Ограничитель перенапряжения схема подключения. Ограничители перенапряжения: принцип работы, виды и схемы подключения

Что такое ограничитель перенапряжения и как он защищает электрооборудование. Какие бывают виды ОПН и чем они отличаются. Как правильно выбрать и подключить ограничитель перенапряжения. На что обратить внимание при монтаже ОПН.

Назначение и принцип работы ограничителей перенапряжения

Ограничитель перенапряжения (ОПН) — это устройство для защиты электрооборудования от импульсных перенапряжений в электросети. Основная задача ОПН — ограничить амплитуду импульсов перенапряжения до безопасного для изоляции оборудования уровня.

В основе принципа работы ОПН лежит использование нелинейных резисторов — варисторов. При нормальном напряжении в сети сопротивление варистора очень велико, и через него протекает минимальный ток. При возникновении импульса перенапряжения сопротивление варистора резко падает, и он начинает проводить значительный ток, ограничивая тем самым рост напряжения.

Как ОПН защищает оборудование?

Защитное действие ОПН основано на следующем принципе:

• При нормальном напряжении ОПН практически не влияет на работу сети
• При возникновении импульса перенапряжения ОПН резко снижает свое сопротивление
• Через ОПН начинает протекать импульсный ток, который отводится на землю
• Напряжение на защищаемом оборудовании ограничивается до безопасного уровня

Основные виды ограничителей перенапряжения

Существует несколько основных видов ОПН, различающихся по конструкции и назначению:

По типу изоляции:

• Фарфоровые ОПН — имеют фарфоровый корпус, более устойчивы к температурным воздействиям
• Полимерные ОПН — в полимерном корпусе, легче по весу, менее взрывоопасны

По конструктивному исполнению:

• Одноколонковые — содержат одну колонку варисторов
• Многоколонковые — состоят из нескольких параллельно соединенных колонок

По классу напряжения:

• Низковольтные (до 1 кВ)
• Среднего напряжения (3-35 кВ)
• Высоковольтные (110 кВ и выше)

По месту установки:

• ОПН для установки на вводе в здание (класс I)
• ОПН для распределительных щитов (класс II)
• ОПН для защиты отдельных приборов (класс III)

Конструкция и основные элементы ОПН

Типовая конструкция ограничителя перенапряжения включает следующие основные элементы:

• Варисторы — основной рабочий элемент, обеспечивающий защитное действие
• Корпус — фарфоровый или полимерный, обеспечивает изоляцию и механическую защиту
• Электроды — для подключения ОПН к сети и заземлению
• Пружины — обеспечивают постоянное сжатие варисторной колонки
• Уплотнения — защищают внутренние элементы от влаги и загрязнений

В современных ОПН также часто присутствуют дополнительные элементы:

• Индикатор срабатывания — показывает, подвергался ли ОПН воздействию импульсов
• Разъединитель — отключает ОПН при его повреждении
• Счетчик срабатываний — фиксирует количество импульсов, воздействовавших на ОПН

Основные технические характеристики ОПН

При выборе и применении ограничителей перенапряжения необходимо учитывать их основные технические параметры:

• Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение — максимальное напряжение, которое ОПН выдерживает неограниченное время
• Номинальное напряжение — напряжение, при котором ОПН сохраняет работоспособность в течение 10 минут
• Номинальный разрядный ток — максимальный импульсный ток, который ОПН может выдержать без повреждений
• Остающееся напряжение — напряжение на ОПН при протекании через него номинального разрядного тока
• Ток проводимости — ток, протекающий через ОПН при рабочем напряжении
• Энергоемкость — максимальная энергия, которую ОПН способен поглотить без повреждений

Схемы подключения ограничителей перенапряжения

Существует несколько основных схем подключения ОПН в электрических сетях:

Фаза-земля

ОПН подключается между фазным проводником и заземлением. Это наиболее распространенная схема, обеспечивающая защиту от большинства видов перенапряжений.

Фаза-нейтраль

Применяется в сетях с глухозаземленной нейтралью для защиты от дифференциальных перенапряжений между фазой и нейтралью.

Нейтраль-земля

Используется для защиты нулевого проводника от перенапряжений в сетях с изолированной нейтралью.

Комбинированная схема

Включает в себя подключение ОПН между всеми проводниками: фаза-земля, фаза-нейтраль и нейтраль-земля. Обеспечивает наиболее полную защиту.

Правила выбора ограничителей перенапряжения

При выборе ОПН для конкретного применения необходимо учитывать следующие факторы:

• Номинальное напряжение сети — ОПН должен соответствовать напряжению сети
• Ожидаемый уровень перенапряжений — необходимо оценить возможные импульсные воздействия
• Категория перенапряжения объекта — определяет класс ОПН (I, II или III)
• Режим нейтрали сети — влияет на схему подключения ОПН
• Условия эксплуатации — температура, влажность, загрязненность и т.д.
• Требования по надежности — определяют необходимость резервирования

Важно правильно рассчитать параметры ОПН, чтобы обеспечить эффективную защиту без риска повреждения самого ограничителя.

Особенности монтажа и эксплуатации ОПН

При монтаже и эксплуатации ограничителей перенапряжения следует соблюдать ряд важных правил:

• ОПН должен быть установлен как можно ближе к защищаемому оборудованию
• Необходимо обеспечить надежное заземление ОПН
• Соединительные проводники должны быть максимально короткими
• Следует избегать резких изгибов соединительных проводников
• Необходимо периодически проверять состояние ОПН и его контактных соединений
• При срабатывании индикатора или счетчика импульсов нужно провести внеплановый осмотр

Соблюдение этих правил позволит обеспечить максимальную эффективность защиты и длительный срок службы ОПН.

Применение ОПН в различных областях

Ограничители перенапряжения находят широкое применение в различных областях электроэнергетики и промышленности:

• Защита линий электропередачи от грозовых и коммутационных перенапряжений
• Защита подстанционного оборудования (трансформаторов, выключателей и т.д.)
• Защита промышленного оборудования на предприятиях
• Защита бытовой электроники и техники в жилых домах
• Защита систем релейной защиты и автоматики
• Защита телекоммуникационного оборудования
• Защита возобновляемых источников энергии (солнечных и ветровых электростанций)

В каждой из этих областей применяются специализированные типы ОПН, учитывающие особенности защищаемых объектов и возможные виды перенапряжений.

Ограничитель импульсных перенапряжений

Среди множества защитных устройств широко известен такой высоковольтный аппарат, как ограничитель импульсных перенапряжений. Импульсные перенапрежения возникают в результате нарушений в атмосферных или коммутационных процессах и способны нанести серьезный вред электрооборудованию.

Содержание

Преимущества в использовании ОПН

Основным средством защиты дома при попадании молнии служит громоотвод или молниеотвод. Но он не способен справиться с разрядом, проникшим в сеть через воздушные линии. Поэтому проводник, принявший на себя этот импульс, становится основной причиной выхода из строя электрооборудования и домашней аппаратуры, подключенной к данной сети. Чтобы избежать подобных неприятностей рекомендуется их полное отключение на период грозы. Гарантированная защита обеспечивается путем установки ограничителей перенапряжения (ОПН).

В обычных средствах защиты установлены карборундовые резисторы, а также соединенные последовательно искровые промежутки. В отличие от них в ОПН устанавливаются нелинейные резисторы, основой которых является окись цинка. Они объединяются в общую колонку, помещенную в фарфоровый или полимерный корпус. Таким образом, обеспечивается их эффективная защита от внешних воздействий и безопасная эксплуатация устройства.

Особенности конструкции оксидно-цинковых резисторов позволяют выполнять ограничителям перенапряжения более широкие функции. Они свободно выдерживают, независимо от времени, постоянное напряжение электрической сети. Размеры и вес ОПН значительно ниже, чем у стандартных вентильных разрядников.

Технические характеристики ОПН

Основной величиной, характеризующей работу ограничителя перенапряжения ОПН, является максимальное действие рабочего напряжения, которое может подводиться к клеммам прибора без каких-либо временных ограничений.

Ток, проходящий через защитное устройство под действием напряжения, называется током проводимости. Его значение измеряется в условиях реальной эксплуатации, а основными показателями служит активность и емкость. Общая величина такого тока может составлять до нескольких сотен микроампер. По этому параметру оцениваются рабочие качества ОПН.

Все импульсные ограничители способны устойчиво переносить медленно изменяющееся напряжение. То есть, они не должны разрушаться в течение определенного времени при повышенном уровне напряжения. Значения, полученные при испытаниях, позволяют настроить защитное отключение прибора по истечению установленного срока.

Величина предельного разрядного тока является максимальным значением грозового разряда. С ее помощью устанавливается предел прочности импульсного ограничителя при прямом попадании молнии.

Нормативный ресурс ОПН определяется и токовой пропускной способностью. Он рассчитывается для работы в наиболее тяжелых условиях, когда присутствуют максимальные грозовые или коммутационные перенапряжения.

Устройство ограничителей импульсных перенапряжений

Производители электротехники пользуются технологией и конструкторскими решениями, которые применяются в других электроустановочных изделиях. Прежде всего, это материал корпуса и габаритные размеры, внешний вид и прочие параметры. Отдельно решаются технические вопросы, связанные с установкой ОПН и его подключением к общим электроустановкам потребителей.

Существуют отдельные требования, предъявляемые именно этому классу устройств. Корпус ограничителя перенапряжений должен обеспечивать защиту от прямых прикосновений. Полностью исключается риск возгорания защитного устройства из-за перегрузок. При его выходе из строя на линии не должно быть коротких замыканий.

Современный ограничитель импульсных перенапряжений оборудуется простой и надежной индикацией. К нему может подключаться сигнализация дистанционного действия.

Защита от импульсных перенапряжений

Ограничители импульсного перенапряжения

УЗИП для частного дома: принцип работы, схема подключения, 1, 2, 3 класса

Мультиметр: назначение, виды, обозначение, маркировка, что можно измерить мультиметром

УЗИП – устройство защиты от импульсных перенапряжений

Топ лучших мультиметров

Устройство защиты от перенапряжения

Ограничители перенапряжения: виды, назначение, принцип действия

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. 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. ← Преведущая статья Следующая статья → Вас может заинтересовать: Пускатели электромагнитные Промежуточные реле: назначение, принцип работы Тепловое реле: устройство, принцип работы, виды и особенности выбора Расшифровка обозначений пускателей ПМЛ Особенности пускателя ПМЛ 1220 С нами можно связаться

Устройство защиты от перенапряжения Установка и схема подключения

Установка устройства защиты от перенапряжения и схема подключения

— Для УЗИП переменного и постоянного тока

Создано: Glen Zhu | Дата обновления: 25 ноября 2022 г.

Схема установки и подключения УЗИП — УЗИП переменного тока Устройство защиты SPD Приложение

Трехфазное устройство защиты от перенапряжения в распределительной коробке (тип 2)

Схема подключения трехфазного счетчика энергии Установка с устройством защиты от перенапряжения Приложение SPD

Трехфазное устройство защиты от перенапряжения в главной распределительной коробке (Тип 1)

FLP25-275/3+1 для электрического распределительного щита переменного тока Панельная коробка Корпус распределительного щита

Трехфазный УЗИП в главной распределительной коробке (Тип 1+2)

FLP12,5-275/3+1 для электрического распределительного щита переменного тока, панельная коробка, шкаф распределительного щита, корпус

FLP7-275 3+1 для электрического распределительного щита переменного тока, панельная коробка, шкаф распределительного щита, корпус

Трехфазный УЗИП в основной Распределительная коробка (Тип 2)

SLP40-275/3+1 для электрического распределительного щита переменного тока Панельная коробка Шкаф распределительного щита Корпус шкафа

SLP20-275 3+1 для электрического распределительного щита переменного тока Панельная коробка Корпус распределительного щита

Инструкция по установке (руководство) устройства защиты от перенапряжения переменного тока

Загрузка в формате PDF:

Установка УЗИП и схема подключения — УЗИП постоянного тока

10 Блок объединения 00 В пост.

тока с защитой от перенапряжения — 1 линейный вход 1 линейный выход

Солнечная сумматорная коробка 1000 В с защитой от перенапряжения — 2 строки ввода 1 строка выхода

1000 В фотоэлектрическая объединительная коробка с защитой от перенапряжения — 2 строки входа 2 строки выхода

Фотогальванический сумматор 1000 В с защитой от перенапряжения – 3 строки ввода 1 строка выхода

Инверторный сумматор 1000 В с защитой от перенапряжения – 4 строки входа 1 строка выхода

9 0007 1000V DC PV Combiner Box с защитой от перенапряжения — 4 Строка входа 2 цепи выхода

1000 В пост. тока Солнечная сумматорная коробка с типом защиты от перенапряжения 2 — 4 Строка ввода 1 строковая выходная

1500 В пост.

1500V DC Solar PV Combiner Box с защитой от перенапряжения Тип 1+2 — 16 входных строк 1 выходная строка

Инструкция по установке (руководство) устройства защиты от перенапряжения постоянного тока

С 2010 г.