Eng Ru
Отправить письмо

Ограничители ОПН-0,23 кВ, ОПН-0,4 кВ ОПН-0,69 кВ. Опн 0 4 кв


Ограничитель ОПН-0,23 кВ, ОПН-0,4 кВ ОПН-0,69 кВ полимерные. Цены.

Ограничители перенапряжений нелинейные (далее – ограничители) типов ОПНп- 0,22 УХЛ1,2 ОПНп-0,38 УХЛ1,2 ОПНп-0,66 УХЛ1,ХЛ2 предназначены для защиты изоляции электрооборудования сетей переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 0,22, 0,38 и 0,66 кВ соответственно от коммутационных и грозовых перенапряжений.

Ограничители предназначены для работы в районах с умеренным и холодным климатом и промышленной атмосферой на открытом воздухе. Предельное верхнее значение температуры окружающей среды – плюс 45°С, нижнее – минус 60°С. Высота установки ограничителей – не более 1000 м над уровнем моря.

Ограничители представляют собой защитные аппараты опорного исполнения, содержащие оксидно-цинковый варистор, заключенный в герметизированный корпус из кремний- органической резины (для категории размещения «1») или полимерного материала (для категории размещения «2»).

Ограничители соответствуют требованиям технических условий ТУ 3414-001-46943362-2004

Характеристики ограничителей перенапряжений типа ОПН-0,22 УХЛ1,2, ОПН-0,38 УХЛ1,2 ОПН-0,66 УХЛ1,2
Наименование параметра ОПНп-0,22 ОПНп-0,38 ОПНп-0,66
Класс напряжения сети, кВ 0,22 0,38 0,66
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ограничителя Uнд, кВдейств. 0,26 0,4 0,8
Номинальный разрядный ток (грозовой импульс тока 8/20 мкс), А - 3000 -
Расчетный ток коммутационных перенапряжений на волне 30/60 мкс, А -
125
-
Остающееся напряжение, кВ, не более, при токе грозовых перенапряжений 8/20 мкс с амплитудой:250 А2500 А5000 А 0,850,970,99 1,41,61,7 2,83,23,4
Остающееся напряжение при расчетном токе коммутационных перенапряжений, кВ, не более 0,78 1,3 2,6
Пропускная способность ограничителя:а) 20 импульсов тока прямоугольной формы длительностью 2000 мкс с амплитудой, Аб) 20 импульсов тока 8/20 мкс с амплитудой, А 1253000 1253000 1253000

www.complectprom.ru

2. Выбор ограничителей перенапряжений. / Методика выбора ОПН 0,4

2.1. Предварительный выбор ограничителей.

            Ограничитель перенапряжений, являясь средством ограничения перенапряжений на изоляции электрооборудования подстанций, линий и электрических машин, повышения надежности работы защищаемого объекта, не должен снижать надежности за счет собственного повреждения. Поэтому выбор этих защитных аппаратов, как и выбор любого электротехнического оборудования, должен быть тщательно взвешен и обоснован. В связи с изложенным, выбор ОПН, как правило, выполняется в два этапа:

1) предварительный выбор;

2) после изучения влияющих факторов окончательный выбор.

         Первым, и наиболее важным, шагом для выбора ограничителей является выбор напряжения ОПН с учетом времени его воздействия. Для этого необходимо иметь максимальную информацию о сети (об объекте), где будет работать защитный аппарат.

         Главным обстоятельством, определяющим безаварийную работу ограничителей, является длительное допустимое рабочее напряжение на аппарате. В Российской Федерации и большинстве стран СНГ оно оговорено директивными документами в рамках соответствующих правил и требований (ПТЭ, ПУЭ, РУ). По этим требованиям напряжение на подстанциях в нормальном режиме не должно быть более, чем 1,2 Uном в сетях 3-20 кВ, и 1,15 Uном – на подстанциях 35 кВ. Поскольку воздушные и кабельные линии в сетях до 35 кВ включительно имеют умеренную длину, то ОПН при их установке на линиях длительное допустимое рабочее напряжение может быть принято таким же, что и для ОПН, устанавливаемых на подстанциях.

         Кроме того, условия работы ограничителей перенапряжений, оказываются различными для различных сетей:

- генераторного напряжения 6-24 кВ;

- собственных нужд электростанций 6 кВ;

- распределительных 0,5¸35 кВ, работающих в режиме изолирования нейтрали или ее резонансного заземления через дугогасящий реактор.

         При предварительном выборе величины напряжения 50 Гц, длительно воздействующего на ОПН, следует иметь ввиду, что в сетях до 35 кВ включительно с изолированной или резонансно- заземленной нейтралью при замыканиях на землю одной из фаз на двух здоровых фазах устанавливается линейное напряжение где Uфм - максимальное фазное напряжение.

         При выборе ОПН для установки в нейтрали трансформаторов для защиты дугогасящих реакторов и вращающихся электрических машин в первом приближении можно считать, что на ОПН нейтрали действительно может воздействовать напряжение частотой 50 Гц не более

         Варистор аппарата или ограничитель перенапряжений, рассчитанные на определенное длительное напряжение Uнр, пропускает через себя определенный активный ток, который не нарушает их тепловой баланс (тепловую устойчивость). Это позволяет за счет сокращения длительности воздействия увеличить величину допустимого напряжения. Такие зависимости для аппаратов ЗАО 'Полимер-Аппарат' приведены на рис.2.1и 2.2.

Рис.2.1. Зависимость 'напряжение - время' для ОПН производства ЗАО “Полимер - Аппарат” на базе варисторов с диаметрами 46 мм и 60 мм  А – после нагрева до температуры 60оС без предварительного нагружения; Б – после нагрева до температуры 60оС с предварительным нагружением двумя прямоугольными импульсами 420 и 550 А.

Рис.2.2. Зависимость 'напряжение - время' для ОПН ЗАО “Полимер - Аппарат” на базе варисторов 'Epcos': А – после нагрева до температуры 60оС без предварительного нагружения; Б – после нагрева до температуры 60оС с предварительным нагружением тремя прямоугольными импульсами 800, 1200, 1500 и 2100 А (для варисторов с диаметрами 60 мм, 70 мм , 78 мм и 99 мм).

        Как видно из ряда этих зависимостей, уже предварительно нагруженные энергией ограничители перенапряжений также могут противостоять квазистационарным повышениям напряжения, но несколько меньшей длительности.

         Таким образом, для определения расчетной величины рабочего напряжения ограничителей до 35 кВ включительно необходимо знать величину максимального допустимого рабочего напряжения Uнр и зависимости Кв = U/Uнр из рис.2.1-2.2.

Рассмотрим несколько примеров.

Пример 1. Определить расчетную величину длительного допустимого на  ограничителе 24 кВ ЗАО «Полимер – Аппарат»  напряжения, устанавливаемого на зажимах турбогенератора и в его нейтрали. Время действия защиты при замыканиях на землю 0,5 с, предполагаемый прямоугольный импульс тока 1200 А.

         В подавляющем большинстве случаев для турбогенератора на 24 кВ Uнр на 10% превосходит номинальное напряжение, то есть Uнр = 1,1×24 = 26,4 кВ. По рис.2.2 при tф = 0,5 с., коэффициент Кв изменяется от Кв = 1,43 (при предварительном нагружении удельной поглащаемой энергией при температуре окружающего воздуха +45оС, кривая 2), до 1,51 (в исходном состоянии при температуре окружающего воздуха +45оС, кривая 1). Учитывая жесткие требования к защите турбогенераторов 20 кВ, имеющих большую единичную мощность, с запасом принимаем Кв = 1,43. Поэтому Uрнр = Uнр/ КВ = 26,4/1,48 = 17,9 кВ. Аналогично для ОПН, необходимого для установки в нейтрали турбогенератора, Uрнр = 15,4/= 10 кВ.

Пример 2. Определить расчетную величину длительного допустимого напряжения на ограничителе ЗАО 'Полимер - Аппарат', необходимого для установки на секциях 6 кВ сетей собственных нужд турбогенератора 24 кВ. Время поиска в ликвидации замыкания на землю одной из фаз не более 20 минут, ожидаемый через аппарат ток коммутационных напряжений, равен 500 А.

         Для сетей собственных нужд 6 кВ турбогенераторов 24 кВ Uнр = 6×1,2 = 7,2 кВ. Из зависимости рис. 2.1 при t = 20 мин = 20×60 = 1200 с находим, что коэффициент КВ равен от КВ = 1,34 ( ОПН в исходном состоянии, кривая Б) до КВ = 1,26 (ОПН при предварительном воздействии двух импульсов тока пропускной способности длительностью 2000 мкс с удельной поглащаемой энергией одного импульса 2,1 кДж на 1 кВ Uнр, кривая А). Поэтому Uрнр = Uнр /КВ = 7,2 / 1,26 = 5,8 кВ.

Пример 3. Определить расчетную величину длительного рабочего напряжения на ограничителе ОПН –  35 кВ ЗАО «Полимер – Аппарат», установленного в городской кабельной сети 35 кВ. Время поиска в ликвидации замыкания одной фазы на землю 2 часа. В этом случае Uнр = 1,15× Uном = 1,15×35 = 40,5 кВ. Расчетное время t = 2×60×60 = 7200 с и поэтому из рис. 2.1 коэффициент КВ = 1,18 и Uрнр = Uнр /КВ = 40,5/ 1,18 = 34,3 кВ. Ожидаемый ток коммутационых перенапряжений 420 А.

Пример 4. Определить расчетную величину длительного рабочего напряжения на ограничителе 2,0 кВ ЗАО «Полимер – Аппарат», необходимого для установки в сетях погружного электродвигателя нефтедобычи для защиты от перенапряжений. Время срабатывания защиты от замыкания на землю (снижения изоляции между токоведущими частями и землей) t = 1 с. Ожидаемый ток коммутационных перенапряжений – 300 А. По данным [6,7] Uнр  для названной системы Uнр = Uном = 2 кВ. Из кривой рис.2.1 коэффициент КВ при t=1 с равен КВ= =1,38. Поэтому Uрнр = Uнр /КВ = 2,0/ 1,38 = 1,45 кВ.

Пример 5. Определить рассчетную величину длительного рабочего напряжения на ограничителе 20 кВ ЗАО «Полимер – Аппарат» для установки в воздушной линии небольшой длины для защиты пересечений линий между собой. Время поиска и ликвидации замыкания на землю 30 минут, ожидаемый коммутационный ток через аппарат ~ 550 А. Из рис. 2.1. при t = 30 мин = 1800 с определяем КВ=1,22, поэтому, Uрнр = Uнр/КВ = 24/1,22 = 19,8 кВ (Uнр = Uном×1,2 = 20×1,2 = 24 кВ).

Пример 6. Определить расчетную величину длительного рабочего напряжения на ограничение 10 кВ ЗАО «Полимер – Аппарат», устанавливаемого в разветвленной кабельной сети. Время поиска и ликвидации замыкания на землю 1 час, ожидаемая величина тока коммутационных перенапряжений около 800 А. Напряжение Uнр  для сети 10 кВ равно Uнр = 1,2×Uном=1,2×10 = 12 кВ. Из рис. 2.2. при t = 1 час = 3600 с определяем КВ.=1,22, поэтому Uрнр = Uнр/ КВ = 12/1,22 = 9,9 кВ. 

         Одним из основных параметров, определяющих электрические характеристики нелинейных ограничителей перенапряжений, является величина импульсного (разрядного) тока Iр, допустимого через варисторы упомянутых защитных аппаратов. При значениях тока больше допустимого Iр для выбранных варисторов может произойти их перекрытие по боковой поверхности.

         Импульсные токи через ОПН обычно изучаются по ходу снятия кривых опасных волн [2,5] на ПЭВМ или в полевых условиях. Методика исследования импульсных токов такова: при снятии кривых опасных волн импульсные напряжения на изоляции электрооборудования, например, силового трансформатора, увеличиваются до тех пор, пока их амплитуда не коснется уровня допустимых импульсных воздействий (на плоскости 'напряжение - время') Uдоп.

Так, например, для силовых трансформаторов

                                       Uдоп = 1,1 (Uпв - Uном/2),

для электродвигателей 6 или 10 кВ

                                        Uдоп = ×1,7 ×Uном [8,9],

где  Uпв - полная импульсная испытательная волна по  ГОСТ 1516.3-96;

        Uном  - номинальное напряжение трансформатора со стороны обмотки исследуемой сети или электрических машин.

         При касании импульсных перенапряжений и Uдоп фиксировалась осциллограмма тока через ОПН и далее определялись амплитуда и форма тока. Такая методика изучения импульсных токов через ОПН, реализовывалась с помощью программы “ГРОЗА” для ПЭВМ, разработанной на кафедре электроэнергетики и техники высоких напряжений Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

         Анализ показал, что величина импульсного тока через ограничители перенапряжений зависит от типа подстанции (тупиковая, проходная, многофидерная), числа и количества защитных аппаратов, типа и характеристик самих защитных аппаратов, типа защищаемых машин, конденсаторных батарей, силовых фильтров, расстояния между защищаемым оборудованием и защитным аппаратом, местом установки ОПН (на подстанции или на линии и др.). Однако в большинстве случаев импульсные токи не более, чем приведенные в таблице 2.1. Здесь же отметим, что большинство генераторов напряжением 15, 18, 20, 22 и 24 кВ мощностью более 50 МВт и синхронных компенсаторов 6 и 10 кВ мощностью более 50 МВАр имеют магнитную связь с воздушными сетями (через трансформаторы) и поэтому импульсный ток Iи для ОПН, установленных вблизи упомянутых машин, имеют умеренную величину (Iн 

          Форма импульсных токов через ОПН на подстанциях определяется крутизной приходящих импульсов напряжения, входной емкостью электрооборудования, числом и характеристиками защитных аппаратов, расстоянием между защитными аппаратами и защищаемым электрооборудованием. Длина фронта таких импульсов изменяется в широких пределах от 4 до 12 мкс, длина полуспада ('хвоста') от 15 до 40 мкс. При выборе ограничителей ориентируются на волну 8/20 мкс.

Таблица 2.1

 

Iи, кА

Uном, кВ

подстанции

линии

 

получена

принята

получена

принята

0,5¸2,5

1-2

5

-

-

3

4-5

10

6-8

10

6

4-5

10

7-9

10

10

4-5

10

7-9

10

20

4-5

10

7-9

10

35

4-5

10

10-12

15

 

        Если на подстанции установлены конденсаторные батареи поперечной компенсации, а, на подходах линий к подстанциям – конденсаторы связи, упомянутые волны могут несколько 'растягиваться' и нести большую энергию на 1 кВ Uнр.

         Иные также параметры импульсных волн при установке нелинейных ограничителей перенапряжений на линиях. Здесь при прямых ударах молнии импульсный ток через ОПН имеет большую амплитуду (смотри таблицу 2.1), но несколько снижается длина фронта и длина волны, например, 5/10 мкс.

         Коммутационные токи через ОПН являются одними из основных факторов, определяющих сечение варисторов и вольтамперную характеристику всего защитного аппарата.

         Расчет токов при коммутационных перенапряжениях Iк через ограничители перенапряжений чаще всего выполняется с помощью ЭВМ. Существует ряд программ (в Санкт-Петербургском государственном политехническом университете, НЭТИ, МЭИ,НИИПТ, ВГПИ ²Энергосетьпроект² и др.) для расчета величины и формы этого тока.

         Ток Iк  через ОПН, установленный в конце линии, может быть определен по формуле

                                                 Iк = (Umax -Uост) / Zв.

Если защитный аппарат установлен на питающем конце линии ( на шинах питающей подстанции ), то

                                             Iк =       ,

 

где Umax - амплитуда неограниченных перенапряжений;

      Uост - остающееся напряжение на варисторах ОПН при токе Iк;

      Zв - волновое сопротивление провода относительно земли;

      Lп - предвключенная индуктивность питающей подстанции;

      b = (b1 + w) / 2 - расчетная частота;

      b1 - наименьшая из частот свободных колебаний системы;

       w- частота вынужденной эдс. 50 Гц.

         Токи Iк через ОПН, установленных на зажимах нагрузки, например, электродвигателей определялись по формуле

                                      

где С0 - частичная емкость фазы кабеля на землю; С12 - частичная междуфазная емкость; L - индуктивность коммутируемого электродвигателя; Umax - максимальная амплитуда неограниченных перенапряжений.

         Поскольку ток Iк в свою очередь зависит от Uост (Uост – остающееся напряжение на ОПН), его значение определяется параметрами точки пересечения ВАХ ограничителя и нагрузочной кривой.

         Ориентировочные значения Iк для ОПН разных классов напряжения до 35 кВ включительно приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Характеристики токов Iк

Uном, кВ

Iк для ОПН, установленных на п/ст, А

Iк для ОПН, установленных на линиях, А

0,5-2,5

100-400

-

3

100-400

100-300

6

150-500

150-450

10

200-500

150-450

20

300-550

250-500

35

350-600

300-550

        Для координации характеристик изоляции, перенапряжений и других влияющих факторов важное значение имеет защитный уровень ограничителей.

         Определяющим при выборе защитного уровня ОПН является его назначение (для защиты от грозовых волн или от всех перенапряжений, в том числе от коммутационных) и уровень выдерживаемых перенапряжений изоляцией электрооборудования и линий. В таблицах 2.3 и 2.4 приведены характеристики внутренней изоляции силовых трансформаторов и аппаратов соответственно, где Uнр – наибольшее рабочее напряжение электрооборудования;

Таблица 2.3

Характеристики внутренней изоляции трансформаторов 3-35 кВ

Uном, кВ

Вид оборудования по ГОСТ 1516.3-96

Uн.р., кВ

U1 мин, кВ

Uвыд., кВ

Uи.г.п., кВ

Uвыд.г.п., кВ

 

Нормальная

3,5

18

30,8

44

45,1

3

Облегченная

3,6

10

17,1

-

-

 

Нормальная

6,9

25

24,7

60

59,4

6

Облегченная

6,9

16

27,4

-

-

 

Нормальная

11,5

35

59,8

80

77

10

Облегченная

11,5

24

41

-

-

 

Нормальная

17,5

45

63,5

108

102,3

15

Облегченная

17,5

37

63,3

-

-

 

Нормальная

24

55

93,8

130

121

20

Облегченная

24

50

85,5

-

-

35

Нормальная

40,5

85

145,5

200

181,5

 

Таблица 2.4

Характеристики внутренней изоляции аппаратов 3-35 кВ.

Uном, кВ

Uн.р., кВ

U1 мин, кВ

Uвыд., кВ

Uи.г.п., кВ

Uвыд.г.п., кВ

 

3,6

24

37,2

42

42,9

3

3,6

10

17,1

-

-

 

7,2

32

49,6

57

56,1

6

6,9

16

27,4

-

-

 

12

42

65,1

75

71,5

10

11,5

24

41

-

-

 

17,5

55

85,2

100

93,5

15

17,5

37

65,3

-

-

 

24

65

100,7

120

110

20

24

50

85,5

-

-

35

40,5

75

116,2

185

165

Примечание. В таблицах 2.3 и 2.4 вверху для оборудования с полной, внизу – для оборудования с ослабленной изоляцией.

Uпгп – полная грозовая волна по ГОСТ 1516.3-96;

Uвыд. г.п. – выдерживаемое импульсное напряжение электрооборудования.

В таблице 2.5 и рис.2.3 приведены характеристики изоляции электрических машин.

Таблица 2.5

Характеристики изоляции для электрических машин.

Мощность, кВт

Uном, кВ

Uисп, кВдейст.

Допустимое напряжение, кВ

 

3,15

2Uн+1=7,3

10,3

 

6,0

2Uн+1=13

18,4

До 1000

6,3

2Uн+1=13,6

19,2

 

10

2Uн+1=21

29,7

 

&l

Смежная информация:

polymer-apparat.ru

3.3. Эксплуатационные вопросы ограничителей перенапряжений / Вопросы перенапряжений и их ограничения в сетях низкого, среднего и высокого напряжения / Статьи / ЗАО "ПОЛИМЕР-АППАРАТ" производитель ограничителей перенапряжения (ОПНп) от 0,4 до 750 кВ, ОПН, ОПНп, грозозащита.

3.3. Эксплуатационные вопросы ограничителей перенапряжений.

При выборе точек установки нелинейных ограничителей перенапряжений определялись объекты, для которых в установке ОПН имеется неотложная необходимость, причем от установки ОПН на выбранном объекте будет наибольший эффект. К таким объектам относятся силовые трансформаторы, сборные шины или секции подстанций, выпрямительные станции и др.

Таблица 3.2.

Характеристика аппаратов 0,4 – 27,5 кВ 

Характеристика

Тип ОПН

ОПН-04УХЛ2,ОПН-0,64 УХЛ2, ОПН-0,7УХЛ2, ОПН-1,23 УХЛ2,ОПН-1,28УХЛ2, ОПН-1,8 УХЛ2, ОПНП-0,64УХЛ2,ОПНП-1,23 УХЛ2, ОПНП-1,28 УХЛ2

ОПН-1,5 УХЛ1, ОПН-2,2 УХЛ1, ОПН-3 УХЛ1, ОПНТМ-1,5 УХЛ1, ОПНТМ-3,3 УХЛ1

ОПН-3,3 КС УХЛ1

ОПН-27,5 КС УХЛ1

Номинальное напряжение кВ

0,4-1,8

1,5 – 3,3

3,3

27,5

Наибольшее рабочее напряжение кВ

0,5-2,2

1,5 – 4,0

4,0

30

Расчетный ток коммутационных перенапряжений, А

1000

250

800

800

Uост при расчетном токе коммутацион. перенапряжений, кВ, не более

1,15-5,1

4,1 – 8,2

13,2

77,8

Номинальный разрядный ток, кА

Не нормируется

1,0 – 5,0

10

10

Uост при номиналь-ном разрядном токе, кВ, не более

Не нормируется

4,6 - 10

19,3

102

Пропускная способ-ность при волне 1,2/ 2,5 мс (2 мс) – 20 воздействий, А

400

200-500

350

350

Взрывобезопасность, кА

Не требуется

16

20

20

       Назначение

Вторичные обмотки тяговых трансформаторов электровозов переменного тока

Устройство электроснабжения электрофицированных ж/д переменного тока, электро-оборудования и тяговые электродвигатели, вспомогательные машины электроподвижного состава постоянного тока

Контактная сеть постоянного тока

Контактная сеть переменного тока

Примечание: Расчетный ток коммутационных напряжений в скобках с учетом высших гармоник.

В сетях до 0,4 кВ ограничители перенапряжений должны быть установлены между фазами и землей (иногда между фазами). Основными объектами при этом являются трансформаторы, объекты электронной и полупроводниковой техники, цепи сигнализации, управления и блокировки, электродвигатели и др.

         В сетях 3, 6, 10, 15, 25, 27,5 кВ должны быть защищены трансформаторы, секции,  сборная шина комплектом ограничителей перенапряжений, в сетях 35, 110 и 220 кВ – ограничителями в присоединениях обмоток трансформаторов, сборных шин, в том числе резервных.

         Способ подключения ОПН к сетям в значительной степени зависит от класса напряжения сети. В сетях НН ограничители могут быть подключены к сетям в любом месте, удобном для их монтажа и эксплуатации. Например, около автоматов, пускателей и др.

         Нелинейные ограничители перенапряжений к сетям 3, 6, 10, 15, 25, 27,5 кВ подключаются в ячейке трансформаторов напряжения через свои предохранители или наглухо, а также в свободных (резервных) ячейках через выключатель. В этом случае аппарат считается включенным к сборным шинам (секциям).

         При подключении ОПН до 35 кВ в ячейках трансформаторов напряжения они должны иметь собственные предохранители с вставками порядка 30-40 А (см. дальше). Эксперименты показали, что такие предохранители выдерживают максимально возможные коммутационные токи порядка 400 – 800 А, формой 1,2/2,5 мс. Аппараты 3 – 27,5 кВ к секциям ВН должны быть подключены проводами сечением ~20 кв.мм.

         В сетях 3, 6 и 10 кВ в первую очередь должны быть защищены генераторы, синхронные компенсаторы и высоковольтные электродвигатели (если нейтраль этих машин не выведена, то тремя нелинейными ограничителями перенапряжения, в противном случае, четырьмя ОПН). Кроме того, эти защитные аппараты должны быть подключены к секциям ГРУ, ТП, РП сетей собственных нужд электростанций.

         В сетях 35, 110 и 220 кВ ограничители перенапряжений должны быть установлены для защиты изоляции соответствующих обмоток трансформаторов и автотрансформаторов, сборных шин, в том числе резервных.

         При условии подключения ОПН-3, ОПН-6, ОПН-10, ОПН-15, ОПН-25 и ОПН-27,5 в ячейках ТН аппараты должны иметь собственные предохранители с вставками порядка 15 – 20А (см. дальше). Специальные эксперименты  показали, что такие предохранители выдерживают максимально возможные коммутационные токи порядка 300 – 500 А формой 1,5/2,5 мс.                                            

         Аппараты 3 – 27,5 кВ к сетям должны быть подключены проводами сечением ~20 кв.мм и изоляцией, рассчитанной на 20 – 70 кВ.

         Аппараты могут быть подключены также к фидерам в сторону кабеля (за выключателем) или к зажимам трансформаторов и электродвигателей. В этом случае предохранители не нужны, а провода для подключения должны иметь сечения ~20 кв.мм.

         Нелинейные ограничители перенапряжений 35, 110 и 220 кВ к ОРУ соответствующего класса напряжения могут подключаться взамен существующих штатных вентильных разрядников или в линейных ячейках на соответствующих конструкциях, отвечающих правилам техники безопасности и устройства электроустановок.

         При эксплуатации нелинейных ограничителей перенапряжений необходимо соблюдать следующие правила:

1. Эксплуатация должна вестись в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок;

2. Условия эксплуатации внешней изоляции (фарфоровых или стеклянных покрышек) определяются общими требованиями, предъявляемыми к внешней изоляции соответствующих классов напряжения;

3. Профилактические испытания нелинейных ограничителей перенапряжения должны проводится не менее чем 1 раз в три года. Для этого к ограничителю перенапряжений прикладывается максимальное расчетное напряжение; при этом ток через варисторы должен быть не более 0,45 мА для ОПН-3, ОПН-6, ОПН-10, ОПН-15, ОПН-25, ОПН-35, 1мА для ОПН-110 и ОПН-220;

4. При испытаниях изоляции электрооборудования и фидеров, нелинейные ограничители перенапряжений должны быть отключены от сети во избежание массового выхода из строя. Это объясняется тем, что испытательное напряжение всех видов оборудования, в том числе сборных шин (секций) и фидеров значительно выше, чем максимальное рабочее напряжение нелинейных ограничителей перенапряжений.

Методика расчета предохранителей для подключения к сетям подробно изложена в литературе.

При нормальном режиме без перенапряжений через ОПН течет ток, величина которого составляет доли миллиампера. При перенапряжениях через аппарат могут иметь место токи коммутационного характера (миллисекундного диапазона) величиной до 500 – 600 А и импульсного характера до 4 – 5 кА. И, наконец, при повреждении ОПН через них будут протекать токи короткого замыкания (килоамперы) с учетом остаточного сопротивления варисторов. Предохранители ОПН, разумеется, без срабатывания  должны пропускать первые три тока,  а  срабатывать  только при КЗ. Поэтому выбор сечения плавких вставок должен производится таким образом, чтобы предохранители при коммутационных и импульсных токах не  срабатывали.

         Полагаем, что проводник плавкой вставки из меди. Удельное сопротивление ro такой проволоки при температуре Тo = 200С  равно   ro = 1,78 х 10-8 Ом х м, при плавлении меди (Тпл = 10830С) оно растет до величины rт = rо [1+a ( Тпл -  Тo) = 1,78 х 10-8 [1 + 3,8 x 10-3(1083 – 20)] = 8,9 х 10-8 Ом х м. Поэтому в таблице 3.3. результаты расчета зависимости d =f1 (Imax 8/20мкс) и d = f2 (Imax 1,2/2,5мкс) приведены для упомянутых двух величин rт и rо. Здесь волна 8/20 мкс эквивалентирует стандартный грозовой импульс, волна 1,2/2,5 мс – стандартный коммутационный импульс.

     Таблица 3.3.

Результаты расчета характеристик плавких вставок 

Диамер вставк, мм

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,4

0,5

Imax 8/20 мкс при rо, кА

0,30

1,18

2,65

4,72

 7,37

 10,6

 14,4

 17,8

29,5

Imax 8/20 мкс при rт, кА

0,13

0,53

1,19

2,12

 3,31

 4,77

 6,5

 8,5

 13,2

Imax 1,2/2,5 мкс при rо, А

34

136

306

544

 830

 1224

 1666

 2176

 3400

Imax 1,2/2,5 мкс при rт, А

15,3

61

137

244

 381

 549

 747

 976

 1526

 

По данным таблицы 3.3 можно решить прямую или обратную задачи. При известных токах коммутационных Iк и грозовых Iи перенапряжений можно найти требуемый диаметр плавкой вставки. Так, например, независимо от класса напряжения ОПН при токе Iк = 400 А, Iи = 5кА диаметр проволоки должен быть по требованиям грозовых токов dи = 0,33 мм, коммутационных токов dк = 0,27 мм, поэтому с некоторым запасом принимаем d ~ 0,4 мм. Если, наоборот, известен диаметр проволоки (например, d = 0,2 мм), можно найти пределы токов, при которых плавкая вставка может перегорать (Iк = 244 – 544 А, Iи = 2,12 – 4,72 кА), поэтому расчетный ток должен быть ниже левой границы упомянутых токов.              

         В комплект нелинейных ограничителей перенапряжений 110 кВ и выше обычно входят и устройства регистрации токов утечки через ОПН под рабочим напряжением. Вместе с тем, аппараты ниже 35 кВ, выпускаемые различными организациями, как правило, не обеспечиваются упомянутыми устройствами, контролирующими работоспособность ОПН.

         В ряде случаев, в условиях эксплуатации, ограничители перенапряжений повреждаются. Анализ таких случаев показывает, что выход из строя ограничителей высших и средних классов напряжения в основном связан с несоответствием технических параметров защитных аппаратов и технических условий их эксплуатации. Вкратце рассмотрим эти случаи:

а) в одной из энергосистем причиной выхода из строя ОПН-10 кВ производства Великолукского завода высоковольтной аппаратуры являлись феррорезонансные явления, связанные с трансформаторами напряжения, на эту мысль привел факт выхода из строя нескольких штук ОПН на одной и той же фазе;

б) в одной из энергосистем повреждения ОПН-6 были связаны с обыкновенными длительными металлическими замыканиями на землю, в то же время как аппараты были изготовлены для горных предприятий, в которых имеет место достаточно быстрая защита от замыкания на землю;

в) на одном из комбинатов целлюлозно-бумажной промышленности повреждения ОПН были связаны с феррорезонансными перенапряжениями в присоединении силовой трансформатор – кабель 6 кВ, возникающими при неполнофазных режимах присоединения;

г) в одной энергосистеме причиной повреждения ограничителей перенапряжений 10 кВ было включение их к батарее конденсаторов (БСК), в то же время как пропускная способность защитных аппаратов не была рассчитана на БСК.

        Поскольку варисторы ОПН в течение всего срока службы аппарата находятся под напряжением, возникла проблема обеспечения надежной работы аппарата в районах с повышенным загрязнением атмосферы. Как показывает опыт эксплуатации, расчеты и анализ литературы, наблюдались случаи разрушения ОПН, установленных в таких районах.  Проанализируем причину выхода из строя аппаратов.

         При увлажнении загрязненной поверхности аппарата по ней течет ток утечки, который может достигать нескольких десятых долей ампера. Это приводит к подсушке поверхности покрышки с образованием узких поперечных зон, ширина которых ограничивается межреберным расстоянием. Увеличение сопротивления подсушенных зон вызывает перераспределения напряжения поверхности и повышение напряжения на подсушенных зонах. Это приводит, в свою очередь, к возникновению разности   потенциалов   между   наружными   поверхностями   покрышки   и варисторов (DU) до нескольких киловольт.                       

Наличие DU значительной величины приводит к протеканию токов смещения между поверхностями покрышки и варисторов, что вызывает увеличение тока через варисторы, их дополнительный нагрев и ускоренное старение.

         Для борьбы с такими явлениями в литературе рекомендуются следующие пути:

· Увеличение диаметра варисторов и переход от многоколонковых к одноколонковым ОПН;

· Уменьшение высоты ОПН, что допустимо при увеличении рабочего градиента напряжения варисторов;

·  Уменьшение межреберных расстояний покрышки, что возможно применением стеклопластиковых корпусов;

·  Применение заливочных композиций (между варисторами и корпусом) с низкой диэлектрической пропускаемостью.

В ряде случаев на подстанциях всех классов напряжения, в том числе средних, одновременно на работе находятся вентильные разрядники и нелинейные ограничители перенапряжений. Это вызвано одной из следующих причин:

-  при выходе из строя разрядников не находятся резервные и приходится их заменить ограничителями перенапряжений;

-  по плану модернизации необходимо все вентильные разрядники заменить на ограничители перенапряжений, но по причине нехватки финансовых ресурсов на распред. устройстве проводят замену части разрядников на ОПН;

-  по причине нехватки финансовых возможностей, даже на разных фазах комплекта защитных аппаратов стоят ОПН и вентильные разрядники.

Сравнительный анализ показывает, что при установке одновременно на подстанциях вентильных разрядников и ограничителей перенапряжений, естественно, основную «нагрузку» на себя берут последние ввиду их лучшей  вольтамперной характеристики, по этой причине ОПН могут повредиться, поэтому в подобных случаях должен быть индивидуальный подход к каждому конкретному случаю «смешанной» установки защитных аппаратов различных типов.

На эффективность нелинейных ограничителей перенапряжений указывалось выше. Здесь лишь приведем общие выводы об эффективности ОПН при организации грозозащиты и при собственных полевых измерениях неограниченных и ограниченных внутренних перенапряжений, возникающих в сетях 6, 10 и 35 кВ различных энергосистем и промышленных предприятий России. Проведение таких измерений в сетях электрифицированной железной дороги затруднено. Как отмечалось, нелинейные ограничители перенапряжений 0,22 – 220 кВ взамен вентильных разрядников в несколько раз улучшают грозозащиту.

         При использовании этих защитных аппаратов в каскадных схемах грозозащиты подстанций, показатель надежности возрастает больше.

         На рис.3.1., 3.2, 3.3 приведены схемы измерения перенапряжений в сетях 6, 10 и 35 кВ.

         В первой из них возбуждались дуговые и коммутационные перенапряжения, во второй – дуговые, а в третьей – коммутационные и феррорезонансные перенапряжения.

         На рис. 3.4, 3.5 и 3.6 приведено распределение кратности при наличии и отсутствии соответствующих нелинейных ограничителей перенапряжений. Из этих рисунков видно, что:

-   при отсутствии в исследованной схеме 6 кВ ОПН дуговые перенапряжения имели максимальную кратность К=3,4, в то же время как установка ОПН-6 снизила максимальную кратность до уровня К=2,4;

-   в этой схеме сети 6 кВ при коммутациях ненагруженного силового трансформатора неограниченные перенапряжения имели максимальную кратность более 6,0, в то же время ограниченные, с помощью ОПН-6, перенапряжения имели максимальную кратность не более 2,7, где максимально проявилось эффективность защитных аппаратов;

-   в сети 10 кВ зафиксированы ограниченные и неограниченные перенапряжения, искусственно возбужденные при дуговых замыканиях одной из фаз на землю; в первом случае максимальная кратность составила Кmax = 3,5, а во втором Кmax = 2,6, что значительно ниже кратности испытательного напряжения электродвигателей;

-   измерения в сети 35 кВ показали еще большую эффективность нелинейных ограничителей перенапряжений при глубоком ограничении перенапряжений. Так, перенапряжения, возникающие при коммутациях силового трансформатора 35 кВ и феррорезонансе без ОПН имели кратность Кmax = 7,0. Подключение упомянутых защитных аппаратов к сети снизило максимальные кратности до уровня 2,9 и 3,1 соответственно.

polymer-apparat.ru

Что Такое Опн В Электрике. Выбираем Автомобиль. 1km-auto

Применение ограничителей перенапряжения (ОПН)

Назначение ограничителей перенапряжения (ОПН)

Ограничители перенапряжения (ОПН) 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.

Оксидно-цинковые резисторы позволяют применять 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.

Нормативные документы по использованию ограничителей перенапряжения (ОПН)

В настоящее время существуют следующие нормативные документы, которые в той или иной мере рассматривают вопросы защиты электропитающих установок от перенапряжений:

Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений (РД 34.21.122-87)

Временные указаниях по применению УЗО в электроустановках зданий (Письмо Госэнергонадзора России от 29.04.97 № 42-6/9-ЭТ разд.6, п. 6.3)

ГОСТ Р 50571.18-2000, ГОСТ Р 50571.19-2000, ГОСТ Р 50571.20-2000.

Технические характеристики ограничителей перенапряжения (ОПН)

Наибольшее длительно действующее рабочее напряжение (Uc) - это наивысшее эффективное значение напряжения переменного тока, которое может быть подведено к зажимам ОПН без ограничения времени.

Номинальное напряжение - это нормативный параметр согласно МЭК99-4, определяющий значение переменного напряжения, которое ОПН должен выдерживать в течение 10 секунд при рабочих испытаниях.

Ток проводимости - это ток, текущий через ОПН под влиянием напряжения, приложенного к зажимам ОПН в условиях эксплуатации. Этот ток состоит из активной и емкостной составляющих и его величина составляет несколько сот микроампер, По этому току в эксплуатации производится оценка качества работы ОПН.

Устойчивость ОПН к медленно изменяющемуся напряжению -это способность ОПН выдерживать повышенный уровень напряжения промышленной частоты без разрушения в течение заданного времени. По этому значению напряжения производится настройка защитного отключения ОПН по истечению заданного времени.

Номинальный разрядный ток - это ток по которому классифицируется защитный уровень ОПН в грозовом режиме при импульсе 8/20 мкс.

Расчетный ток коммутационного перенапряжения - это ток, по которому классифицируется защитный уровень при коммутационных пере напряжениях с параметрами импульса 30/60 мкс.

Предельный разрядный ток - это пиковое значение грозового разрядного тока формой 4/10 мкс, который применяется для проверки прочности ОПН в случае прямого удара молнии в месте его установки.

Токовая пропускная способность - это норматив ресурса ОПН за весь срок эксплуатации при наиболее неблагоприятных случаях ограничения как грозовых, так и коммутационных перенапряжений. Эквивалентом пропускной способности является класс разряда линии, который по МЭК99-4 имеет 5 классов.

Устойчивость к короткому замыканию в ОПН - это способность поврежденного ограничителя выдерживать без взрыва покрышки токи короткого замыкания сети в месте установки ОПН.

Конструкция ограничителей перенапряжения (ОПН)

Большинство крупных фирм производителей электротехнической продукции при разработке и выпуске ОПН используют те же конструкторские решения, технологии и дизайн, что и для производства других электроустановочных изделий. Это касается габаритных размеров, материала корпуса, применяемых технических решений для установки изделия в электроустановку потребителя, внешнего вида и других параметров. Дополнительно к конструкции ограничителей перенапряжений могут быть предъявлены следующие требования:

Корпус устройства должен быть выполнен с соблюдением требований по защите от прямого прикосновения (класс защиты не ниже IP20)

Отсутствие риска возгорания устройства защиты или короткого замыкания в линии в случае его выхода из строя в результате перегрузки

Наличие простой и надежной индикации выхода из строя, возможность подключения дистанционной сигнализации

Удобство монтажа на объекте (установка на стандартную DIN рейку, совместимость с автоматическими предохранителями большинства европейских производителей: ABB, Siemens, Schrack и др.)

Устройства защиты от перенапряжения в электрических сетях

Автоматические защиты от перенапряжения в сети отлично справляются с задачами быстро снять напряжение с электроприемников уже многие десятилетия. Их по старинке электрики называют Разрядники .

Объяснить это можно тем, что первоначальные конструкции использовали принцип разряда через искровой промежуток. Этот термин плавно перешел к последующим устройствам на базе полупроводниковых элементов или металл-оксидных варисторах. Хотя их называют еще ОПН или Ограничители повышенного напряжения .

Многие ведущие производители бытовой техники встраивают защиту ОПН в свои изделия. Поэтому новые холодильники при созданном критическом режиме электриками просто отключились. Эта функция указывается в паспорте на изделие.

Перенапряжения чаще всего появляются при грозе, когда молния проникает в электрические сети через протяженные ЛЭП. Не исключен также вариант пробоя изоляции высоковольтного оборудования с проникновением высокого потенциала в низковольтную схему. Для таких случаев защиты систем 0,4 кВ используются трехфазные или однофазные устройства.

Принципы работы ограничителей перенапряжений 0,4 кВ

Их подключают между фазным проводом и контуром земли. При обычных условиях эксплуатации сквозь них протекает очень маленький ток с емкостной характеристикой — в доли миллиампер.

Во время превышения допустимой нормы напряжения происходит пробой на землю с отводом энергии через РЕ-проводник за счет теплового рассеивания. Одна из основных задач надежной работы разрядника — исключение ложных действий от рабочих нагрузок в электросети промышленной частоты.

Классификация ОПН 0,4 кВ

Такие устройства выпускаются трех классов: В , С , D . Они работают в комплексе и последовательно снижают уровень опасной энергии.

Ограничители класса В задействуют на вводах зданий как внутреннюю защиту от молний и перенапряжений от коммутаций силовой распределительной сети, главного распред щита с вводным электросчетчиком.

ОПН с классом С монтируют в вводных щитах подъездов или этажей для ликвидации перенапряжений, прошедших через устройства класса В.

Класс D окончательно устраняет последствия аварийного режима в жилом помещении, предохраняет бытовую технику от повреждений. Только комплексное включение дает гарантию защиты.

Промышленные конструкции разрядников

Их устанавливают во всех схемах, особенно там, где оборудование размещено на открытом воздухе. Габариты, мощность и величина рабочего напряжения подбираются к конкретным условиям эксплуатации.

По конструктивному исполнению их подразделяют на:

воздушные

вентильные односекционные или из нескольких блоков

магнитовентильные.

Разрядники воздушного типа — это полимерная дугогасительная трубка, подвергающаяся термическому разрушению (деструкции). Процесс гашения избыточного потенциала сопровождается большим газовыделением. В их конструкции обычно применяют внутренний и внешние промежутки.

Вакуумные разрядники часто делают с дополнительными управляющими электродами: тригитроны имеют один, а крайтроны — два дополнительных контакта для расширения возможностей регулирования. Изготавливают их в разных корпусах.

Газовые разрядники имеют сходное устройство, но у них между внешними электродами закачан инертный газ. Конструкция и рабочие состояния разрядников с инертным газом показаны на картинке.

Вентильные разрядники состоят из многократно повторяющихся искровых промежутков и последовательно подключенных резисторов — вилитовых дисков, которые надежно герметизируют от атмосферных воздействий. Нелинейная вольтамперная характеристика вилита позволяет пропускать через него большие величины токов при маленьком падении напряжения.

Такие конструкции не осуществляют выброс газов и пламени в воздух, бесшумны в работе. Их применяют на ответственных объектах.

Защита фазы шин и ТН-110 посредством ОПН-110 показана на фотографии.

Размеры и конструкция из трех вентильных разрядников РВС-110 кВ демонстрирует картинка.

Магнитовентильные разрядники РВМГ состоят из последовательных секций вентильных блоков с магнитными искровыми промежутками из постоянных магнитов в фарфоровом цилиндрическом корпусе.

Высоковольтный промышленный ограничитель перенапряжения типа Siemens 3EL2 на фоне опоры высоковольтной ЛЭП 330 кВ выглядит очень внушительно.

Перечень типов разрядников и их свойства можно еще продолжать. Таких конструкций разработано много потому, что атмосферные и коммутационные причины возникновения перенапряжений в электрической сети имеют возможность проявиться в любой неблагоприятный момент времени. А последствия от их воздействия и разрушения оборудования — огромны.

Ограничитель перенапряжения — принцип работы, где купить дешевле

Сетевой фильтр или ограничитель перенапряжения представляет собой устройство, подключенное к сети питания, для того чтобы предотвратить повреждение электронного оборудования от скачков напряжения. В нашей статье мы рассмотрим их виды, основные правила установки и советы по эксплуатации.

Принцип работы

Данные защитные устройства, предназначены в первую очередь для связи между проводником электрической системы и заземлением, чтобы ограничить величину переходных перенапряжений на оборудование.

Фазовый ограничитель

Ограничитель перенапряжения ОПН состоит из дисков, изготовленных из оксида цинка материала, который обладает низким сопротивлением при высоком напряжении и высокой стойкостью при низком напряжении. Диски помещены в фарфоровые корпуса для обеспечения физической поддержки, отвода тепла, и изоляции от загрязнений внутренних деталей. В случае удара молнии или коммутационных перенапряжений, импульсный ток ограничивается специальной встроенной схемой.

Устройство защиты от перенапряжений направляет избыточный заряд в провод заземления розетки, защищая от него через электронные устройства и в то же время позволяя нормальному напряжению поступать к аппаратуре. Перепады в электрической сети могут повредить компьютерное оборудование, сжечь провода, и даже уничтожить любые сохраненные данные. Сетевые фильтры также могут защитить телефонных и кабельных линий.

Видео: принципы работы ограничителя перенапряжения

Перед тем, как купить ограничитель перенапряжения ОПН, нужно определить цель, для которой он необходим, и решить некоторые монтажные вопросы:

1. Сколько точек вам нужно?

Определить, сколько элементов будет подключено к одной розетке, и приобрести один ограничитель напряжения, который будет отвечать количество устройств. Помните, что трансформаторные пробки шире стандартного разъема ограничителя. Многие сетевые фильтры предназначены для размещения в трансформаторе УЗО, чтобы не блокировать соседние розетки. Данные показатели не важны для устройств типа ОПН-10, ОПН 6 и ОПНП, которые подключаются непосредственно сеть.

2. Замерить напряжение

Отраслевым стандартом для оценки электрической энергии являются джоули. Именно в Джоулях сетевой фильтр сообщает нам, сколько энергии устройство защиты от перенапряжений может поглотить, прежде чем оно выходит из строя. Большее число указывает на большую защиту. Соответственно, для дома с большим количество мощных электрических приборов понадобится хороший импульсный ограничитель.

3. Подключаемое оборудование

Бытовая электроника, компьютеры, оргтехника и инструменты домашнего мастера имеют разные потребности в защите. Желательно выбрать сетевой фильтр для защиты всего оборудования, и, в том числе телефонных линий (RJ-11), компьютерные сети (RJ-45), разъемы и кабельные (коаксиальный). Для этих целей подойдут модели типа abb.

4. Индикаторы работы

Большинство ограничителей оснащены диагностическими светодиодами, которые подтверждают наличие питания и рабочее состояние защиты. После неоднократных скачков напряжения, защитные схемы могут выгореть, поэтому наличие дисплея или хотя бы сигнализирующих ламп очень важно (на моделях ОПНП, ОПН-П и ОПС типа УХЛ отсутствует).

Ограничитель с индикатором

Виды ограничителей

Существует огромное количество разнообразных защитных устройств:

  • ограничитель высоковольтный нелинейный, предназначений дл перенапряжений сети от 800 В – abb, ОПС1 и все серии ОПН
Строение ограничителя
  • импульсные устройства типа варисторов, представлены моделями ECOTEC
  • сетевые фильтры для защиты оргтехники – OVR
  • реле контроля – применяется не только для защиты сети, но и её диагностики.

Устанавливаем ограничитель в щиток

При установке линейных ограничителей ОПН 10 необходимо зажать контакты устройства при помощи специальных клемм. Один контакт обязательно отводится на заземляющее устройство, либо трансформатор, второй – на сеть.

Схема защиты оборудования

Последовательность работы следующая:

  • снять контр-гайку, болты и ниппели у ограничителя
  • закрепить гровер между шайбой и контр-гайкой
  • закрепить следующий электростатический диск
  • прикрепить секции к ОПН при помощи болтов и гаек.
Схема подключения опн Схема: как подключить опн

Для установки оборудования в частном доме (имеется в виде, не на производстве), допускается использование до 5 защитных пластин (в прайсе стоимости обязательно указывается цена за одну пластину).

Советы при монтаже и эксплуатации

  1.  Ограничитель перенапряжения нельзя собирать в горизонтальном положении
  2. Длина провода, отходящего от ОПН должна быть не более 3 метров, иначе нагрузка на устройство будет слишком большой и фильтр быстрее выйдет из строя
  3. Все провода, идущие от ОПН должны быть короткими, петли закругленными, а контакты изолированными
  4. Керамические ограничители допускается использовать как опоры для шин, если общая масса не превышает 30 килограмм.

Стоимость защитных устройств может варьироваться от нескольких десятков до сотен и даже тысяч. Все зависит от максимально допустимого напряжения и способности рассеивать энергию.

Область применения

Ограничители используются в частных домах, квартирах многоэтажек, на производстве, для защиты помещений от замыканий и ударов молний (импульсных скачков напряжения).

Источники: http://electricalschool.info/main/elsnabg/220-primenenie-ogranichitelejj.html, http://ingsvd.ru/main/electrics/1083-ustroystva-zaschity-ot-perenapryazheniya-v-elektricheskih-setyah.html, http://www.asutpp.ru/ogranichitel-perenapryazheniya.html

Комментариев пока нет!

www.1km-auto.ru

4. Примеры выбора ограничителей перенапряжений 0,5¸35 кВ. / Методика выбора ОПН 0,4

4.1. Выбор ОПН на 2,5 кВ ЗАО «Полимер – Аппарат» для защиты от перенапряжений погружного электродвигателя и его присоединения для добычи нефти.

        Время отключения ОДЗ ~1 с., ток короткого замыкания 4 кА. Рабочее напряжение погружных электродвигателей, выполняемых в виде труб длиной около 6 м, определяется глубиной скважины. Они питаются с помощью специальных погружных кабелей, а в качестве коммутационного аппарата используется вакуумный коммутатор [6,12]. Кроме того, между присоединением 2,5 кВ и питающей воздушной сетью 6 кВ устанавливается один (однотрансформаторная схема) или два последовательных трансформаторов (двухтрансформаторная схема).

         При таких схемах импульсный ток через ОПН, устанавливаемый в начале питающего кабеля (сразу после вакуумного контактора) – составляет не более 1 кА (благодаря трансформаторам связи), ток коммутационных перенапряжений не более 200 А, расчетная величина максимального длительного рабочего напряжения с учетом вольтвременной характеристики варисторов ЗАО «Полимер – Аппарат» при времени замыкания на землю tз=1с не более 1,8 кВ. У такого аппарата Uост при грозовых перенапряжениях не более 6,1 кВ, при коммутационных перенапряжениях – 5,6 кВ. Поскольку испытательное напряжение названных электродвигателей при импульсах равно Uост = 6,8 кВ, обеспечивается координация изоляции. Аппарат должен быть изготовлен на ток короткого замыкания 5 кА.

 

4.2. Выбор ограничителя перенапряжений для защиты электродвигателя 6 кВ    ЗАО «Полимер – Аппарат».

        Время отключения ОДЗ ~ 20 мин. Ток   в точке установки аппарата 8 кА.

         Как отмечалось в предыдущих главах технической записки, в сетях собственных нужд 6 кВ Uнр = 7,2 кВ. Из вольтвременной зависимости ЗАО «Полимер – Аппарат» (рис.2.1) для времени t = 20 мин. = 1200 с определяем коэффициент Кв = 1,26 и поэтому расчетная величина максимального длительно допустимого напряжения Uрнр = 7,2/1,26 = 5,8 кВ. У этого защитного аппарата с большим запасом амплитуда прямоугольного импульса тока длительностью 2000 мкс равна 500 А, Uост при коммутационном токе равно 14,2 кВ, при грозовом импульсе тока 5 кА равно 18,5 кВ. В то же время при мощности машин 6 кВ до 1000 кВт допустимое напряжение находится около 19 кВ, при мощности свыше 1000 кВт – около 21 кВ. Таким образом, обеспечивается координация изоляции (тем более в сетях собственных нужд разрядный ток будет значительно меньше 5 кА).

         Кроме того, ток срабатывания взрывопредохранительного устройства Iкз ОПН = 10 кА, что больше тока трехфазного короткого замыкания = 8 кА в месте установки выбранного ограничителя перенапряжений.

 

4.3. Выбор ограничителя ОПН-10 ЗАО «Полимер – Аппарат» для установки в кабельной сети.

        Время ликвидации ОДЗ равно 2 часам. Ток замыкания на землю 300 А при коэффициенте недокомпенсации  d = 10%. Ток короткого замыкания в месте установки ОПН =7 кА.

         Для сети 10 кВ Uнр = 12 кВ. По вольтвременной характеристике аппаратов ЗАО «Полимер – Аппарат» по рис. 2.1 для ОПН-10 при t = 2 ч. = 2×60×60 = 7200 с коэффициент Кв равен Кв = 1,18. Поэтому расчетная величина максимального длительно допустимого напряжения равна Uрнр = 12/1,18 = 10,2 кВ. Таким аппаратом является ОПН-10 выпускаемой фирмой. У этого аппарата Iр = 10 кА, амплитуда прямоугольного импульса тока длительностью 2000 мкс равна 420 А, Uост при коммутационных и грозовых импульсах соответственно равно токе 24,8 и 35,2 кВ.

         Для кабельных сетей грозовые перенапряжения не играют существенной роли, поэтому за основу принимаем Uост = U420 = 24,8 кВ.

         Определим энергию, поглощаемую выбранным ОПН-10 в процессе дуговых замыканий на землю одной из фаз. По данным [13] для тока однофазного замыкания на землю, равном 300 А и U450 = 24,8 кВ рассеиваемая ограничителем энергия за один цикл ²гашение - зажигание² Э1 @ 0,13 кДж.

         Расчетное число повторных зажиганий определяем по формуле

                                n = 30 - d × Ic = 30 - 0,1 ×30 = 27,

где Ic – ток недокомпенсации, то есть Ic = d × Iз. Полная энергия Эå = Э1× n = 0,13×27 = = 3,5 кДж, то есть выполняется условие ЭОПН >> Эå, что обеспечит стабильность работы ОПН.

         Сравнение UостВП = 24,8 кВ выбранного ограничителя с испытательными напряжениями соединительных и концевых муфт силовых кабелей с пропитанной бумажной изоляцией и кабелей с бумажной изоляцией (таблицы 2.6 и 2.7) показывает, что выбранный ограничитель обеспечивает достаточно большую надежность защиты ( достаточно большой интервал координации).

         Ток срабатывания взрывопредохранительного устройства выбранного аппарата равен 20 кА, что значительно больше тока трехфазного короткого замыкания в месте установки ОПН (7 кА).

 

4.4. Выбор ограничителя ЗАО «Полимер – Аппарат» для защиты подстанций 35 кВ.

        Время замыкания на землю в сети 2 часа. Ток трехфазного к.з. в месте установки ОПН-9 кА. За основу примем ОПН-35, выпускаемые ЗАО «Полимер – Аппарат». Для рассматриваемой сети Uнр = 40,5 кВ. Из вольтвременной зависимости для аппаратов ЗАО «Полимер – Аппарат» (рис.2.1) при времени t = 2×60×60 = 7200 с принимаем Кв = 1,18, поэтому расчетное значение длительно допустимого на ОПН рабочего напряжения Uрнр = 40,5 /1,18 = 34,3 кВ. 

Для выбранного аппарата:

-   Uнр = 37 кВ;

-         номинальный разрядный ток – 10 кА;

-         амплитуда прямоугольного импульса тока длительностью 2000 мкс – 550 А;

-         Uост при номинальном разрядном токе составляет 117 кВ;

-         Uост при коммутационном токе 550 А  85 кВ

         Как видно из сопоставления этих характеристик и данных таблиц 2.1¸2.4, выбранный аппарат вполне отвечает требованиям по координации изоляции электрооборудования 35 кВ.

         И, наконец, ток срабатывания взрывопредохранительного устройства выбранного ограничителя равен 10 кА, что значительно больше тока трехфазного короткого замыкания в месте установки ограничителя перенапряжений.

polymer-apparat.ru

Ограничители перенапряжения нелинейные ОПНп-0,4 УХЛ1,2

Ограничители перенапряжения нелинейные ОПНп-0,4 УХЛ1,2

Ограничители перенапряжения нелинейные типа ОПНп-0,4 кВ предназначены для защиты изоляции электрооборудования сетей переменного тока частотой частотой 50 Гц с номинальным напряжением 0,4 кв.

Ограничители перенапряжения нелинейные типа ОПНп-0,4 кВ предназначены для работы в районах с умеренным и холодным климатом и промышленной атмосферой при сильном загрязнении внешней среды на открытом воздухе. Предельное верхнее значение температуры окружающей среды - плюс 45 С градусов, нижнее - минус 60 С градусов. Высота установки ограничителя - не более 1000 м над уровнем моря. 

Ограничители перенапряжения нелинейные типа ОПНп-0,4 кВ представляют собой защитный аппарат опорного исполнения, содержащие оксидно-цинковые варисторы, заключенные в герметизированный полимерный корпус из кремний- органической резины (для категории размещения "1") или полимерного материала (для категории размещения "2")

Ограничители перенапряжения нелинейные типа ОПНп-0,4 кВ соответствует требованиям технических условий ТУ 3414-001-59487440-2003

Характеристика ограничителей перенапряжений типа ОПНп-0,4 кВ

Наименование параметра ОПНп-0,22 ОПНп-0,38 ОПНп-0,66
Класс напряжения сети, кВ 0,22 0,38 0,66
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ограничителя Uнд, кВдейств. 0,26 0,40 0,80
Номинальный разрядный ток (грозовой импульс тока 8/20 мкс), А 3000
Расчетный ток коммутационных перенапряжений на волне 30/60 мкс, А 125
Остающееся напряжение, кВ, не более, при токе грозовых перенапряжений 8/20 мкс с амплитудой:250 А2500 А5000 А 0,850,970,99 1,41,61,7 2,83,23,4
Остающееся напряжение при расчетном токе коммутационных перенапряжений, кВ, не более 0,78 1,3 2,6
Пропускная способность ограничителя:а) 20 импульсов тока прямоугольной формы длительностью 2000 мкс с амплитудой, Аб) 20 импульсов тока 8/20 мкс с амплитудой, А 1253000 1253000 1253000

* Используется только при параллельном подключении не менее двух ОПН.

Ограничители перенапряжения нелинейные ОПНп-0,4 УХЛ1,2

Ограничители перенапряжения нелинейные типа ОПНп-0,4 кВ предназначены для защиты изоляции электрооборудования сетей переменного тока частотой частотой 50 Гц с номинальным напряжением 0,4 кв.

Ограничители перенапряжения нелинейные типа ОПНп-0,4 кВ предназначены для работы в районах с умеренным и холодным климатом и промышленной атмосферой при сильном загрязнении внешней среды на открытом воздухе. Предельное верхнее значение температуры окружающей среды - плюс 45 С градусов, нижнее - минус 60 С градусов. Высота установки ограничителя - не более 1000 м над уровнем моря. 

Ограничители перенапряжения нелинейные типа ОПНп-0,4 кВ представляют собой защитный аппарат опорного исполнения, содержащие оксидно-цинковые варисторы, заключенные в герметизированный полимерный корпус из кремний- органической резины (для категории размещения "1") или полимерного материала (для категории размещения "2")

Ограничители перенапряжения нелинейные типа ОПНп-0,4 кВ соответствует требованиям технических условий ТУ 3414-001-59487440-2003

Характеристика ограничителей перенапряжений типа ОПНп-0,4 кВ

Наименование параметра ОПНп-0,22 ОПНп-0,38 ОПНп-0,66
Класс напряжения сети, кВ 0,22 0,38 0,66
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ограничителя Uнд, кВдейств. 0,26 0,40 0,80
Номинальный разрядный ток (грозовой импульс тока 8/20 мкс), А 3000
Расчетный ток коммутационных перенапряжений на волне 30/60 мкс, А 125
Остающееся напряжение, кВ, не более, при токе грозовых перенапряжений 8/20 мкс с амплитудой:250 А2500 А5000 А 0,850,970,99 1,41,61,7 2,83,23,4
Остающееся напряжение при расчетном токе коммутационных перенапряжений, кВ, не более 0,78 1,3 2,6
Пропускная способность ограничителя:а) 20 импульсов тока прямоугольной формы длительностью 2000 мкс с амплитудой, Аб) 20 импульсов тока 8/20 мкс с амплитудой, А 1253000 1253000 1253000

* Используется только при параллельном подключении не менее двух ОПН.

fsk-nsk.ru


© ЗАО Институт «Севзапэнергомонтажпроект»
Разработка сайта