Що таке обмежувач перенапруги?

Для створення умов безаварійної і довгостроковій експлуатації величезної маси електрообладнання, використовуваного, як в промисловості, так і в повсякденній діяльності, в першу чергу необхідно забезпечити безпечний спосіб доставки і стабільність параметрів електроенергії. Особливу небезпеку для електричних споживачів представляє короткочасне багаторазове перевищення значення величини номінальної напруги в електричній мережі. В електротехніці це явище відоме, як перенапруження. Як правило, причиною його прояви є вплив на лінії електропередач грозових явищ або ж комутаційних процесів всередині електричної установки.

Виникаючі імпульси високої напруги можуть безповоротно вивести з ладу дороге устаткування, бути причиною виникнення пожеж та вибухів. Для захисту від виникаючих пікових значень напруги, служать спеціальні високовольтні пристрої, обмежувачі перенапруги, принцип роботи і призначення яких ми і розглянемо далі.

 

Призначення

ОПН призначені для захисту електроприладів і обладнання від впливу високовольтних імпульсів напруги. Завдяки простоті конструкції і надійності, вони знайшли широке застосування в області енергопостачання. Дані пристрої захисту прийшли на зміну застарілим, дуже громіздким вентильним разрядникам. На відміну від попередників, принцип дії обмежувача полягає не у використанні іскрових проміжків. В якості головного робочого елементу в ОПН використовуються нелінійні резистори, виконані з матеріалу, основу якого складає окис цинку.

Пристрій

Первинним і основним елементом, з чого складається обмежувач перенапруги, служить варістор, що виконує роль нелінійного змінного резистора. Конструктивно ОПН складаються з варисторів, розміщених в корпусі, виготовленому з порцеляни або високоміцного полімеру. Конструкція обмежувача виконана з урахуванням умов, що забезпечують вибухобезпечність, в разі виникнення струмів короткого замикання. Залежно від призначення і місця установки ОПН можуть бути виконані в різних варіантах. Для обмежувачів, які використовуються для захисту ліній електропередач і обладнання промислових об'єктів, на кришці корпусу передбачений контактний болт для підключення до мережі, в комплект ОПН входить ізольована від контакту з землею плита підстави.

Пристрої, призначені для захисту від пікових імпульсів напруги електрогосподарства квартири або дачного будиночка, дуже компактні, мають привабливий дизайн, а також обладнані пристроєм для кріплення на din-рейку. Залежно від категорії складності, можуть бути облаштовані індикацією режимів роботи і дистанційним керуванням.

Пристрій модульного обмежувача перенапруги надано на фото:

де:

   1. Корпус
   2. Запобіжник
   3. Змінний варисторний модуль
   4. Покажчик зносу варисторного модуля
   5. Насічки на затисках

Принцип роботи

Принцип дії ОПН пояснюється нелінійним характером вольтамперних характеристик (ВАХ) варисторів. Для їх виготовлення застосовується матеріал, де знаходить застосування окис цинку в суміші з оксидами інших металів. Завдяки складу даної суміші, колонка, зібрана з варисторів є комбінацією паралельних і послідовних включень p-n переходів, що й обумовлює природу вольтамперних характеристик нелінійних резисторів обмежувачів.

Коли характеристики напруги в мережі відповідають номінальним значенням, обмежувач знаходиться в режимі непровідного стану. Величина струму в варисторах має мізерні значення і пояснюється ємнісним характером. При появі в мережі імпульсу напруги, величина якого може викликати пробою ізоляції електрообладнання, в ланцюзі нелінійних резисторів ОПН, відповідно до їх вольтамперних характеристик, матиме місце виникнення значного імпульсу струму. В кінцевому підсумку це знижує величину перенапруги до параметрів безпечних для безаварійної експлуатації обладнання. Коли напруга в мережі нормалізується, ОПН знову повертається в непровідний режим.

Види ОПН

Конструкції ОПН, пропоновані виробниками енергетикам дуже різноманітні, їх розрізняють за такими ознаками:

   1. Типу ізоляції (фарфор або полімер).
   2. Конструктивному виконання (одна або кілька колонок).
   3. Величині робочої напруги.
   4. Місцем установки обмежувача.

Якщо говорити про обмежниках перенапруги, що встановлюються на DIN-рейку, то тут пристрою спочатку поділяються на однофазні та трифазні. Крім цього модульні ОПН (вони ж УЗИП), діляться на три основні класи: B, C і D. Обмежувачі класу B встановлюються на вводі в будинок, C - безпосередньо в розподільному щиті квартири або будинку, D - на окреме обладнання, яке потрібно захистити від перешкод, якщо з цим не впоралися ОПН класу B і C. Детальніше про модульних обмежниках перенапруги ви можете дізнатися з відео:

Технічні характеристики

1. Максимально чинне напруга. Під цим поняттям необхідно розуміти величину максимального значення величини напруги, при якому обмежувач здатний зберігати свою працездатність без обмеження за часом.

2. Номінальна напруга, еквівалентно величині, вплив якого ОПН здатний витримувати протягом 10 хвилин.

3. Струм провідності. Величина струму, в ланцюзі нелінійних резисторів в період дії номінальних значень прикладеної напруги. Як правило, має мізерне значення.

4. Номінальний розрядний струм. Параметр, що визначає класифікацію обмежувача в умовах грозового режиму.

5. Розрахунковий струм комутаційної перенапруги. Значення струму, що визначає класифікацію при комутаційних перенапруженні.

6. Токовая пропускна здатність. Величина еквівалентна класу розряду лінії.

7. Стійкість до короткого замикання. Категорія здатності ОПН протистояти струмів короткого замикання, зберігаючи при цьому цілісність захисної оболонки.

Захист електрогосподарства адміністративних будівель, багатоквартирних будинків і підприємств покладається на відповідні служби енергетичних компаній, захистити свій будинок від небажаних наслідків грозового розряду покладено на домовласника. В даний час це питання вирішується просто. У спеціалізованих магазинах представлений широкий вибір обмежувачів перенапруги різного ступеня складності і цінового діапазону.

На малюнку нижче показано підключення ОПН до однофазної мережі і умовне позначення на схемі. Підключити обмежувач перенапруги до домашньої електромережі не складно, але виконання цієї операції краще довірити фахівцеві, якщо ви не маєте досвіду в електромонтажних роботах.

Наостанок рекомендуємо переглянути відео, на якому наочно розглядається конструкція і принцип дії обмежувачів перенапруги нелінійних:

Ось ми і розглянули пристрій, призначення і принцип дії обмежувача перенапруги. Як ви бачите, існує різні види і конструктивні виконання даних пристроїв, завдяки чому можна підібрати підходящий варіант для власних умов застосування.

Буде цікаво прочитати:

    * Випробування обмежувачів перенапруги нелінійних
    * Що таке відділювач з короткозамикачем?
    * Що таке повітряний автоматичний вимикач?

Додати коментар


Захисний код
Оновити