Ограничители перенапряжений

1. Назначение и принцип действия ограничителя перенапряжения (ОПН).

2. Конструкция ОПН и отличие от вентильного разрядника.

3. Ограничения по применению (защита от грозовых, но не от коммутационных перенапряжений).

4. Критерии выбора ОПН: защитный уровень, энергоемкость, термостабильность.

Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) – это современный высоковольтный аппарат защиты, предназначенный для защиты изоляции электрооборудования в распределительных сетях (РС) от опасных грозовых перенапряжений.

⚡ Назначение и ключевое ограничение применения

Основная задача ОПН – защита от грозовых перенапряжений. Важное предупреждение: ОПН не применяется для защиты от коммутационных перенапряжений (ПУМ), так как в этом режиме он может разрушиться. В сетях 10 кВ изоляция линий, как правило, самостоятельно выдерживает коммутационные перенапряжения, поэтому использование ОПН на них связано с риском.

️ Конструкция и принцип действия ОПН

Конструктивно ОПН 10 кВ представляет собой последовательную цепь из нелинейных оксидно-цинковых варисторов, заключенных в защитную фарфоровую или полимерную покрышку (юбку). Аппарат часто оснащен противовзрывным клапаном на случай аварии.

Принцип работы ОПН основан на свойствах варистора: его сопротивление резко падает при повышении напряжения.

• В нормальном режиме ОПН постоянно подключен к сети под фазным напряжением. Через него протекает очень малый ток утечки (около 0.1 мА).

• При возникновении грозового перенапряжения ток через ОПН резко возрастает, шунтируя опасный импульс на землю и ограничивая напряжение на защищаемом оборудовании.

Главное отличие от вентильного разрядника

Ключевое отличие ОПН от вентильного разрядника – это постоянное подключение к сети. Разрядник срабатывает только при превышении порога, а ОПН работает в непрерывном режиме, постоянно контролируя напряжение.

⚠️ Критически важные параметры выбора ОПН

При подборе ограничителя перенапряжения 10 кВ необходимо учитывать три основных параметра:

1. Защитный уровень ОПН. Это максимальное напряжение, которое останется на выводах ОПН при прохождении через него импульсного тока. Оно должно координироваться с уровнем изоляции защищаемого оборудования (быть ниже его испытательного напряжения).

2. Энергоемкость (поглощаемая энергия). Количество тепловой энергии, которое ОПН может рассеять без разрушения. Определяется током пропускной способности и длительно допустимым рабочим напряжением. Превышение нормированной энергоемкости ведет к пробою ОПН.

3. Термостабильность. Способность варистора не терять свои свойства и не разрушаться от нагрева при длительной работе под напряжением и после срабатывания. Нарушение термостабильности – одна из основных причин выхода ОПН из строя.

Правильный выбор ОПН по напряжению и энергии – залог надежной и долговечной защиты подстанционного оборудования от разрушительных последствий грозы.