Принцип работы ограничителя перенапряжения: Узип принцип работы

Узип принцип работы

УЗИП – что это такое, описание и принцип работы

Перенапряжение — это превышение максимального показателя напряжения для той или иной сети.

Под импульсным перенапряжением понимается резкий скачок напряжения между фазой и землей, который занимает долю секунды.

Такой перепад напряжения опасен не только для линии, но и для подключенных к ней электроприборов.

Чтобы не допустить подобной ситуации, используется устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Что такое УЗИП и для чего оно нужно?

УЗИП — это устройство защиты от импульсных перенапряжений, которое обеспечивает защиту электроустановок до 1 кВ.

Устройство защищает от перенапряжений в электросети, а также от грозовых воздействий посредством отвода импульсов тока на землю.

УЗИП применяют только в низковольтных силовых распределительных системах.

Данное устройство подходит как для промышленных предприятий, так и для жилых строений.

Принцип действия и устройство

Принцип работы УЗИП заключается в применении варисторов — нелинейный элемент в виде полупроводникового резистора сопротивления от приложенного напряжения.

Разновидности УЗИП

Устройства защиты от импульсных перенапряжений бывают с одним и двумя вводами, и подразделяются на:

• Коммутирующие;
• Ограничивающие;
• Комбинированные.

Коммутирующие защитные аппараты

Характерной особенностью коммутирующих устройств является высокое сопротивление, которое при возникновении сильного импульса в напряжении мгновенно падает до нуля. Принцип работы коммутирующих устройств основывается на разрядниках.

Ограничители сетевого перенапряжения (ОПН)

Для ограничителя сетевых напряжений также характерно высокое сопротивление.

Его отличие от коммутирующего аппарата только в том, что снижение сопротивления происходит постепенно.

ОПН основывается на работе варистора (резистора), который используется в его конструкции.

Сопротивление варистора находится в нелинейной зависимости от воздействующего на него напряжения.

При резком увеличении напряжения происходит также резкое увеличение силы тока, который проходит непосредственно через варистор и таким образом сглаживаются электрические импульсы, после чего ограничитель сетевого напряжения возвращается в первоначальное состояние.

Комбинированные УЗИП

УЗИП комбинированного типа объединяют в себе разрядники и варисторы, и могут выполнять как функцию разрядника так и ограничителя.

Принцип действия и область применения УЗИП

Основная задача устройства защиты импульсных перенапряжений (УЗИП) для частного дома – трансформация проводимости:

1. Базовый элемент варистор проводит ток при увеличении значений напряжения, при этом:
   1. варистор позволяет выдерживать более двух срабатываний при наибольшей величине электрического разряда;
   2. выдерживание более 5-ти, для номинальных значений.
2. Стабилизация модулятором порогового значения частоты.
3. Элемент триод направляет ток на контакты выхода, что приводит к трансформации параметров выходного тока.

В проектах молниезащиты зданий различного назначения, сооружений и промышленных объектов используют УЗИП которые помогут защитить от:

1. прямых молниевых ударов в защищаемый контур объекта;
2. разрядов молний в непосредственной близости от электрических коммуникаций;
3. помех, вызванных электромагнитными волнами или иными электрическими установками и электроприборами.

Принцип работы и устройство защиты УЗИП

Принцип работы УЗИПа основан на применении нелинейных элементов, в качестве которых, как правило, выступают варисторы.

Варистор — это полупроводниковый резистор сопротивление которого имеет нелинейную зависимость от приложенного напряжения.

Ниже представлен график зависимости сопротивления варистора от приложенного к нему напряжения:

Из графика видно, что при повышении напряжения выше определенного значения сопротивление варистора резко снижается.

Как это работает на практике разберем на примере следующей схемы:

На схеме упрощенно представлена однофазная электрическая цепь, в которой через автоматический выключатель подключена нагрузка в виде лампочки, в цепь так же включен УЗИП, с одной стороны он подключен к фазному проводу после автоматического выключателя, с другой — к заземлению.

В нормальном режиме работы напряжение цепи составляет 220 Вольт, при таком напряжении варистор УЗИПа обладает высоким сопротивлением измеряющимся тысячами МегаОм, настолько высокое сопротивление варистора препятствует протеканию тока через УЗИП.

Что же происходит при возникновении в цепи импульса высокого напряжения, например, в результате удара молнии (грозового воздействия).

На схеме видно что при возникновении импульса в цепи резко возрастает напряжение, что в свою очередь вызывает мгновенное, многократное уменьшение сопротивления УЗИПа (сопротивление варистора УЗИПа стремится к нулю), уменьшение сопротивление приводит к тому, что УЗИП начинает проводить электрически ток, закорачивая электрическую цепь на землю, т. е. создавая короткое замыкание которое приводит к срабатыванию автоматического выключателя и отключению цепи.

Таким образом ограничитель импульсных перенапряжений защищает электрооборудование от протекания через него импульса высокого напряжения.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.

Средний рейтинг: 5 из 5.

назначение, принцип работы и конструкция

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

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

ОПН

Конструкция

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

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

ОПН состоит из следующих конструктивных элементов:

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

Конструкция ОПН до 1000 ВКонструкция ОПН выше 1000 В

Принцип действия

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

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

Виды

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

Структура условного обозначение ОПН

Может использоваться комбинация нескольких устройств, с выполнением ступенчатой защиты.

Обозначение ОПН и разрядников на схема

Материал

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

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

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

Технические характеристики

Конкретная модель отличается следующими техническими характеристиками:

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

ОПН стандартизированы по величине указанных характеристик.

Применение и требования к эксплуатации

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

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

Техническое обслуживание

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

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

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

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

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

характеристики, принцип работы, схема подключения

Согласно требованиям п. 7.1.22 ПУЭ на все электроустановки с воздушным вводом должны устанавливаться ограничители импульсных напряжений. Их устанавливают в ВУ/ВРУ. Основная задача – это погасить всплески высокого напряжения и компенсировать энергию импульса. Компания «Энергомера» выпускает подобное устройство под названием ОИН-1. Характеристики, принцип работы и схема подключения данного ограничителя рассмотрены в этой статье.

Назначение и принцип работы

Ограничитель импульсных напряжений ОИН-1 нужен для защиты электросетей напряжением 380/220В. Это стандартные напряжения для питания электросетей. Импульсные скачки напряжения могут возникнуть в результате ударов молнии. Из-за них же и возникает разность потенциалов в земле. Кроме них выделяют коммутационные всплески в сети. Они возникают при включении или отключении мощных электроприборов или групповом старте потребителей в электроустановке. Коммутационные импульсы могут возникать при пуске мощных электрических двигателей или групповом пуске насосных станций, а также при включении конденсаторных установок.

Как работает ограничитель? Внутри ОИН-1 установлены варисторы. По принципу действия варисторы напоминают разрядники, которые использовались ранее. Поэтому ограничитель устанавливается параллельно защищаемой цепи. В случае, если напряжение в сети превысит допустимое (классификационное) напряжение варистора, он начинает замыкать провода, таким образом отводя опасность от подключенных после него электроприборов.

Область применения

Рассмотрим, где применяется на практике ОИН-1. Применение в реальной работе ограничителя импульсных напряжений достаточно широко. Его устанавливают во вводные щиты или щиты учёта потребителей. При этом его рекомендуется устанавливать до счётчика, чтобы защитить и его. О том, как правильно подключать ОИН-1 в щиток мы поговорим ниже.

Если вы собираетесь строить дом и подключаете участок к электроэнергии – в технических условиях на подключение будет указана необходимость установки устройства защиты от импульсных перенапряжений. Но такое требование вносится в большинстве случаев как прописано в ПУЭ – при воздушном вводе кабеля.

Официальная документация о применении ограничителя импульсных напряжений от компании «Энергомера» ссылается на то, что рекомендуется его применение в системах заземления TN-S, TN-C-S в однофазной и трёхфазной сети.

Технические характеристики

Ни одно описание устройств не обходится без информации о технических характеристиках. ОИН-1 имеет такие характеристики:

1. Длительно выдерживает напряжение до 275В, при стандартной частоте в 50 Гц.
2. Устанавливается на дин-рейку.
3. Ширина 17,5мм, что совпадает с размерами однополюсного автомата.
4. Во время работы потребляет ток 0,7 мА, при 275В.
5. Соответствует ГОСТам и прошёл сертификацию, поэтому может выдерживать импульсы до 10 кВ, с Iкз=5000А.
6. Есть версия ОИН-1С, оборудованная световым индикатором наличия напряжения в сети.
7. Клеммники позволяют подключать токопроводящие жилы от 4 до 16 мм.

Как подключить ОИН-1 в щитке

У этого устройства есть ряд функциональных аналогов от всех популярных производителей электротехники, поэтому и схемы их подключения в принципе аналогичны. В официальной документации схема подключения не слишком очевидна, она представлена в двух вариантах и выглядит следующим образом:

Обратите внимание первый вариант – подключение параллельно защищаемой цепи, а второй – последовательно с разъединителем. То есть в результате срабатывания ограничителя импульсных напряжений разъединитель должен разорвать цепь питания, чтобы избежать возгорания изделия и протекания тока по электрической дуге.

Но приведенная схема совсем не наглядно и не понятно изображена, и сразу возникает вопрос о том, как правильно установить аппарат. Поэтому ознакомьтесь с несколькими примерами подключения УЗИП в электросеть.

На рисунке ниже изображена типовая схема из условий для подключения 3 фаз. Здесь более наглядно изображено подключение ограничителей напряжения до счётчика. В трёхфазной цепи с системой заземления TN-S или TN-C-S его подключают между фазами, нулём и землёй. Но подключение ОИН-1 после счетчика тоже допустимо как дополнительная ступень защиты.

Монтажная схема на примере подключения в двухпроводной электросети:

И напоследок рассмотрим схемы для четырёх разных схем электроснабжения (1 фаза, 3 фазы, объединённый и разъединённый защитные проводники), которые встречаются наиболее часто:

Важное примечание

Мы рассмотрели для чего нужен ОИН-1 и как его установить. Но в обязательном порядке нужно добавить примечание из официальной документации:

Речь идёт о подключении автомата в разрыв питающего провода перед ограничителем. Это нужно для того, чтобы в случае короткого замыкания в ограничителе импульсов разорвать цепи и предотвратить негативные последствия случая.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором доступно объясняется, как подключить ограничитель импульсных напряжений к сети:

На этом мы и заканчиваем описание характеристик и правил подключения ОИН-1. Надеемся, подготовленный обзор был для вас полезным и интересным!

Наверняка вы не знаете:

Ограничитель импульсных перенапряжений: принцип работы, схемы подключения

В промышленных и бытовых электрических сетях устанавливается оборудование, которое работает в заданных пределах силы тока и напряжения. Однако на питающих трансформаторных подстанциях, мощных силовых электродвигателях приходится периодически менять режимы работы. Переходной процесс характеризуется резким импульсным повышением электрических параметров сети. Наиболее опасными являются атмосферные разряды в виде молний, где импульсный скачок перенапряжения достигает критической величины способной вывести из строя электрическое оборудование. Для предотвращения таких аварийных ситуаций используется ограничитель импульсных напряжений.

Принцип работы

В импульсных переходных процессах изменение напряжения происходит значительно быстрее, чем силы тока. Поэтому классические всем известные защитные автоматы по току здесь будут неэффективны. Наличие в составе ограничителя с полупроводниковым элементом, имеющим нелинейную вольтамперную характеристику, обеспечивает приборы электрической сети защитой от высокого импульса напряжения.

Как видно из графика, при номинальном значении напряжения сопротивление полупроводника (его называют варистором) достаточно большое и ток, проходящий через него практически нулевой (зона 1). При действии на варистор высоковольтных импульсов (зона 2) сопротивление его резко уменьшается, приближаясь к почти нулевому значению (зона 3). В таком варианте варистор ограничителя будет выступать в качестве шунтирующего соединения воспринимающего на себя всю токовую нагрузку, которая направляется на заземляющий контур.

Конструкция

Кроме основного элемента — варистора с нелинейными характеристиками, ограничитель перенапряжения отличает специальный корпус из фарфора или полимера. Сам варистор изготавливается в большинстве случаев из вилитовых дисков (из особого керамического состава с основой в виде оксидов цинка со специальными добавками). Диски покрываются изолирующей обмазкой и устанавливаются в корпусе.

В зависимости от условий эксплуатации ограничители перенапряжения могут иметь различные исполнения.

• Для установки на линиях электропередач и защиты оборудования на промышленных объектах.
• Защита от пиковых импульсов бытового оборудования дома или квартиры обеспечивается компактными, с привлекательным дизайном устройствами.

На изображении цифрами обозначены следующие конструктивные элементы:

• 1 — корпус;
• 2 — предохранитель, срабатывающий после прохождения импульса напряжения, с параметрами силы тока короткого замыкания;
• 3 — варисторный модуль, легко сменяемый без отключения базового элемента;
• 4 — индикатор, показывающий текущий ресурс работы устройства;
• 5 — насечки на контактных зажимах, увеличивающие плотность и площадь соприкосновения с целью предотвращения оплавления проводов в результате нагрева.

Технические характеристики

Помимо конструктивного исполнения не менее важным фактором при выборе необходимого ограничителя (импульсных) перенапряжений (ОПН) служат его следующие основные технические параметры.

• Максимальное рабочее напряжение, которое действует на ОПН неограниченно долго, не нарушая его работоспособности.
• Максимальное напряжение, действующее на ОПН в течение заданного производителем времени не вызывая в нем никаких повреждений.
• При приложении к концам ОПН рабочего напряжения измеряется ток, проходящий через изоляцию. Этот параметр называется током утечки. Величина его в исправном состоянии ограничителя стремится к нулю.
• Разрядный ток — его величина определяет принадлежность ограничителя перенапряжения в защите от различных факторов вызывающих скачок напряжения: грозовые, электромагнитные, коммутационные.
• Способность выдерживать работу в аварийном режиме сохраняя целостность всех конструктивных элементов.

Виды

Классификация ограничителей (импульсных) перенапряжений определяется государственными стандартами. В нормативных документах обозначаются основные требования к устройствам защиты в зависимости от характера источника. Различаются следующие группы защиты от перенапряжения:

• от замыканий на высокой стороне низковольтных сетей;
• от воздействия грозовых разрядов и скачков напряжений, вызванных переключением промышленных электроустановок;
• от возможных перенапряжений, вызванных электромагнитными факторами.

В зависимости от принадлежности к конкретному виду решаемого вопроса ограничители импульсных перенапряжений могут отличаться друг от друга такими параметрами.

• Класс напряжения. Ограничители защищают цепи рабочее напряжение которых варьируется от меньше, чем 1 кВольт до значительно больших значений. Существуют, например, ОПН на классы напряжения 0.38 кВольт и 0.66 кВольт, ОПН на классы напряжения 3, 6, 10 кВольт и другие.
• Материал изоляционной рубашки. Наибольшее распространение получили фарфор и полимеры.

Керамические ОПН обладают хорошей устойчивостью к солнечному свету, имеют достаточную механическую прочность, что расширяет возможности эксплуатации в разных условиях. Ограничивают применение лишь большие весовые характеристики и характер распространения осколков при разрыве с точки зрения безопасности.

Полимерные ОПН успешно конкурируют с фарфоровыми. При многократно меньших весовых характеристиках и практически безопасным в случае разрушения избыточным давлением, они нисколько не уступают по диэлектрическим свойствам. К недостаткам относится способность к покрытию поверхности пылью, что повышает ток утечки и вызывает пробой изоляции. В эксплуатации они больше подвержены влиянию солнечной радиации и колебаниям температур внешней среды, чем фарфоровые ограничители (импульсных) перенапряжений.

• Класс защищенности. От герметичного изготовления корпуса ОПН зависит возможность его установки на открытом воздухе или внутри помещения, что собственно определяет этот показатель.
• Одноколонковые ОПН. Состоят из одного модульного блока варисторов с различным набором дисков из защитного полупроводникового элемента, рассчитанных на все классы напряжений.
• Многоколонковые ОПН. Состоят из нескольких модульных блоков. Отличаются большей надежностью, чем одноколонковые конструкции.

Что означает аббревиатура УЗИП

УЗИП расшифровывается, как устройство защиты от импульсных перенапряжений. В перечень входящих в УЗИП приборов кроме ограничителей перенапряжения входят уже устаревающие вентильные и искровые разрядники. Последние применяются в сетях высокого напряжения (ЛЭП).

Применение в качестве материала варисторов полупроводников, позволило сделать габариты УЗИП настолько компактными, что стало возможным применение в качестве защиты от импульса напряжения в частных домах и квартирах.

Как подключить УЗИПы в домашних условиях

Правила устройства энергоустановок регламентируют обязательную установку УЗИП в домах, где электроснабжение производится проводами воздушных линий и с относительно длительным периодом наличия гроз. На рынке присутствует большое количество моделей УЗИП таких, например, как ограничители импульсных напряжений ОИН  1, ОПС 1, ОПН — РВ и много других, габариты которых позволяют разместить их во вводном щитке электроснабжения частного дома.

Электроснабжение дома может быть организовано по однофазной или трехфазной схемах. Различными могут быть и организация системы заземления домашней электросети.

На представленном ниже изображении — схема подключения УЗИП в однофазную электрическую схему. Система заземления с двумя нулевыми проводами: один выступает в качестве нейтрального проводника соединенного с землей, а второй используется как защитный провод.

В схеме:

• фаза — обозначена черным проводом;
• нулевой — обозначен синим проводом;
• зеленый — защитный заземляющий провод.

На следующем изображении представлена схема подключения УЗИП в трехфазную электрическую схему. Конструкция устройства защиты и счетчика выполнены для трехфазной сети. Заземление оборудовано по тому же принципу, что и в примере с подключением в однофазную цепь.

В схеме:

• черный провод — первая из трех фаз;
• красный провод — вторая из трех фаз;
• коричневый — третья фаза;
• синий — нулевой заземляющий провод;
• зеленый — защитный провод заземления.

Рекомендации по монтажу

Если следовать рекомендациям по установке и подключению ограничителя импульсных перенапряжений, устройство будет гарантировать безопасную работу бытового оборудования.

• Важно иметь очень надежное заземление. Защита с ненадежным контуром заземления даже при не очень большом скачке импульса напряжения приведет к аварийной ситуации в виде сгоревших электроприборов и самого щитка.
• Необходимо соблюдать соответствие класса защищенности УЗИП с местом установки щитка. Если щиток находится на улице, а устройство предназначено для работы в помещении то в лучшем случае оно выйдет из строя, в худшем нанесет вред домашней электросети.
• Для обеспечение надежной защиты в некоторых случаях требуется установка УЗИП разных классов защищенности.
• Не всякое защитное устройство подходит к конкретному виду заземления домашней электросети. Следует внимательно изучить техническую документацию приобретаемого устройства, чтобы не выбрасывать на ветер деньги на достаточно дорогое устройство.
• Важно правильно подключить схему, без нарушений. В случае отсутствия навыков электрика не стоит браться за работу. Квалифицированный специалист выполнит ее правильно, без особых затруднений.

Удары молнии, обрывы линий электропередач или аварии на трансформаторных подстанциях предсказать невозможно. Установка ОПН защитит от непредвиденных неприятностей.

Видео по теме

Что такое ограничитель перенапряжения?

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

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

Назначение

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

Устройство

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

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

Устройство модульного ограничителя перенапряжения предоставлено на фото:

где:

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

Принцип работы

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

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

Виды ОПН

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

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

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

Что такое ограничитель перенапряжения?

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

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

Назначение

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

Устройство

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

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

Устройство модульного ограничителя перенапряжения предоставлено на фото:

где:

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

Принцип работы

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

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

Виды ОПН

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

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

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

Технические характеристики

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

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

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

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

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

Будет интересно прочитать:

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

Нравится0)Не нравится0)

Ограничители перенапряжения: виды, назначение, принцип действия

Главная » Статьи » Ограничители перенапряжения: особенности, сфера применения Современные ограничители перенапряжения пришли на смену устаревшим вентильным разрядникам. В роли основного рабочего элемента в них выступают нелинейные резисторы — варисторы. Они располагаются в корпусе, который изготавливается из высокопрочного полимера. Конструктивное исполнение ограничителей перенапряжения обеспечивает высокий уровень взрывобезопасности даже при  КЗ. Стоимость приборов определяется их исполнением. Они востребованы для использования в быту, например — в дачных домах или квартирах. Отличительные черты таких ограничителей перенапряжения — компактность и сравнительно небольшой вес. Обычно их конструкция подразумевает возможность крепления на DIN-рейку. В некоторых приборах реализована возможность дистанционного управления, а также индикация режимов функционирования. Ограничители перенапряжения классифицируются в зависимости от следующих признаков: типа изоляции — материалом изготовления может быть полимер или фарфор; конструктивного исполнения — устройства могут иметь одну или несколько колонок; величины рабочего напряжения; места установки. Устройства, предназначенные для монтажа на DIN-рейку, могут быть одно- и трехфазными. Также их делят на три класса: первые устанавливаются на вводе в здание, вторые — в распределительном щитке объекта, а третьи — непосредственно на оборудовании, которое нуждается в защите от помех. Конструкция и принцип действия Основным рабочим элементом ограничителя перенапряжения (сокращенно — ОПН) является варистор — переменный резистор с нелинейными вольтамперными характеристиками. В зависимости от сложности устройства их устанавливают от одного до нескольких десятков, соединенных последовательно и параллельно. ОПН для квартиры, коттеджа или дачи состоит: из прочного пластикового корпуса; сменного модуля, состоящего из одного или нескольких варисторов; указателя его износа (окошка, сигнализирующего о степени износа зеленым или красным цветом). Рассмотрим подробнее виды ОПН по типу изоляции и конструктивному исполнению: Фарфоровые. Колонка варисторов прижата к боковой поверхности трубы из стеклопластика, которая расположена внутри фарфоровой крышки. Такие ОПН устойчивы к температурным колебаниям и механическим воздействиям (основная механическая нагрузка приложена к изоляционному покрытию). Полимерные. Колонка варисторов заключена в прочный полимерный корпус, сделанный из высокомолекулярного каучука. Эти ОПН менее взрывоопасны, чем фарфоровые, однако подвержены влиянию сезонных колебаний температуры. Одноколонковые. Состоят из одной варисторной колонки, выпускаются в любом классе напряжения. Снижают массу ОПН. Многоколонковые. Состоят из нескольких модулей, образованных из определенного числа колонок. Применяются при больших классах напряжения и сложных условиях эксплуатации (грязь, влага). Принцип действия ограничителя перенапряжения основан на нелинейности вольтамперных характеристик варисторов. В нормальных условиях их сопротивление настолько велико, что электрический ток через них не проходит. Рабочим элементом для ограничителей перенапряжения электросетей в промышленном секторе являются специальные колонки, состоящие из набора варисторов. Последние соединяются в соответствии с последовательно-параллельной схемой и рассчитаны на высокое напряжение. Схемы подключения ограничителей перенапряжения Для защиты линий электроснабжения используют разные схемы подключения: синфазную. Применяется продольный принцип защиты каждого кабеля от перенапряжений по отношению к контуру земли; противофазную. Используется поперечный принцип защиты между каждой парой проводов; комбинированную. Этот способ объединяет оба предшествующих. Специфика монтажа В зависимости от модели ОПН устанавливаются на специальный фундамент с помощью болтов или крепятся к 3-лучевой опорной раме в вертикальном положении. Общий перечень работ: доставка в зону монтажа; внешний осмотр, удаление загрязнений, следов коррозии; монтаж пофазно с выверкой расстояний и с учетом ПУЭ; постепенная затяжка болтов на четверть-половину оборотов по кругу; подключение к сети с помощью шин либо оголенного провода (для исключения электрической коррозии применяется только алюминиевый проводник). Основные критерии подбора Наименование параметра Норма для исполнения ОПНп-3/550/3,6-УХЛ1(2) ОПНп-6/550/…УХЛ1(2) ОПНп-10/550/…УХЛ1(2) Класс напряжения сети, кВ 3 6 10 Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ограничителя, кВ (действ.) 3,6 6,0 6,6 7,2 7,6 10,5 11,5 12 12,7 Номинальное напряжение ограничителя, кВ 4,50 7,50 8,25 9,00 9,50 13,1 14,4 15,0 15,9 Номинальный разрядный ток, кА 10 Остающееся напряжение при грозовых импульсах тока 8/20 мкс, кВ с амплитудой:   — 5000 А 10,6 17,7 19,5 21,3 22,5 31 34 35,5 37,5 — 10000 А 11,5 19,2 21,1 23 24,3 33,6 36,8 38,4 40,6 — 20000 А 13 21,6 23,8 25,9 27,4 37,8 41,4 43,2 45,8 Остающееся напряжение при коммутационных импульсах тока 30/60 мкс, кВ с амплитудой:   — 250 А 8,56 14,3 15,7 17,1 18,1 25 27,4 28,5 30,2 — 500 А 8,94 14,9 16,4 17,9 18,9 26,1 28,6 29,8 31,5 — 1000 А 9,5 15,8 17,4 19 20 27,7 30,3 31,7 33,5 Остающееся напряжение при быстронарастающих импульсах тока 1/10 мкс с максимальным значением 10000 А, кВ не более 11,8 19,7 21,7 23,7 25 34,5 37,8 39,4 41,7 Ток пропускной способности, А 550 Количество воздействий импульсов тока:   при прямоугольных импульсах тока 8/20 мкс с максимальным значением 550 А, не менее 20 при грозовых импульсах тока 8/20 мкс с максимальным значением 10000А, не менее при импульсах большого тока 4/10 мкс с максимальным значением 100 кА, не менее 2 Классификационное напряжение ограничителя (при классификационном токе Iкл=2 мА), кВ не менее 4,54 7,56 8,32 9,07 9,58 13,2 14,5 15,1 16,0 Способность к рассеиванию нергии расчетного прямоугольного импульса 2000 мкс, кДж не менее 11,7 19,4 21,4 23,3 24,6 34,0 37,3 38,9 41,1 Удельная рассеиваемая энергия, кДж/кВ не менее 3,24 При выборе подходящего ограничителя напряжения обращайте внимание на следующие параметры: максимальное допустимое напряжение — величина, при которой прибор способен полностью сохранять свою работоспособность в течение неограниченного промежутка времени; номинальное напряжение — величина, при которой устройство может функционировать в течение десяти минут; ток проводимости — величина тока, который проходит через ОПН под воздействием напряжения. Обычно эта характеристика не превышает нескольких сотен микроампер; номинальный разрядный ток; расчетный ток коммутационного перенапряжения; токовая пропускная способность; устойчивость к короткому замыканию. При эксплуатации устройств следует соблюдать основные требования: корпус ограничителя перенапряжения в обязательном порядке должен быть защищен от прямого прикосновения человека; необходимо исключить вероятность возгорания в результате перегрузок; при выходе устройства из строя не должно происходить короткого замыкания в линии. С нами можно связаться По телефону: По электронной почте:

ПРИНЦИП РАБОТЫ РАЗРЯДНИКА

ПРИНЦИП РАБОТЫ РАЗРЯДНИКА

Разрядник для защиты от перенапряжений — это изделие, которое изолировано до заданного значения напряжения и которое изготовлено для разряда перегрузки на землю путем прохождения через определенное значение напряжения. Ограничители перенапряжения производятся трех основных наименований:

• Разрядники высоковольтные
• Ограничители перенапряжения среднего напряжения
• Ограничители перенапряжения низковольтные

Ограничители перенапряжения высокого напряжения:

Это система, которая предотвращает воздействие молнии распределительных щитов 154–380 кВ на линии передачи в линии передачи в пределах изоляции линии.Поскольку высоковольтные ограничители перенапряжений работают при очень высоких напряжениях, они способны защищать системы, предотвращая перегрузки по току, в отсутствие функций ограничения напряжения.

Ограничители перенапряжения среднего напряжения:

Высоковольтные системы импульсных перенапряжений, используемые при напряжении 34,5 кВ, идущем в распределительные линии, являются аналогичными системами, за исключением диапазона рабочего напряжения.

Ограничители перенапряжения низкого напряжения:

Это защитные изделия, изготовленные для предотвращения повреждения конечного пользователя в городской сети после трансформатора.Ограничители перенапряжения низкого напряжения не ограничивают напряжение так же, как ограничители перенапряжения высокого и среднего напряжения, но на этот раз ситуация немного иная. Потому что чрезмерное напряжение в системе может повредить систему у последнего пользователя. Устройства защиты от импульсных перенапряжений делятся на три класса;

• Ограничитель перенапряжения класса B
• Ограничитель перенапряжения класса C
• Ограничитель перенапряжения класса D

Ограничитель перенапряжения класса B

На самой удаленной точке конструкции, при использовании предварительного счетчика, это наивысшая точность, самая высокая пропускная способность мгновенной перегрузки по току.Если напряжение меньше 2,5 кВ, (10/350 мкс) может один раз разрядить ток 50 кА без проблем.

Ограничитель перенапряжения класса C

Путем установки после счетчика конструкции, блокируя внезапные сверхтоки, которые класс B не может пройти через систему с более точной защитой, он обеспечивает поток на землю. Если напряжение меньше 1,5 кВ, (8/20 мкс) может один раз разрядить ток 20 кА без проблем.

Ограничитель перенапряжения класса D

Выбирая защищаемый электронный продукт в качестве целевого, он предпочтительнее для более чувствительной защиты, чем разрядники для защиты от перенапряжений класса B и C.Если напряжение меньше 1 кВ, (8/20 мкс) может один раз разрядить ток 6 кА без проблем.

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ ДЛЯ ПОДРОБНОЙ ИНФОРМАЦИИ О TRIMBOX

Работа, типы, режимы отказов и их характеристики

Как только ток в линии электропередачи в какой-то момент увеличивается, возникают электрические скачки. Самый популярный всплеск может произойти из-за молнии, потому что иногда молния может вызвать электрический скачок.Во время грозы молния может ударить где-нибудь рядом с источником питания и повлиять на подачу напряжения в линии электропередачи. Иногда электрическое устройство можно защитить от воздействия молнии, отсоединив его от источника питания. Ограничитель перенапряжения не может работать безупречно из-за очень высокого напряжения, генерируемого молнией.

Что такое ограничитель перенапряжения?

Определение: Защитное устройство, которое используется для защиты системы электроснабжения от скачков напряжения, вызванных молнией, известно как разрядник для защиты от перенапряжений.Он включает в себя две клеммы, такие как высоковольтный и заземляющий. После того, как электрический скачок проходит через ограничитель перенапряжения от энергосистемы, большой ток напряжения может пройти непосредственно к изоляции, в противном случае к клемме заземления, чтобы защитить систему от повреждения.

разрядник для защиты от перенапряжений

Принцип работы разрядника для защиты от перенапряжения

Принцип работы разрядника для защиты от перенапряжения заключается в том, что всякий раз, когда молния или скачок напряжения поражает конкретную электрическую систему, он повредит всю систему, а также электрические устройства, которые к ней подключены система, потому что эти устройства работают в фиксированном диапазоне напряжения.

Если напряжение, получаемое электрическими устройствами, выше фиксированного напряжения, они повреждаются или взрываются. Чтобы преодолеть эту ситуацию, используется разрядник для защиты устройств от повреждений, поскольку этот разрядник гарантирует, что огромное напряжение не может пройти через электрическую систему.

Итак, это устройство, активируемое напряжением, используемое для защиты компьютеров, а также другого электронного оборудования от переходных напряжений или скачков напряжения в кабелях данных или электроэнергии от импульсных перенапряжений / молний.Работа этого разрядника может быть выполнена путем перенаправления дополнительного напряжения на заземляющий провод, вместо того, чтобы проходить через электронные устройства.

Как установить?

Как правило, установка разрядников для защиты от перенапряжений может выполняться рядом с электросчетчиком, чтобы защитить электрическую систему, используемую в жилом доме или здании, от воздействия скачков напряжения, происходящих извне.

ограничитель перенапряжения-установка

Он защищает другие электрические устройства, подключенные к источнику питания, однако они не могут обеспечить полную защиту от скачков напряжения, возникающих из-за неисправной проводки, в противном случае общая работа электроприборов, используемых в домах или офисах.

Типы разрядников для защиты от перенапряжений

Они доступны в различных типах в зависимости от конструкции, а также работы: вторичный, распределительный, промежуточный и подстанционный.

типов разрядников для защиты от перенапряжений

Вторичный разрядник

Уровень напряжения питания, используемого этим разрядником, ниже 1000 В. Эти разрядники используются для защиты от вторичного перенапряжения. Интенсивность отказов трансформатора может составлять от 0,4% до 1%. Причем от 50 до 70% всех неисправностей трансформатора могут быть вызваны скачками напряжения на стороне низкого давления.

Вторичная защита от перенапряжения, используемая в доме, в противном случае на вводе обслуживания вызовет дополнительную ответственность за перенапряжения для служебного трансформатора. Когда используется вторичный разрядник, интенсивность отказов трансформатора может быть существенно снижена на порядок.

Распределительные разрядники

Эти разрядники рассчитаны на напряжение от 1 кВ до 36 кВ. Распределительный разрядник используется в трансформаторах, например, под маслом, на коленях и в шкафах.

Разрядник для нормального режима работы используется в приложениях с меньшим количеством молний, ​​разрядник для тяжелых условий эксплуатации используется в приложениях с высоким уровнем молнии, а разрядник на вертикальных полюсах используется везде, где распределительная линия проходит от надземной части к подземной, и, наконец, эволюционный разрядник используется во всех надземных применениях.

Разрядник вертикального типа может использоваться для остановки скачков напряжения, наблюдаемых оборудованием и подземным кабелем.

Промежуточные разрядники

Эти типы разрядников обеспечивают лучшее разрядное напряжение и обладают высокой устойчивостью к току короткого замыкания. Номинальное напряжение этих ОПН составляет от 3 кВ до 120 кВ.

Разрядники станционного класса

Разрядники этих типов обеспечат наилучшее напряжение выталкивания среди всех ОПН. Он обеспечивает работу с высокими токами и максимальную стойкость к токам короткого замыкания.Номинальное напряжение этих ОПН составляет от 3 кВ до 684 кВ.

Режимы отказа ОПН

Отказ ОПН может привести к короткому замыканию в доме. В большинстве случаев неисправность возникает из-за пробоя диэлектрика, когда внутренняя структура системы повреждается. Таким образом, ОПН не может противостоять приложенному напряжению, например молнии, нормальному системному напряжению, коммутационным перенапряжениям. В этом случае влажность играет важную роль, поскольку влага увеличивает ток утечки, термический нагрев и вызывает разряд.Неисправности ОПН могут быть вызваны некоторыми причинами, такими как дефект уплотнения, проникновение влаги и влияние влаги в ОПН.

Характеристики разрядника для защиты от перенапряжений

К электрическим характеристикам этого устройства относятся следующие.

• Напряжение на этом разряднике, при котором ток прерывается после искрового искрового зажигания, называется напряжением повторного замыкания.
• Он имеет самую высокую частоту сети в диапазоне 50 Гц / 60 Гц
• Максимальное постоянное рабочее напряжение
• Номинальный ток короткого замыкания
• Номинальный ток разряда, значения 5 кА, 10 кА и 20 кА.
• Они соединены между проводами жизни и землей.
• При установке ОПН на напряжение выше 52 кВ возможно поставку ОПН от счетчиков срабатывания разрядных.

Часто задаваемые вопросы

1). Что такое скачок электричества?

Скачок в электрической системе — это кратковременное быстрое повышение напряжения, которое может вызвать увеличение электрического тока.

2). В чем разница между грозозащитными разрядниками и ограничителями перенапряжения?

Разрядник защиты от перенапряжения защищает электрооборудование от скачков напряжения, в то время как грозозащитный разрядник работает аналогично разряднику с внешней стороны проводника

3).Из чего сделаны ОПН?

Изготовлен из оксида цинка или карбида кремния

4). Где разместить разрядник?

Размещается в электрической системе рядом с электросчетчиком.

5). Может ли скачок напряжения повредить ваш мобильный телефон?

Да, индуцированный скачок напряжения может увеличить напряжение. Таким образом, они могут повредить подключенные устройства.

Таким образом, это все об ограничении перенапряжения.Это защитные устройства, используемые для ограничения напряжения на аппарате путем сброса импульсного тока. Область применения ОПН в основном включает защиту домов и подстанций. Они устанавливаются на выключателях (автоматических выключателях) в домах, устанавливаются на площадках, на полюсных трансформаторах и подстанциях. Вот вам вопрос, какова функция ОПН?

Как работает ограничитель перенапряжения

Ограничитель перенапряжения для домовладельцев в Далласе

Не все ОПН защищают системы от молнии.В то время как разрядники тока молнии (класс 1) используются для защиты от прямых перенапряжений молнии, разрядники перенапряжения (класс 2) защищают оборудование от наведенных скачков напряжения в электропроводке. Ограничители перенапряжения и разрядники тока молнии DEHN обеспечивают надежную защиту от этих опасностей.

Краткий и простой обзор молниеотвода для нетехнических специалистов.

Как работает ограничитель перенапряжения?

Назначение ограничителя перенапряжения — защитить изоляцию / компоненты от высоких значений DV / DT, которые достигают пика при мгновенных значениях, превышающих пробой изоляции или компонента.Молния — одна из частых причин скачков напряжения. Другая частая причина — переключение в индуктивной цепи.

Есть возможность зафиксировать возникновение скачка напряжения. Некоторые ОПН оснащены «счетчиками импульсных перенапряжений», которые фиксируют тот факт, что ОПН разрядил ток. Также можно использовать другие явления (измерение звука, измерение света, измерение электрического поля и т. Д.), Чтобы зафиксировать возникновение разряда. Метеорологи регулярно регистрируют и регистрируют разряды молний с помощью как наземных, так и спутниковых приборов.

Также можно фиксировать и записывать скачки напряжения, но здесь технология усложняется. Распространенной проблемой является то, что скачок напряжения по своей природе является высокочастотным явлением, и для того, чтобы зафиксировать и зарегистрировать (то есть количественно оценить) событие, измерительная система должна иметь высокочастотный отклик. Инструменты, которые обычно используются для измерения напряжения основной частоты, не обладают достаточной частотной характеристикой для точного захвата и регистрации высокочастотных переходных процессов напряжения.Они могут быть в состоянии зафиксировать возникновение события, но не всегда возможно точно количественно оценить событие с помощью этих устройств.

Ограничитель перенапряжения — это устройство, которое защищает системы электроснабжения от повреждений, вызванных молнией. Типичный разрядник для защиты от перенапряжений имеет как заземляющий, так и высоковольтный зажим. Когда мощный электрический скачок проходит от энергосистемы к ограничителю перенапряжения, ток высокого напряжения направляется непосредственно на изоляцию или на землю, чтобы избежать повреждения системы.

Молнии и электрические скачки

Когда мощный импульс или молния поражает определенную электрическую систему, она повреждает всю систему и любые электрические устройства, подключенные к системе. Электрооборудование работает в определенном диапазоне напряжений. Когда эти устройства получают напряжение, намного превышающее указанное напряжение, достаточное для их работы, они взрываются или повреждаются. Однако электрические системы, защищенные разрядником для защиты от перенапряжений, не повреждаются, поскольку разрядник гарантирует, что высокое напряжение не попадет в электрическую систему.

Отвод освещения и электрических скачков с помощью MOV

Ограничитель перенапряжений не поглощает все проходящее через него высокое напряжение. Он просто отводит его на землю или зажимает, чтобы минимизировать проходящее через него напряжение. Секрет успеха разрядника в отводе молнии или сильных скачков напряжения — это MOV или металлический оксидный варистор. MOV — это полупроводник, который очень чувствителен к напряжению. При нормальном напряжении MOV работает как изолятор и не пропускает ток.Но при высоких напряжениях MOV действует как проводник. Он работает как выключатель, который открывается при наличии стандартного переменного напряжения, и как выключатель, который замыкается при наличии молнии или высокого напряжения.

Важность разрядника для защиты от перенапряжений

Ограничитель перенапряжения — это устройство, активируемое напряжением, которое защищает компьютеры и другое электронное оборудование от скачков или переходных напряжений в электрических кабелях или кабелях данных, будь то от молнии или импульсного перенапряжения. Разрядник перенапряжения работает, отводя дополнительное напряжение в заземляющий провод, а не протекая через электронные устройства, в то же время позволяя нормальному напряжению продолжать свой путь.Позвоните нам по телефону (214) 238-8353 для обслуживания и ремонта на дому.

Для получения дополнительных статей и информации посетите https://www.berkeys.com/category/electrical/

Внедрить металлооксидный ограничитель перенапряжений — Simulink

Simscape / Electrical / Specialized Power Systems / Fundamental Blocks / Elements

Описание

Блок ограничителя перенапряжения реализует сильно нелинейный резистор, используемый для защиты питания оборудование от перенапряжений. Для приложений, требующих большого рассеивания мощности, несколько столбики металлооксидных дисков соединены параллельно внутри одного фарфорового корпуса.В нелинейная ВАХ каждой колонки ОПН моделируется комбинацией три экспоненциальные функции вида

VVref = ki (IIref) 1 / αi, i = 1,2,3.

Напряжения защиты получен с одной колонкой указано в опорном токе (обычно 500 А или 1 кА). Параметры по умолчанию k и α заданы в диалоговом окне введите среднюю ВАХ основного металлооксидного разрядника. производители и они не меняются с напряжением защиты.Требуемая защита напряжение получается путем последовательного добавления дисков оксида цинка в каждую колонку.

Этот рисунок представляет такую ​​характеристику V-I.

Номера 1 , 2 и 3 определяют три сегмента (или экспоненциальные функции, определяющие модель). Письмо n — количество металлооксидных дисковых колонн.

Переходные токи из сегмента 1 в сегмент 2 и из сегмента 2 в сегмент 3 равны равно:

i1 = P1 (P1P2) α1 (α2 − α1)

i2 = P2 (P2P3) α2 (α3 − α2)

Где:

Pi = nIrefKiαi, i = 1,2,3.

Вам может потребоваться настроить параметры трех сегментов, чтобы они соответствовали характеристике V-I. обычно указывается в технических паспортах ОПН.

Вкладка Advanced

Вкладка Advanced блока не отображается, когда вы устанавливаете Тип моделирования параметр блока powergui для Непрерывный , или при выборе Автоматически обрабатывать Дискретный решатель параметр блока powergui. Вкладка видна при установке параметра Simulation type в powergui блок на Дискретный , и когда автоматически обрабатывает Параметр дискретного решателя блока powergui очищен.

Разорвать алгебраический цикл в дискретной модели

Если выбрано, на выходе модели вставляется задержка. Эта задержка устраняет алгебраический цикл, полученный в результате методов трапецеидальной дискретизации и ускоряющий моделирование модели. Однако эта задержка вводит в модель задержку в один шаг моделирования. и может вызвать числовые колебания, если время выборки слишком велико. Алгебраическая петля требуется в большинстве случаев для получения точного решения.

Если этот параметр не выбран (по умолчанию), метод дискретизации модели определяется параметром Используйте надежный решатель в параметре дискретной модели .

Использовать надежный решатель в дискретной модели

Когда очищено, Simulink ^® выполняет итерацию, чтобы разрешить алгебраический цикл. Хотя этот метод дает правильные результатов, это не рекомендуется, потому что Simulink имеет тенденцию замедляться и может не сойтись (симуляция останавливается), особенно когда увеличивается количество ОПН.Кроме того, из-за ограничения алгебраического цикла Simulink этот метод не может использоваться в реальном времени. В R2018b и более ранних выпусках этот метод использовался, когда цикл Break Algebraic в Параметр модели дискретного насыщения был очищен.

При выборе этого робастного решателя выполняется итерация для разрешения алгебраического цикла. Максимум количество итераций указывается на вкладке Preferences окна блок powergui в разделе Solver details for nonlinear elements.За приложений реального времени, вам может потребоваться ограничить количество итераций. Обычно, ограничивая количество итераций до 2 дает приемлемые результаты. Рекомендуется надежный решатель. метод дискретизации модели ОПН.

Для получения дополнительной информации о том, какой метод использовать в вашем приложении, см. Моделирование дискретных электрических систем.

Ограничения

Блок ограничителя перенапряжения моделируется как источник тока, управляемый появляющимся напряжением. через его терминалы.Следовательно, его нельзя подключать последовательно с индуктором или другим Источник тока. Поскольку блок Surge Arrester очень нелинейный, алгоритм жесткого интегратора должен использоваться для моделирования схемы. de23t с параметрами по умолчанию обычно дает лучшую скорость моделирования. Для непрерывного моделирования, чтобы избежать алгебраического цикла, напряжение, приложенное к нелинейному сопротивлению, фильтруется фильтром первого порядка со временем постоянная 0,01 микросекунды. Эта очень быстрая постоянная времени не оказывает значительного влияния на точность результата.

При использовании блока ограничителя перенапряжения в дискретной системе см. Дополнительно вкладка.

Выбор устройства защиты от перенапряжения (SPD) — (Часть 1)

Введение:

• Устройство, которое отводит или ограничивает импульсный ток, называется устройствами защиты от перенапряжения (SPD).
• SPD защищает электрооборудование от перенапряжения, вызванного молнией или переключением. Он подключается параллельно оборудованию, которое необходимо защитить.
• Когда импульсное напряжение превышает номинальное значение SPD, он начинает передавать энергию непосредственно в систему электрического заземления. УЗИП в это время имеет очень низкое сопротивление и передает энергию на землю по пути с низким сопротивлением. Как только импульс закончился, он дает ток с высоким сопротивлением.
• SPD ранее был известен как ограничители перенапряжения переходных процессов (TVS) или вторичные ограничители перенапряжения.
Лаборатории страховщика
• , зарегистрированные в UL 1449 УЗИП теперь обозначены как Тип 1, Тип 2 или Тип 3 и предназначены для использования в системах питания переменного тока номиналом менее 1000 В среднеквадратичного значения

Принцип:

• SPD используется для ограничения переходных перенапряжений атмосферного или коммутационного перенапряжения и дает путь чрезмерному току на землю, следовательно, ограничивает перенапряжение до значения, не опасного для электрической установки.

Причины скачков напряжения:

• (1) Внешний скачок:
• ударов молнии: прямой удар, непрямой удар
• (2) Внутренний скачок напряжения:
• Коммутационный импульс:
• Включение / выключение индуктивных нагрузок.
• Сработавшие автоматические выключатели и предохранители.
• Короткие замыкания.
• Неисправности по вине энергокомпании.
• Нарушения изоляции:
• Заземление дуги:
• Зажигание и прерывание электрической дуги.

Разница между ограничителем перенапряжения (грозозащитным разрядником) и ограничителем перенапряжения:

• И разрядники, и ограничители перенапряжений используются для защиты оборудования от скачков напряжения. Но существует путаница между применением разрядников / ограничителей перенапряжения и ограничителей перенапряжения.
• Основные различия между грозозащитным разрядником и разрядником для защиты от импульсных перенапряжений заключаются в его времени отключения от короткого замыкания и его положении.
• Оба выполняют одну и ту же работу, но все же они не одинаковы.

Грозовой разрядник / ограничитель перенапряжения:

• Разрядники перенапряжения также широко известны в качестве разрядников молнии.
• Ограничители перенапряжения — это устройства, устанавливаемые на воздушных линиях, подстанциях и т. Д. Во избежание грозовых перенапряжений и других выбросов дополнительного тока / напряжения / заряда из-за различных возникающих неисправностей.
• В прошлом году, когда нелинейные / твердотельные устройства (компьютеры, ПЛК и накопители) не использовались. Электрическая нагрузка — это в основном линейная нагрузка.Коммунальные компании и конечные пользователи были озабочены тем, как защитить электрические распределительные системы от скачков молнии, чтобы скачки напряжения не превышали базовый уровень изоляции (BIL) проводов, трансформаторов и другого оборудования.
• Следовательно, разрядники / ограничители перенапряжения были разработаны для использования в системах низкого, среднего и высокого напряжения в различных точках системы передачи и распределения.
• Ограничитель перенапряжения обеспечивает путь с низким сопротивлением между фазным проводом и землей.LA не заботился о нагрузках, если он очищался в течение нескольких циклов.
• Разрядники по-прежнему используются в электротехнической промышленности, главным образом, на линиях электропередач и перед служебным входом на объект.
Разрядники
• доступны в различных классах в зависимости от их выдерживаемости (например, станция или класс распределения). В местах служебного входа в системах низкого напряжения (600 В и ниже) молниеотводы были разработаны для защиты системы распределения электроэнергии, а не для чувствительного твердотельного оборудования.
• С экономической точки зрения ОПН лучше, чем ОПН. Существуют разные ОПН в зависимости от их устойчивости. Основная проблема с ними заключается в том, что они предназначены для защиты больших систем распределения электроэнергии от скачков молнии, а не для чувствительного твердотельного оборудования.
• Применения: Ограничитель перенапряжения лучше всего подходит для защиты изоляции трансформаторов, щитовых панелей и электропроводки. Однако это не подходит для твердотельных компонентов.

Ограничитель перенапряжения / ограничитель перенапряжения (называемый TVSS):

• Сегодня мы в основном используем твердотельные (нелинейные) нагрузки, такие как электронное оборудование, приводы, ПЛК, компьютеры, электронные балласты, телекоммуникационное оборудование. Нелинейность составляет около 70% нагрузок инженерных сетей. Твердотельные компоненты будут повреждены скачками напряжения.
• Используя ограничители перенапряжения на служебном входе и в ключевых ответвлениях, можно эффективно снизить перенапряжение до уровня ниже 100 В.
• Если на распределительном щите служебного входа используются одновременно TVSS и грозовой разрядник, TVSS «включится» раньше и шунтирует большую часть импульсного тока. На многих водоочистных сооружениях, объектах связи, больницах, школах и предприятиях тяжелой промышленности вместо разрядников для защиты от перенапряжения используются TVSS, чтобы обеспечить защиту от воздействия молнии, коммутации сетей и электродвигателей.
• Применения: Они используются на водоочистных сооружениях, в больницах, школах и на объектах связи.

Размер устройства защиты от перенапряжения (SPD) не зависит от размера панели:

• Номинальное значение в кА для SPD (номинальное значение перенапряжения) является одним из наиболее вводящих в заблуждение терминов. Обычно мы используем SPD 50KA для защиты панели 50KA.
• Номинальная мощность разрядников в кА не имеет ничего общего с номинальным током повреждения электрического распределительного щита. Мы можем установить разрядник для защиты от перенапряжений на 40 кА в бытовую плату с номинальным током короткого замыкания менее 5 кА
• Когда скачок напряжения входит в панель, он не знает размера панели.Таким образом, это полный просчет для использования 50KA SPD для 50KA Panel
.
• Существует обычная практика, когда для более крупных панелей требуется более крупный SPD, но скачки безразличны к размеру панели.
• Самый большой скачок напряжения, который может попасть в проводку здания, составляет 10 кА, как описано в стандарте IEEE C62.41. Так зачем нам SPD на 100 кА или 200 кА?

Нравится:

Нравится Загрузка …

Связанные

О Джигнеше.Пармар (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джигнеш Пармар закончил M.Tech (Управление энергосистемой), B.E (Электрика). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членский номер: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в сфере передачи, распределения, обнаружения кражи электроэнергии, технического обслуживания и электротехнических проектов (планирование-проектирование-технический обзор-координация-выполнение). В настоящее время он является сотрудником одной из ведущих бизнес-групп в качестве заместителя менеджера в Ахмедабаде, Индия.Он опубликовал ряд технических статей в журналах «Электрическое зеркало», «Электрическая Индия», «Освещение Индии», «Умная энергия», «Industrial Electrix» (Австралийские публикации в области энергетики). Он является внештатным программистом Advance Excel и разрабатывает полезные базовые электрические программы Excel в соответствии с кодами IS, NEC, IEC, IEEE. Он технический блоггер и знает английский, хинди, гуджарати, французский языки. Он хочет поделиться своим опытом и знаниями и помочь техническим энтузиастам найти подходящие решения и обновить свои знания по различным инженерным темам.

Что такое грозозащитный разрядник клапанного типа? Определение, конструкция, работа и типы

Определение: Грозозащитный разрядник, состоящий из одного или нескольких зазоров, соединенных последовательно с элементом управления током, такой тип разрядника известен как грозозащитный разрядник. Зазор между электродами прерывает прохождение тока через разрядник, за исключением случаев, когда напряжение на зазоре превышает критическое перекрытие зазора. Разрядник клапанного типа также известен как переключатель перенапряжения с зазором или переключатель перенапряжения из карбида кремния с последовательным зазором.

Конструкция молниеотвода клапанного типа

Разрядник вентильного типа состоит из множества искровых разрядников, соединенных последовательно с резистором нелинейного элемента. Каждый разрядник состоит из двух элементов. Для неравномерного распределения между зазором нелинейные резисторы подключаются параллельно через каждый зазор.

Элементы резистора изготовлены из карбида кремния с неорганическими связующими. Вся конструкция заключена в герметичный фарфоровый корпус, заполненный газом азота или SF6.

Работа молниеотвода вентильного типа

При низком напряжении искры через промежутки отсутствуют из-за влияния параллельного резистора. Медленные изменения приложенного напряжения не вредят системе. Но когда на выводе разрядника происходят быстрые изменения напряжения, искра электрического зазора разряжается на землю через нелинейный резистор, который имеет очень маленькое сопротивление.

После прохождения скачка напряжение на ОПН падает, а сопротивление ОПН увеличивается до восстановления нормального напряжения.Когда устройство защиты от перенапряжения исчезает, по пути протекает небольшой ток с низкой промышленной частотой, образованный вспышкой. Этот ток известен как ток слежения за мощностью.

Величина мощности, сопровождающей ток, уменьшается до значения, которое может быть прервано искровым разрядником по мере восстановления диэлектрической прочности. Ток слежения за питанием гаснет при первом токе, и питание остается бесперебойным. Разрядник готов к нормальной работе, это называется повторной герметизацией грозозащитного разрядника.

Ступень молниеотвода вентильного типа

Когда импульс достигает трансформатора, он встречает грозозащитный разрядник, как показано на рисунке ниже. Примерно за 0,25 мкс напряжение достигло значения пробоя последовательного промежутка и разряда разрядника.

Когда импульсное напряжение увеличивается, сопротивление нелинейного элемента падает, что позволяет разрядить дополнительную энергию импульсного перенапряжения. Таким образом ограничивается напряжение, передаваемое на оконечное оборудование, как показано на рисунке ниже.

Когда напряжение уменьшается, ток, идущий на землю, также уменьшается, а сопротивление увеличивается. Молниезащитный разрядник достигает стадии, когда ток прерывается искровым разрядником, и разрядник снова герметизируется.

Максимальное напряжение, развиваемое на выводе разрядника и передаваемое на оконечное оборудование, известно как величина разряда разрядника.

Типы молниеотводов клапанного типа

Молниеотводы вентильного типа могут быть станционного типа, линейного типа, разрядниками для защиты вращающейся машины распределительного типа или вторичного типа.

Разрядник молнии с клапаном на станции — Этот тип клапана в основном используется для защиты критически важного силового оборудования в цепях от 2,2 кВ до 400 кВ и выше. Они обладают высокой способностью рассеивать энергию.

Грозозащитный разрядник линейного типа — Разрядник линейного типа используются для защиты оборудования подстанции.