от перенапряжения (SPD) сами по себе не обеспечат полной защиты коммерческих систем. Наиболее эффективная установка обеспечивается за счет использования комбинации обеих форм регулирования мощности.

Устройства защиты от перенапряжения (или ограничители) обеспечивают именно это: линию защиты от скачков напряжения, которые представляют собой кратковременные высокие напряжения, превышающие 110 процентов от номинального значения. Они часто связаны с ударами молнии и переключением сети, но на самом деле 80% скачков напряжения происходят внутри объекта. Это происходит из-за электрического переключения или других помех, создаваемых различными устройствами в здании. Независимо от источника повышенное напряжение в результате скачков напряжения может повредить компоненты электрических систем, такие как компьютеры, сети и оборудование для управления технологическими процессами.

Даже если сразу ничего не разрушить, со временем повышенная нагрузка может вызвать преждевременный выход из строя дорогостоящих компонентов. Важно отметить, что защита от перенапряжения не сохранит ваше оборудование в рабочем состоянии во время отключения электроэнергии, но повреждающие скачки напряжения происходят гораздо чаще, чем отключения электроэнергии. Правильно спроектированная система резервного питания всегда должна включать каскадный подход к применению защиты от перенапряжения (то есть двухуровневый подход), работающий вместе с ИБП. Первый блок импульсного перенапряжения (расположенный выше SPD) снижает нагрузку на энергию перенапряжения, в то время как второй блок (ИБП) снижает оставшуюся энергию перенапряжения до несущественного уровня.

ИБП обеспечивает защиту второго уровня от скачков напряжения; его никогда не следует рассматривать как первичное устройство защиты от перенапряжения. Он также постоянно регулирует входящее напряжение и имеет внутреннюю батарею, которая позволяет подключенному оборудованию продолжать работать даже при отключении питания. Чтобы ваши электронные устройства продолжали работать даже при отключении питания, вам понадобится ИБП, а часто и резервный генератор.

Так как же последовательно применять эти устройства? Защита от перенапряжения должна быть установлена ​​на стороне электросети вашего ИБП, в идеале — на байпасной линии.Это обеспечивает следующие режимы защиты:

а. Значительно продлевает срок службы компонентов защиты от перенапряжения в ИБП
b. Обеспечивает защиту от перенапряжения для вашей нагрузки, когда ИБП отключен для обслуживания

Защита от перенапряжения, установленная на ИБП со стороны электросети, также помогает защитить ИБП. Значительный скачок напряжения, такой как удар молнии, может быть связан с более чем 20 кВ и 5 кА. Типичное пропускное напряжение устройства защиты от перенапряжения (включая ИБП) при воздействии этого уровня перенапряжения составляет примерно 2000 В, что все еще достаточно, чтобы вызвать повреждение оборудования.Чтобы устранить это, мы устанавливаем блок перед входом и позволяем ИБП смягчать эффекты оставшейся энергии скачков, то есть снижать конечное пропускное напряжение до примерно 200 В, что значительно ниже точки, которая может вызвать повреждение.

Кроме того, может оказаться целесообразным установить SPD между выходом ИБП и системой распределения нагрузки. Это особенно актуально, если панель нагрузки расположена на большом расстоянии от ИБП. Чем больше расстояние, тем выше вероятность того, что внутренний всплеск может повлиять на нагрузку.

Итак, какая форма защиты электропитания лучше всего подходит для вашей среды? Ответ — оба. Критически важные серверы, рабочие станции, ПК, POS- и VoIP-оборудование, а также другие ключевые бизнес-устройства защищены путем подключения ИБП, гарантирующего, что они могут работать в случае отключения электроэнергии и, при необходимости, корректно отключиться, если питание остается на длительный период времени. Устройства защиты от перенапряжения также необходимы для защиты как критически важного оборудования, так и самого ИБП.

Для получения дополнительных разъяснений по часто задаваемым вопросам, связанным с питанием, обратитесь к Руководству по основам управления ИБП и питанием.

.