Ограничитель перенапряжения что это такое


Что такое ограничитель перенапряжения?

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: устройство, виды, технические характеристики

Одним из наиболее опасных аварийных режимов в электрических сетях является импульсный скачек 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

Конструктивно ограничитель перенапряжения включает в себя полупроводниковый элемент с нелинейной величиной сопротивления. Как правило, 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 ниже:

Рисунок 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). Это означает, что 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

Как видите из рисунка 2, при работе ограничителя перенапряжения до 600В, протекающий через него ток будет равен нулю. Как только это значение пересечет отметку в 600В, сопротивление резко уменьшиться и протекающий ток увеличиться до сотен и тысяч ампер.

Здесь 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

В связи с большим спектром решаемых задач ограничители перенапряжения подразделяются на несколько видов, которые отличаются по таким параметрам:

  • 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.

В зависимости от причин возникновения перенапряжения в сети устройство защиты должно выстраиваться в соответствии с требованиями стандартов:

  • ГОСТ Р 50571.18-2000 – от возможных перенапряжений в низковольтных сетях при замыканиях по высокой стороне.
  • ГОСТ Р 50571.19-2000 – от скачков, образованных воздействием молнии и возникающих в результате переключения электроустановок.
  • ГОСТ Р 50571.20-2000 – от перенапряжений генерируемых электромагнитными воздействиями.

Комбинация нескольких видов позволяет выстраивать многофункциональные или ступенчатые ограничители.

Фарфоровые

Рис. 4: фарфоровые ОПН

Достаточно распространенным вариантом являются ограничители коммутационных перенапряжений с фарфоровым корпусом. 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

С развитием химической отрасли и распространением полимеров в качестве диэлектриков они значительно вытеснили фарфоровые ограничители. 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. В зависимости от количества и типа осаживающейся на поверхности пыли и засорителей, одноколонковые ОПН  подразделяются по классам от II до IV согласно градуировке ГОСТ 9920.

Многоколонковые

В отличии от предыдущих устройств борьбы с коммутационными перенапряжениями, эти средства защиты высоковольтного оборудования имеют несколько колонок, модулей или блоков, объединяемых в одну систему. Данный вид ОПН характеризуется большей надежностью по отношению к защищаемым объектам, так как способен реагировать и на одиночные, и на дифференциальные перенапряжения.

Технические характеристики

При выборе конкретной модели ограничителя перенапряжения обязательно учитываются такие  параметры устройства:

  • 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 ограничители перенапряжения не являются одноразовым элементом. Поэтому могут многократно производить операции перевода импульсного разряда на заземляющую шину автоматически. Из-за особенностей протекания и величины перенапряжения ОПН может утрачивать заводские параметры, снижать эффективность работы до полного выхода со строя. Для предотвращения подобных ситуаций они подвергаются периодической проверке в процессе эксплуатации, которая регламентируется п.2.8.7 ПТЭЭП.  При этом проверяется:

  • Сопротивление – не менее раза в 6 лет, измеряется при помощи мегаомметра.
  • Ток проводимости – проверяется только при условии снижения предыдущего параметра.
  • Пробивное напряжение и герметичность проверяются только после заводского ремонта или при приемке в эксплуатацию на заводе. Самостоятельно электроснабжающими и эксплуатирующими организациями такие меры диагностики для ограничителей не производятся.
  • Тепловизионные измерения должны выполняться в соответствии с регламентом изготовителя или местными планово-предупредительными ремонтами.

Также в процессе эксплуатации может выполняться внешний осмотр устройства на наличие подгаров, сколов, загрязнения или других дефектов в изоляции.

Видео по теме статьи

www.asutpp.ru

Ограничитель перенапряжения (ОПН): применение в сетях, основные типы и советы по монтажу. Обзор самых эффективных методов защиты!

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.

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

Как работает ограничитель перенапряжения: механизм действия

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

Ограничитель перенапряжения: все про защиту от скачков напряжения

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

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

Служебные обязанности старых и новых разрядников

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Работа и сигнализация о повреждении

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

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

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

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

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

Классификация ограничителей и правила монтажа

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

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

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

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

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

Ориентиры подбора ограничителей

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

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

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

Резюмируем полученную информацию

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

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

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

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

Ограничители перенапряжения

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

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

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

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

Пример расшифровки условного обозначения ограничителя:

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

Существующие виды ОП:

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

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

Ограничитель напряжения – что это такое?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Технические параметры устройств защиты от перенапряжений

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

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

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

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

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

Параметр/импульс 1 2 3
imax, кА 100 100 5
W/R (удельная энергия), Дж/Ом 2,5 * 106 5 * 105 0,4 * 103
Qmax, Кл 50 10 0,1
Форма импульса, мкс 10/350 8/80 8/20

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

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

Ограничители перенапряжения (ОПН)

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

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

Ограничители перенапряжения SP

​Обеспечивают защиту систем низкого напряжения от перенапряжения.

Для чего нужны ограничители перенапряжения

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

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

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

Каждая электроустановка должна иметь защиту от перенапряжений.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Защита средств защиты от перенапряжения.

  1. Защита разрядников тока молнии – T1 и разрядников перенапряжения – Т2 выполняется при помощи предохранителей.
  2. Защита разрядников перенапряжения – T3 выполняется при помощи автоматических выключателей или предохранителей.
  • Выбор количества степеней и типов защиты.
  • Выбор защиты от перенапряжения.

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

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

Опасность для объекта:

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

Чувствительность приборов к перенапряжению:

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

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

Разряднику перенапряжения T3 обязательно должен предшествовать разрядник перенапряжения T2.

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

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

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

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

Ограничители перенапряжения производства компании EATON.

Оборудование производства компании EATON позволяют организовать трехступенчатую защиту от перенапряжений.

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

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

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

Главный распределительный щит класс 1 (класс B)
TN-C сеть (4 провода) TN-S сеть (5 проводов)
3 x SPI-35/440 4 x SPI-35/440
Распределительный щит класс 2 (класс С)
TN-C сеть (4 провода) TN-S сеть (5 проводов)
SPC-S-20/280/3 SPC-S-20/280/4
Главный распределительный щит класс 1+2 (класс B+C)
TN-C сеть (4 провода) TN-S сеть (5 проводов)
SPBT12-280/3  SP-B+C/3 SPBT12-280/4  SP-B+C/3+1
SPI
     Ограничители тока молнии класс 1.      Благодаря электронному пуску при использовании SPI со следующим за ним ограничителем класса 2 с максимальным рабочим напряжением 460 В АС нет необходимости в использовании ни отделяющего отрезка проводки, ни отделяющей индуктивности.
SPC-S
     Модульные ограничители перенапряжения класс 2 (2-х, 3-х, 4-х полюсные) с соединительными шинами и заменяемыми модулями в комплекте.      Позволяет подключить блок вспомогательных контактов SPC –S-HK для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.
SP-B+C/3 и SP-B+C/3+1
     Комплект ограничителя тока молнии класса 1 и ограничителя перенапряжения класса 2 с соединительными шинами предназначен для защиты объектов в сетях TN-C и TN-S/TT.      Рекомендуется для объектов с установленной внешней защитой от удара молнии (громоотводом) и объектов, которые питаются воздушной линией.      Позволяет экономить пространство в распределительном щите — не нужно использовать отделяющую индуктивность.      В состав комплекта для сетей TN-S/TT (3+1) входят суммирующий разрядник SPI-100/NPE и соединительный модуль SPB-D-125.
SPB-D-125
       Соединительный модуль служит для упрощения соединения ограничителей тока молнии класс 1. Ширина — 1 полюс. Номинальный ток (In) 125 A.
Z-D63
       Соединительный модуль служит для упрощения соединения ограничителей перенапряжения класс 2. Ширина — 1 полюс. Номинальный ток (In) 63 A.
SPC-S-HK
       Блок вспомогательных контактов (1 переключающийся) для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя SPC-S, SPD-S.
SPBT12-280
     Комбинированный ограничитель перенапряжения класса 1+2.      Исключают необходимость использовать отделяющую индуктивность, что позволяет экономить пространство в распределительном щите (две ступени ограничителей встроены в один модуль) и значительно увеличивают передаваемую мощность распределительной сети (In распределительной сети уже не зависит от In oтделяющей индуктивности).      Рекомендуется для объектов, питаемых подземным кабелем

     Позволяет подключить блок вспомогательных контактов ASAUXSC-SPM для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.

SPCT2
     Модульные ограничители перенапряжения класс 2 (2-х, 3-х, 4-х полюсные) с соединительными шинами и заменяемыми модулями в комплекте.      Позволяет подключить блок вспомогательных контактов ASAUXSC-SPM для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.
ASLTT-63
     Соединительный модуль служит для упрощения соединения ограничителей перенапряжения класс 2. Ширина — 1 полюс. Номинальный ток (In) 63 A.
ASAUXSC-SPM
     Блок вспомогательных контактов (1 NO + 1 NC) для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя перенапряжения SPCT2.
SPPT2PA
       Ограничители перенапряжения класс 2 со заменяемыми модулями для фотогальванических панелей.

     Защита от перенапряжения класс 3 (класс D).

SPD-S
     Модульные ограничители перенапряжения класс 3 с соединительными шинами и заменяемыми модулями в комплекте предназначен для монтажа на DIN-рейку.      Нет необходимости в использовании отделяющей индуктивности при несоблюдении рекомендуемого расстояния от ограничителя перенапряжения класса 2.      Позволяет подключить блок вспомогательных контактов SPC –S-HK для дистанционной сигнализации неисправности ограничителя.

     Максимальный добавочный предохранитель 63 A gL/автоматический выключатель C 63А.

Eaton Protection Box
        — Розеточные модули с ограничителем перенапряжения.       — Панель питания с ограничителем перенапряжения.
Eaton Protection Strip
     Панель питания с ограничителем перенапряжения.

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

Защита от импульсных перенапряжений

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

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

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

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

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

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

Ограничители перенапряжения ОПН-10 У1

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

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

Цена указана с учетом НДС:

ожение ОПН — вертикальное. Допускае

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

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

Назначение ограничителя перенапряжений ОПН-10

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

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

Ограничители перенапряжений ОПН применяются для защиты:

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

Ограничители перенапряжений ОПН предназначены для работы в сетях:

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

Условное обозначение ОПН-10

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

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

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

Также при выборе ОПН немаловажными характеристиками являются:

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

Устройство и принцип действия ОПН-10

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

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

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

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

Условия эксплуатации ограничителей перенапряжений ОПН-10

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

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

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

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

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

Ограничитель перенапряжения — технические характеристики

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

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

Основные типы/классы  УЗИП

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

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

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

Основные типы/классы  УЗИП

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

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

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

Ограничитель перенапряжения — эффективная защита от молнии!

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

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

Назначение ограничителей перенапряжения

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

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

Сфера применения ограничителей перенапряжения

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

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

Классификация ограничителей перенапряжения

ОПН класса В:

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

ОПН класса С:

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

ОПН класса D:

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

Какие ограничители перенапряжения нужно устанавливать?

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

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

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

Ограничитель перенапряжений нелинейный

Эксплуатационные вопросы ограничителей перенапряжений.

Характеристика аппаратов 0,4 – 27,5 кВ 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

     Таблица 3.3.

Результаты расчета характеристик плавких вставок 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

  • при выходе из строя разрядников не находятся резервные и приходится их заменить ограничителями перенапряжений
  • по плану модернизации необходимо все вентильные разрядники заменить на ограничители перенапряжений, но по причине нехватки финансовых ресурсов на распред. устройстве проводят замену части разрядников на ОПН;
  • по причине нехватки финансовых возможностей, даже на разных фазах комплекта защитных аппаратов стоят ОПН и вентильные разрядники.

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

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

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

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

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

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

prorabkin.com

Ограничитель импульсных перенапряжений и схема установки разрядника

Ограничитель перенапряжений это часто недооцениваемый, но очень важный элемент домашнего электрощитка. Этот элемент рекомендован к установке производителями электрооборудования, в то время как среди самих электриков мнения разделены. Давайте разберёмся с этим делом. Наиболее частые вопросы про ограничитель выглядит следующим образом: Каковы классы разрядников? Из чего он состоит и как работает? Как подключить ограничитель перенапряжений? Действительно ли он защищает электрические устройства?

Классы защиты ограничителей

В области напряжения ниже 1000 В ограничители делятся на 4 класса, обозначенные буквами алфавита: A, B, C и D.

  1. Ограничитель класса А не используется в бытовых установках, а применяется для защиты линий электропередач.
  2. Протектор класса B используется для защиты от высоковольтовых скачков напряжения, например, вызванных ударом молнии к линии электропередач.
  3. Ограничитель класса C предназначен для защиты от перенапряжений со слегка более низкими значениями напряжения в сети. Защитные устройства класса B и C обычно устанавливаются в бытовых распределительных устройствах.
  4. Протектор класса D используется для прямой защиты выбранных электроустройств, чувствительных к импульсным помехам и всплескам в 220 В сети. Он монтируется в распределительном щите, за розеткой в электрической коробке или непосредственно в защищаемом устройстве.

Каждое устройство защиты ограничивает электрический потенциал только определенным уровнем. Чем ближе оборудование к А классу — тем более высокая мощность. Например:

  • Класс A уменьшит уровень напряжения до 6 кВ,
  • Класс B уменьшит уровень напряжения до 2,5 кВ,
  • Класс C уменьшит уровень напряжения до 1,5 кВ,
  • Класс D уменьшит уровень напряжения до 0,8 кВ.

Поэтому ограничители отдельных классов следует применять каскадно, постепенно снижая уровень предельного напряжения. То есть если одно распределительное устройство в доме — используем защитные устройства класса как B, так и C (есть сразу 2 в 1 защитные устройства B + C).

Если здание многоэтажное, в главном распределительном щитке должны использоваться защитные устройства класса B, а ограничители класса C следует использовать в распределительных щитках в отдельных квартирах.

Если подключенное к розетке устройство чувствительно к скачкам напряжения, можем также использовать ограничители класса D. К ограничителям класса А у нас нет доступа, это забота энергетической компании.

Поскольку рассматривать будем домашнюю проводку, статья будет посвящена защитным устройствам класса B и класса C (типа I и II).

Обозначение на принципиальных схемах

Основные символы, используемые при обозначении разрядников перенапряжения, следующие:

  1. Общее обозначение разрядника
  2. Разрядник трубчатый
  3. Разрядник вентильный и магнитовентильный
  4. ОПН

Установка ограничителя перенапряжений

Стандартный разрядник B или C (возможно, B + C) состоит из двух компонентов:

  1. Основа ограничителя
  2. Сменная вставка с защитным элементом

Основа

Основание защитного устройства установлено на DIN-рейке TS35. Оно имеет два хомута. Подключите провод фазы ( L ) или нейтральный ( N ) на котором может появиться слишком большой электрический потенциал. С другой стороны подсоедините защитный провод PE, который подключен к защитной линии распределительного устройства.

Защитный проводник должен иметь минимальное поперечное сечение 4 мм2, но не повредит взять ещё больше. В конце концов есть вероятность, что будет течь очень высокий ток.

Есть 3 контакта под терминалом PE. По стандарту в комплект входит вилка, которая вставлена в нужное место и позволяет соединять провода. Благодаря этим зажимам есть возможность удаленного уведомления в случае повреждения вставки или ее перегорания. Этот сигнал может быть подключен, например, к входу блока управления сигнализацией (смотрите схему). В этом случае панель управления будет проинформирована о повреждении вставки размыканием электрической цепи между красным и зеленым проводами.

Вставка

Вставка содержит все наиболее важные элементы, благодаря которым защитник правильно функционирует:

  • Класс B (тип I) — основным элементом является просто искровой промежуток.
  • Класс C (тип II) — здесь деталь варистор является основным элементом.

Как работает защитник от перенапряжений

Защитой обеспечиваются устройства, питаемые от шнуров сети 220V, подключенных к разряднику в распределительной коробке. Это касается как фазных, так и нейтральных проводников (в зависимости от выбранного типа защиты).

Общее правило заключается в том, что на одной стороне защитного устройства соединяем фазные проводники и, возможно, нейтральный проводник, а с другой стороны — защитный провод.

Когда напряжение в системе в норме, сопротивление между проводами очень велико, порядка нескольких ГигаОм. Благодаря этому ток не течет через разрядник.

Когда происходит скачок напряжения в сети, ток начинает протекать через ограничитель на землю.

В защитных устройствах класса B основным элементом является искровой промежуток. При нормальной работе сопротивление его очень велико. В случае искрового промежутка это сопротивление является гигантским, поскольку искровой промежуток это фактически разрыв цепи. Когда молния ударяет в элемент электрической установки напрямую, сопротивление искрового промежутка падает почти до нуля благодаря электрической дуге. Из-за появления очень большого электрического потенциала в искровом промежутке между ранее разделенными элементами создается электрическая дуга.

Благодаря этому, например, фазовый провод, в котором имеется большой всплеск напряжения и защитный провод, создают короткое замыкание и большой ток протекает прямо на землю, минуя внутреннюю электрическую установку. После разряда искровой промежуток возвращается в нормальное состояние — то есть разрывает цепь.

Ограничитель класса C имеет внутри варистор. Варистор представляет собой специфический резистор, который обладает очень высоким сопротивлением при низком электрическом потенциале. Если в системе происходит скачок напряжения из-за разряда, его сопротивление быстро уменьшается вызывая протекание тока на землю и аналогичную ситуацию, как в случае искрового промежутка.

Разница между классом B и классом C заключается в том, что последний способен ограничивать всплески напряжения с меньшим потенциалом, чем прямой удар молнии. Недостатком этого решения является довольно быстрый износ варисторов.

Главным в ограничителях перенапряжений, независимо от используемого класса, является установка заземления с очень хорошими параметрами, то есть с очень низким электрическим сопротивлением. Если это сопротивление слишком велико — ток перенапряжения (вызванный ударом молнии) вместо протектора может протекать через электрическую систему и оставить на пути сгоревшее оборудование, включенное в данный момент к розеткам 220 вольт.

Схема подключения ограничителя к сети

Как подключить ограничитель к домашнему щитку? Начнем с основ. У нас есть однофазная сеть и одномодульный разрядник. Мы хотим защитить им фазовый провод. Тип сети — TN-S.

Подключаем фазный проводник питания непосредственно к разряднику и подключаем разрядник с другой стороны к клеммной колодке PE.

Но в этом домашнем коммутаторе больше ничего, кроме импульсного ограничителя. Добавим недостающие элементы.

Как видите, установка ограничителя перенапряжений не влияет на дальнейшую организацию компонентов в домашнем коммутационном щитке. Соединение устройства остаточного тока и автоматических выключателей осуществляется так же.

Вообще в распределительных устройствах разрядники перенапряжения класса B, C или B + C устанавливаются перед автоматическим выключателем (или автоматическими выключателями) и предохранителями токовой защиты. Но ограничитель является первым элементом, лежащим в основе защиты дома или квартиры.

Трехфазная установка

В трехфазной схеме увеличивается ширина ограничителя и количество защищаемых соединений. Однако принцип функционирования ограничителя остается неизменным. Наиболее часто используемые трехслойные системные защитные устройства, работающие в системе 4 + 0, что означает присоединение к разряднику следующих линий:

  • 3-фазные провода
  • 1 нейтральный провод

Каждый из проводов подлежащих защите имеет равные права, то есть возможные перенапряжения устраняются путем подачи тока на защитную установку и, как результат, на землю.

Конечно для установок TN-C (установка без отдельного защитного провода) можно приобрести защитные устройства только с 3 защищаемыми разъемами. Затем с нижней стороны подключите ограничитель к полосе PEN (нейтральная защита).

Безопасность и эффективность ограничителя

Каждый производитель рекомендует использовать дополнительный предохранитель защищающий сеть, в случае повреждения разрядника и короткого замыкания в фазовом проводе с защитным проводником.

В бытовых установках это не часто практикуется, потому что защита от короткого замыкания существует в виде прерывателя или предохранителя, а его малый номинальный ток безопасно защищает сеть от сбоев.

Параметры ограничителя перенапряжений

Перед тем как пойти в магазин и купить это устройство, нужно знать следующее:

  1. Количество модулей (терминалов) — зависит от типа вашей сети. 1 модуль можно купить когда есть однофазная система TN-C. 3 модуля, когда установка находится в сети TN-C трехфазной и 4 модуля когда сеть является трехфазной в TN-S или TT.
  2. Класс (тип) — можно выбирать между классами B, C или B + C. Если не уверены что перед вашей квартирой используется ограничитель типа B, стоит выбрать решение B + C. В противном случае ограничителя типа C будет достаточно.
  3. Номинальное напряжение, в котором работает ограничитель.
  4. Uc — рабочее напряжение протектора, то есть максимальный уровень напряжения который приведет к срабатыванию.
  5. In — номинальный ток ограничителя, то есть какой ток в случае короткого замыкания может протекать через разрядник.
  6. Imax — ток, который разрядник способен принимать во время атмосферного разряда. Обратите внимание, что оба значения (In = 30 000A и Imax = 60 000A) будут относительно большими по отношению к току при нормальной работе приборов в доме.
  7. Up — напряжение до которого уменьшается в случае разрыва. Например если потенциал достигает напряжения 10 000 В в случае всплеска — итоговое значение снижается до 150.

Стоит ли применять ограничитель в сети

Каждый электрик размышляет стоит ли вообще покупать разрядник. Ведь это не самый дешевый элемент электромонтажа. Теоретически, во время ремонта или строительства проводки с нуля в квартире или доме расходы 3000 рублей (в случае 4-модульного протектора) — капля в океане расходов. На практике у защитного блока не всегда будет возможность доказать, что он нужен. Даже если он сработает, снижение напряжения может не всегда защитить чувствительные электронные устройства (лучше обстоит дело с защитой класса D).

Тем не менее редакция 2Схемы.ру настоятельно рекомендует оснастить сеть этим оборудованием. Если он защитит даже одно ценное устройство, расходы сразу окупятся и даже с избытком!

2shemi.ru

Ограничитель перенапряжений: типы, характеристики, назначение :

В наше время практически в каждом доме имеется та или иная техника, причем не в единичном экземпляре. В особенности ее много в большинстве административных зданий, торговых центров и прочих заведений. Как всем известно, любое отклонение рабочего напряжения от нормы не идет на пользу электрооборудованию. В лучшем случае это приведет к ремонту, а в худшем - к полному выходу из строя. Поэтому с целью обеспечения защиты электрических приборов целесообразно использовать ограничитель перенапряжений (ОПН).

Жилые дома и административные здания в этом плане защищены при поддержке обслуживающих организаций. Владельцам же частной собственности приходится самостоятельно справляться с этой распространенной проблемой. Но что такое ОПН, не каждый себе представляет, хотя, скорее всего, слышали все о нем нередко.

Что это такое?

ОПН, как можно понять из названия, являются высоковольтной аппаратурой, которая предназначена для защиты электрических приборов от отклонений напряжения в сторону значительно превышающей номинальные показатели. Как правило, эти сильные отклонения носят импульсный характер, поэтому такие устройства называются ограничителями импульсных напряжений (ОИН).

Ранее для этой цели использовали вентильные разрядники – устройства, которые были основаны на технологии искрового промежутка. В настоящее время технологии значительно улучшились, и теперь успешно применяется ограничитель перенапряжений, который тоже можно назвать разрядником. Только в нем уже отсутствует искровой промежуток.

Чтобы более точно представить всю картину, рассмотрим, какие могут быть причины таких перепадов напряжения.

Причины перенапряжения

Причин, по которым происходит перенапряжение, может быть несколько. Прежде всего стоит отметить, что к электросети подключено немалое количество потребителей, включая объекты промышленного и строительного назначения. Казалось бы, какое это имеет значение? Но дело в том, что если, к примеру, тысяча человек одновременно включит приборы высокой мощности, к которым относятся чайники, СВЧ-печи, кондиционеры, стиральные машины и ряд некоторой техники, то случится скачок напряжения.

Иногда по вечерам можно наблюдать такое явление, о чем сигнализируют лампочки. Однако при этом серьезной опасности для техники не существует. Совсем иначе обстоит дело, если на всем заводе или крупном строительном объекте сразу будут включены или отключены все приборы.

В этом случае только ограничитель перенапряжений и спасает ситуацию. Такое может произойти, если электросеть сообщается с каким-нибудь крупным предприятием или строительством.

Среди прочих причин можно выделить:

  • резкое изменение нагрузки распределительной системы;
  • повреждения энергоустановок, вызывавших короткое замыкание;
  • человеческий фактор;
  • прохождение грозового разряда вблизи линии электропередачи (ЛЭП);
  • удар молнии непосредственно в ЛЭП.

При этом импульсы могут достигать значения около 10 кВ по воздушным линиям. Во внутренней проводке домов оно равняется обычно примерно 6 кВ. А так как большинство электроприборов устойчиво к значению не более 1,5 кВ, поэтому установка таких защитных устройств просто необходима.

Классификация ОПН

Существуют следующие типы ограничителей перенапряжения:

  • класс A;
  • класс B;
  • класс C;
  • класс D.

К классу A относятся устройства, которые обеспечивают защиту от перенапряжения, вызванного ударом молнии в ЛЭП либо в объект, стоящий недалеко от нее. Способны выдержать импульс напряжением до 6 кВ, а рабочее сопротивление не более 10 Ом. В большинстве случаев монтаж ограничителей производится снаружи в месте соединения ЛЭП с кабелем.

Ограничители класса B устанавливаются на участке ввода кабеля непосредственно в дом. Они служат защитой от импульсов номиналом 4 кВ. Также они являются своего рода 1 ступенью защиты объекта, поскольку предполагается, что ограничитель перенапряжения ОПН предыдущей категории уже установлен, что является прерогативой компании, которая обслуживает ЛЭП.

Все, что пропустила предыдущая защита, должны сбросить в заземление ограничители класса C. Только они могут выдерживать меньшее значение – лишь до 2,5 кВ. Устанавливаются уже внутри дома в электрощитах и, как правило, работают в паре.

Устройства, относящиеся к классу C, защищают от скачков напряжения не более 1,5 кВ. Они особенно актуальны для чувствительных электрических приборов. Однако если техника без электронной начинки, то можно обойтись без этих устройств. Местом их установки является монтажная коробка в квартирах. Несмотря на то что монтаж таких устройств кажется легким, лучше чтобы этим занимались квалифицированные специалисты.

Нелинейные ограничители

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. То есть, 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, которое затрачивается 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.

Характеристика ОПН

Определяющей характеристикой ограничителя является максимальное значение действия рабочего напряжения переменного тока, который подводится к выводам устройства неограниченного временными рамками. При этом отсутствуют какие-либо повреждения или термическая неустойчивость.

К другому показателю относится ток проводимости, который проходит через ОПН. Его величина измеряется в реальных условиях эксплуатации и обычно равна нескольким сотням микроампер.

Среди прочих характеристик можно выделить:

  • Величину предельного разрядного тока.
  • Токовую пропускную способность.
  • Устойчивость к короткому замыканию.
  • Расчетный ток коммутационного перенапряжения.
  • Номинальный разрядный ток.

Помимо этого, любой ограничитель перенапряжений стойко переносит медленно изменяющееся значение напряжения. Иными словами, ОПН не должен разрушаться при превышении напряжения в течение определенного промежутка времени.

www.syl.ru


Смотрите также