ОГРАНИЧЕНИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
Общая характеристика ОПН Ограничители перенапряжения относятся к высоковольтным аппаратам, предназначенным для защиты изоляции электрооборудования от атмосферных и коммутационных перенапряжении. В отличие от традиционных вентильных разрядников с искровыми промежутками и карборундовыми резисторами они не содержат искровых промежутков и состоят только из колонки нелинейных резисторов на основе окиси цинка, заключенных в полимерную или фарфоровую покрышку. Оксидноцинковые резисторы (ОЦР) благодаря своей высокой нелинейности позволяют применять ограничители перенапряжений (ОПН) для более глубокого ограничения перенапряжений по сравнению с вентильными разрядниками и способны выдерживать без ограничения времени рабочее напряжение сети. Полимерная или фарфоровая покрышка обеспечивает эффективную защиту резисторов от окружающей среды и безопасность эксплуатации. Габариты ОПН и их вес значительно меньше по сравнению с вентильными разрядниками.
Как защититься от перенапряжений Перенапряжение может быть следствием: Ø включения и выклюёчения потребителей большой мощности, особенно емкостного или индуктивного характера; Ø атмосферного разряда прямо в сеть питания объекта или недалеко от объекта (атмосферные перенапряжения); Ø проникновения в электропроводку перенапряженной волны с другого оборудования (например, водо провода); Ø электростатических разрядов между устройствами. В случае прямого удара молнии в сеть питания или опосредованно через индукцию, перенапряжение в некоторых проводах внутри дома может достичь уровня от нескольких к. В до нескольких десятков к. В, а устойчивость к перенапряжению современных электронных устройств не превышает 1, 5 к. В.
Европейский стандарт 1 ЕС 664 А разделяет электроэнергетическую проводку на четыре категории перенапряжения: IV, III, II и I.
Деление электропроводки на категории по перенапряжению Ø Ø Категория IV - относится к устройствам, находящимся в первой части электропроводки: линии питания главных щитов, для которых импульсная устойчивость изоляции должна быть не менее 6 к. В (ввиду прямого риска атмосферного перенапряжения или других видов перенапряжений). Категория III - относится к устройствам и частям электропроводки (например, соединениям), подвергаемым опасности: атмосферных перенапряжений, сниженных ограничителями перенапряжения (типа А), установленными в первой части электропроводки; Защищаемые потребители энергии ETITEC D - перенапряжений от включения и выключения электрических устройств большой мощности. Категория II - относится к устройствам, запитанным из распределительных щитов, подвергнутых риску атмосферных перенапряжений, сниженных огран ичителями типа В. Категория I - относится к таким частям электропроводки, в которых уро- вень перенапряжений определен ограничителями типа С.
Самый важный элемент ограничителя — варистор. Ø Варистор - это таблетковый реостат, сделанный из оксида цинка (Zn. O), металлокерамического сплава, сопротивление которого нелинейно и сильно зависит от напряжения на его зажимах. У него очень большое сопротивление для низкого (около 275 В) номинального напряжения и очень маленькое для напряжения порядка нескольких десятков к. В.
Ø Варисторные элементы допускают параллельное соединение с целью увеличения нагрузочной токовой способности комплектных ограничителей, что также является их серьезным преимуществом. У каждого ограничителя есть термический предохранитель, который в случае превышения допустимой силы тока, текущего во время обычной работы, отсоединяет варистор, создавая разрыв электрической цепи, в которой он работает.
Классификация ограничителей перенапряжения ETITEC Ø Ø Ø Варисторные ограничители перенапряжения ETITEC, согласно стандарту VDE 0675, в зависимости от функции и места установки, а также требуемого уровня защиты разделяются на следующие группы: А - ограничитель с зажимом для линии (кабеля) без изоляции; В - ограничитель с двойным зажимом, с обеих сторон прокол изоляции - до 95 мм 2; С - ограничитель с линейным зажимом в виде провода с изоляцией As. XSn 16 мм 2 - длиной 200 мм; D - ограничитель с двойным зажимом, прокол изоляции с одной стороны - до 95 мм 2; Е - ограничитель без зажима, болт с резьбой М 8.
Группа А - ETITEC А Ø Ограничители этой группы предназначены для защиты устройств и сетей низкого напряжения от перенапряжений, возникающих вследствие попадания разрядов в объекты, находящиеся рядом с воздушными линиями электропередачи или прямо в линию на большом расстоянии от места установки этих ограничителей. Ø Ограничители монтируются согласно соответствующим стандартам снаружи объектов - на столбах, особенно в местах, где воздушная линия переходит в кабельную линию и импульсное напряжение не должно превышать 6 к. В. ше 10 мм 2 (Сu) и 16 мм 2 (AI), причем отрезки эти должны быть как можно короче. Ø Ограничители, смонтированные в линиях, рекомендуется размещать в местах заземления провода РЕ или провода «земля-ноль» — PEN. В других случаях нужно сделать заземлитель, с которым нужно соединить провод РЕ или PEN, к которому подключают зажим заземления ограничителя. Электрическое сопротивление ограничителей перенапряжения не должно быть выше 10 Ом.
Группа В - ETITEC В Ограничители группы В - это первая ступень защиты внутри объекта. Они предназначены для ограничения перенапряжений, возникающих от: Ø токов разрядов при прямом ударе молнии в объект; Ø удара рядом или прямого удара в линию питания объекта - воздушную или кабельную - низкого напряжения; Ø индукции атмосферных перенапряжений. Главная их задача - ограничение перенапряжений до уровня сопротивления изоляции приемников ударному напряжению - 4 к. В, а также сброс на заземлитель электрической энергии, выделившейся во время прямого удара молнии в сеть питания.
Группа С - ETITEC С Ø Главной задачей ограничителей группы С (вторая ступень защиты) является уменьшение перенапряжения, пропущенного через ограничители группы В и значение которого все еще велико для защищаемых устройств. Ø Допускаемый уровень перенапряжения, которое может выдержать изоляция приемников в районе подключения ограничителя ETITEC С, должен быть не более 2, 5 к. В. Ø Этот тип ограничителя предназначен прежде всего для таких электропроводок, в которых необходимо низкое значение тока (около 0, 3 м. А), текущего через ограничитель, при номинальном напряжении Un - называемого током утечки.
Группа D — ETITEC D Ø Ограничители группы D предназначены для точной защиты потребителей, особенно чувствительных к коротким перенапряжениям и устойчивость изоляции которых не превышает 1, 5 к. В. Они также необходимы для защиты устройств в случае, если расстояние между ограничителем группы С и приемником слишком велико (свыше 15 метров). Ø Ограничители группы D должны работать вместе с ограничителями группы В и С совместно в многоступенчатой защитной системе и быть приспособленными для крепления на рейке ТН 35 (DIN-рейка).
ОПН в районных и распределительных сетях Вентильные разрядники, как правило, применявшиеся ранее для защиты от перенапряжений в районных и распределительных сетях заменяют ограничители перенапряжения (ОПН). Не имея искровых промежутков, ОПН более эффективно защищают электрооборудование от всех видов перенапряжений, которые могут возникнуть в электрических сетях.
ОПН на металлооксидных сопротивлениях Принцип действия ОПН на металлооксидных сопротивлениях основан на использовании нелинейной вольтамперной характеристики оксида цинка. При приложении к ОПН номинального напряжения ток через него носит емкостный характер и очень мал, при возникновении перенапряжений ток через него лавинообразно растет и может достичь нескольких тысяч ампер. После прохождения импульса тока, обусловленного ростом напряжения на ОПН, его изоляция восстанавливается, и ток через него вновь возвращается до номинальных десятков микроампер.
Преимущества ОПН Ø Ø Ø простота конструкции и высокая надежность; по сравнению с разрядниками, более глубокое ограничение перенапряжения; стойкость к внешнему загрязнению изоляционного корпуса; способность ограничивать внутренние перенапряжения; большая взрывобезопасность у ограничителей перенапряжения с полимерным корпусом; меньшие габариты и масса, чем у разрядников; могут использоваться в сетях постоянного тока.
Скачать презентацию ОГРАНИЧЕНИЕ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ Общая характеристика
19.1 ограничители перенапряжений .ppt