Выбор ОПН для защиты от грозовых перенапряжений

1. Назначение и место установки ОПН 6-10 кВ.

2. Основные параметры ОПН: Uнро, Uвр, номинальное напряжение.

3. Ключевые защитные характеристики: уровни при грозовых и коммутационных перенапряжениях, номинальный разрядный ток.

4. Параметры стойкости: энергоемкость и ток пропускной способности.

5. Определение квазистационарных перенапряжений.

Правильный выбор ограничителя перенапряжения (ОПН) для сетей 6-10 кВ – это комплексная задача, требующая понимания его ключевых параметров. ОПН для защиты от грозовых перенапряжений устанавливается в тех же точках, что и устаревшие вентильные разрядники: на вводах силовых трансформаторов, в РУ подстанций, для защиты вращающихся машин.

Основные параметры ОПН для выбора

Для корректного подбора ОПН 10 кВ необходимо анализировать несколько групп характеристик, которые можно разделить на параметры режима, защиты и стойкости.

⚡ 1. Параметры рабочего режима (напряжения)

• Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (Uнр, Uс). Это максимальное рабочее напряжение ОПН, которое может действовать постоянно (например, 12 кВ или 12,7 кВ для сети 10 кВ).

• Временно допустимое напряжение (Uвр). Повышенное напряжение, которое ОПН может выдержать ограниченное время (например, при КЗ на землю). Задается кривой «напряжение-время».

• Номинальное напряжение ОПН. Напряжение, выдерживаемое в течение 10 с при испытаниях. Должно быть ≥ 1.25 * Uнр.

️ 2. Защитные характеристики (уровни ограничения)

• Защитный уровень при грозовых перенапряжениях. Амплитуда остающегося напряжения на выводах ОПН при протекании номинального разрядного тока (импульс 8/20 мкс). Главный параметр для координации изоляции.

• Защитный уровень при коммутационных перенапряжениях. Остающееся напряжение при токе коммутационной волны (импульс 30/60 мкс). Важно, что ОПН не предназначен для многократного гашения ПКП.

• Номинальный разрядный ток (Iном). Амплитуда грозового импульса тока 8/20 мкс, который ОПН должен выдержать 20 раз (стандартные значения 5, 10, 20 кА). Определяет класс ОПН по току.

 3. Параметры стойкости и энергоемкости

• Энергоемкость ОПН (Эопн). Количество тепловой энергии (в кДж), которое варисторный блок может поглотить без разрушения. Полная энергоемкость = Удельная энергоемкость * Uнр.

• Ток пропускной способности (ток большой длительности). Амплитуда прямоугольного импульса длительностью 2000 мкс, который ОПН выдерживает. Характеризует стойкость к квазистационарным перенапряжениям.

⚠️ Что такое квазистационарные перенапряжения?

Это длительные перенапряжения промышленной частоты, возникающие при замыканиях на землю, обрывах нуля, феррорезонансе. Их продолжительность – от долей секунды до часов. Стойкость ОПН к ним определяется параметрами Uвр и током пропускной способности.

Выбор ОПН по напряжению и току должен гарантировать, что его рабочее напряжение Uнр превышает максимальное напряжение в точке установки, а защитный уровень ниже прочности изоляции защищаемого оборудования.