Что такое ограничитель перенапряжения и как он работает?

Что такое УЗИП и от чего оно защищает?

Импульсное длится не более 1 миллисекунды.

Никакое реле напряжения за это время отработать не успевает.

Помимо аббревиатуры УЗИП можно встретить и другие распространенные названия. Например, ОПС – ограничитель перенапряжения сети или ОИН – ограничитель импульсных напряжений.

Несмотря на разные названия, функциональное назначение у всех этих устройств одинаковая. Они должны выполнять две главные задачи:

• защищать оборудование от последствий удара молнии

Причем не обязательно от прямого попадания, но и от возникающих “наводок” и импульсных разрядов при грозе.

От них выйти из строя могут не только работающие приборы, но и “спящие”.

То есть те, которые просто воткнуты в розетку – TV, холодильники, зарядки.

• защищать от перенапряжений при коммутациях

Оказывается, для появления импульсных аномалий в сети, вовсе не обязательно, чтобы рядом с вашим домом молния попала в линию электропередач. Достаточно кому-то в этой же самой сети (0,38-6-10кВ) включить конденсаторные батареи, запустить мощный электродвигатель или сварочный аппарат.

Как сами понимаете, говорить об актуальности монтажа УЗИП в этом случае нужно не только для частных домов, но и для квартир в многоэтажках. Данная коммутация будет сопровождаться кратковременным импульсом, который спалит вам электронные компоненты телевизора, стиральной машинки или компьютера.

От всего от этого ни УЗО, ни диффавтоматы, ни реле напряжения не помогут.

А вот УЗИП реально спасет дорогостоящие приборы. Иногда такие импульсы не приводят к капитальной поломке, зато сопровождаются “зависанием” системы, потерей памяти и т.п. А это опять дополнительные расходы на ремонт, наладку и обслуживание.

Если взять все домашние электроприборы и разбить их на категории электрической стойкости к импульсам напряжения, то получится следующая табличка:

Защита от импульсного перенапряжения: частный дом с однофазным питанием

Монтаж электропроводки в частном доме, особенно выполненном из древесины и горючих материалов, требует тщательного соблюдения правил электрической безопасности.

Необходимо учесть, что здание может быть запитано по разным схемам заземления:

• типовой старой TN-C;
• либо современной, более безопасной TN-S или ее модификациям.

Разберем оба случая.

Схема подключения УЗИП: 2 варианта по системе заземления TN-S

На картинке ниже представлена развернутая схема с защитой комбинированного класса 1+2, которое используется для установки после вводного автоматического выключателя.

Варистор ограничителя перенапряжения встроен в корпус модуля, защищает электрическую схему от прямых или удаленных атмосферных разрядов молний.

Традиционный для всех УЗИП сигнальный флажок имеет два цвета:

1. зеленое положение свидетельствует об исправности устройства и готовности к работе;
2. красное — о необходимости замены в случае срабатывания или перегорания.

Такой модуль может применяться во всех системах заземления, а не только TN-S. Он имеет 3 клеммы подключения:

1. сверху слева L — фазный провод;
2. сверху справа PE — защитный проводник заземления;
3. снизу N — нулевой провод.

УЗИП защищает электросчетчик и все цепи после него.

На очередной схеме показан вариант использования защиты с УЗО. После него создается дополнительная шинка рабочего нуля N1, от которой запитаны все потребители квартиры.

Схема вроде понятна, вопросов не должно возникнуть.

Для дополнительных систем заземления TN-C-S и ТТ предлагаю к изучению и анализу еще две схемы. У них УЗИП монтируется тоже во вводном устройстве.

Цепи подключения счетчика, реле контроля напряжения РКН и УЗО, а также потребители подробно не показываю. Но принцип понятен: используется защитная шина PE.

А вот в старой системе заземления ее нет, за счет чего снижается надежность и безопасность. Но все же она осуществляет защиту, поэтому и рассматривается.

Схема подключения УЗИП по системе заземления TN-C

Отсутствие шины РЕ диктует необходимость подключения УЗИП только между потенциалами фазного провода и PEN. Других вариантов просто нет.

Слева показан способ монтажа защиты для однофазной проводки, а справа — трехфазной.

Импульс перенапряжения снимается по принципу создания искусственного короткого замыкания в питающей цепи.

Устройство и принцип действия

Конструктивно ограничитель перенапряжения включает в себя полупроводниковый элемент с нелинейной величиной сопротивления. Как правило, в роли таких элементов выступают вилитовые диски, изготовленные на основе оксидов цинка с включением в из состав тех или иных примесей. Снаружи диски закрываются защитной рубашкой, а на концах имеют электрические выводы, один из которых подводится к защищаемой электрической сети, а второй заземляется. Пример частного варианта устройства ограничителя перенапряжения представлен на рисунке 1 ниже:

Работа ОПН схожа с обычным варистором, отличительной особенностью ограничителя являются некоторые различия с характеристикой варистора в части проводимости и скорости нарастания. Принцип действия ограничителя перенапряжения заключается в его нелинейной вольт-амперной характеристике (ВАХ). Это означает, что при номинальном напряжении сопротивление варисторов достаточно большое и ток через них не протекает – его сопротивление изоляции соизмеримо с изоляцией кабелей, изоляторов и электрических приборов.

В рабочем режиме при возникновении грозовых разрядов или других высоковольтных импульсов сопротивление нелинейных резисторов внутри ограничителя резко снижается. Как правило, эта величина приближается к нулю или несоизмеримо меньше сопротивления сети и всех подключенных к ней приборов. Поэтому при коммутационных или грозовых перенапряжениях ток разряда протекает только через ограничитель перенапряжения на землю, чем и обеспечивается защита электрооборудования.

Пределы срабатывания ограничителя перенапряжений на разряды молний или другие импульсные перенапряжения определяются его ВАХ.

Как видите из рисунка 2, при работе ограничителя перенапряжения до 600В, протекающий через него ток будет равен нулю. Как только это значение пересечет отметку в 600В, сопротивление резко уменьшиться и протекающий ток увеличиться до сотен и тысяч ампер.

Здесь кривая характеристики представлена тремя участками:

• 1 – область нулевых или сверхмалых токов;
• 2 – область средних токовых нагрузок;
• 3 – область максимального тока.

Ограничители импульсного перенапряжения — как подключить прибор

Существуют схемы подключения как по одной фазе, так и по трем фазам. Кроме описываемого здесь устройства ОИН-1 есть множество идентичных защитных ограничителей напряжения от разных брендов, потому принцип их подключения ничем не отличается друг от друга. Типовую схему, представленную ниже, практически можно использовать с любыми видами устройств.

В первом варианте прибор подключен к цепи по схеме параллельного соединения, второй вариант показывает последовательное с разъединителем подключение. Из этого вытекает, что во время срабатывания ограничителя импульсного перенапряжения при резком повышении сетевого напряжения разъединитель разомкнет питающую цепь.

Внимание! Помимо правильного монтажа фазового и заземляющего кабеля, существенно большое значение имеет сечение и длина монтажного провода.

От точки подключения на клеммной колодке устройства до шины заземления длина монтажного провода не должна составлять более 500 мм.

Применение

Ограничитель перенапряжения применяется для предотвращения нарастания перенапряжения на электрическом оборудовании с последующим переводом импульса разряда на землю.

Широкое применение нелинейных ограничителей распространено в линиях электропередач, где они выступают в роли молниезащиты, а сами провода являются молниеприемниками. В промышленных целях ограничители перенапряжения используются для защиты различных электрических аппаратов и персонала, к примеру, на тяговых и трансформаторных подстанциях, распределительных устройствах и т.д. В бытовых устройствах ОПН применяются для установки в электрических щитках на вводе в здание или для защиты какого-либо ценного оборудования.

Выбор ОПН

При выборе ОПН для конкретного случая, необходимо применять официальные рекомендации международных стандартов или методические указания (МЭК 60099-5). Параметры ограничителя выбирают исходя из назначения, места установки, необходимого уровня ограничения перенапряжений, схемы сети и ее параметров (способа заземления нейтрали, максимального рабочего напряжения сети, степени компенсации емкостного тока на землю и его величины и т.д.).

По назначению ограничители применяют для защиты оборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений. Места для установки, а так же расстояния от защищаемого оборудования до ограничителей должны соответствовать требованиям «Правил устройства электроустановок», раздел 4 седьмое издание ПУЭ.

Виды

В связи с большим разнообразием выполняемых функций, ОНП классифицируют по следующим показателям:

• Классу напряжения, на которое рассчитан элемент. Эта характеристика определяется параметрами сети, на которой используется устройство,
• Материалу защитного покрытия – наибольшее распространение получили элементы с использованием фарфора и полимеров,
• Классу защищённости – в зависимости от того, используется защитный блок внутри помещении или на открытой электроустановке,

• Числу элементов и фаз – с учётом параметров оборудования или линии.

Может использоваться комбинация нескольких устройств, с выполнением ступенчатой защиты.

Будет интересно➡ Что такое селективность автоматических выключателей + принципы расчета селективности

Материал

В зависимости от применённого материала защитной рубашки, защита может производиться посредством следующих видов устройств:

1. Фарфоровых – наиболее распространённая разновидность. Керамика устойчива к ультрафиолетовому излучению, поэтому может свободно применяться на открытых установках. Благодаря большой механической прочности, такие элементы могут одновременно выполнять роль опорной конструкции. К недостаткам следует отнести большой вес и хрупкость, что грозит травмами персонала при разлёте осколков в результате разрушения элемента.
2. Полимерных – в качестве материала наружного покрытия используется каучук, винил и другие искусственные составы. Данные устройства не поддаются воздействию влаги, обладают меньшим весом и хорошими диэлектрическими свойствами, способны выдерживать значительные механические воздействия, но накапливают на поверхности атмосферную влагу и плохо реагируют на солнечный свет.
3. Одноколонковых – в виде полупроводникового элемента с нелинейными характеристиками напряжения, с количеством дисков, в зависимости от категории оборудования.
4. Многоколонковых – используются на высоковольтном оборудовании и состоят из нескольких компонентов, объединённых в единый узел. Отличаются повышенной надёжностью и способностью реагировать на различные характеристики нагрузки.

Выбор вида ОПН зависит от параметров оборудования и условий его эксплуатации.

Лабораторная работа №3

ОПН и Разрядники.

Для снижения уровня возникающих в контактной сети перенап­ряжений и обеспечения надежного срабатывания защиты на кон­тактной сети устанавливают специальные разрядники, при пробое которых контактная сеть кратковременно соединяется с рельсами и ток разряда уходит в землю. Разрядники устанавливают на опорах контактной сети, кроме анкерных и других опор, которые имеют оттяжки, так как при срабатывании разрядника оттяжки могут быть повреждены, что может привести к падению опоры.

На контактной сети применяют роговые разрядники с двумя последо­вательно расположенными искровыми промежутками по 5+1 мм при постоянном токе и 45+5 мм — при переменном (рис. 9.14, а, б). Двойной искровой промежуток создают в целях исключения ложного срабатыва­ния при случайном замыкании одного из них (например, птицей).

Роговые разрядники располагают на кронштейнах или на вер­шинах опор и для улучшения осмотра с поезда — перпендикуляр­но или под углом 45° к оси пути. Над роговым разрядником на расстоянии до 2 м располагать какие-либо провода не допускает­ся. Один из крайних рогов присоединяют к контактной сети про­водником сечением не менее 25 мм2 по меди. Второй крайний рог присоединяют к тяговому рельсу. Для изготовления рогов исполь­зуют стальной пруток диаметром 12 мм.

Роговые разрядники располагают на линиях постоянного тока обычно на переходных опорах сопряжений анкерных участков так, чтобы расстояние от него до анкеровок несущего троса и контакт­ного провода было не более двух пролетов между опорами, а до секционного разъединителя — не далее одного пролета.

Рис. 9.14. Роговый разрядник для участков постоянного (а) и переменного (б) тока; 1 — держатель проводов опорного изолятора; 2 — провод к контактной подвеске; 3 — провод к общей линии заземления; 4 — изо­ляторы; 5 — дугогасящие рога.

В последнее время получили широкое распространение ограни­чители перенапряжения, которые к контактной сети подключают через роговый разрядник с одинарным воздушным промежутком 10+2 мм для постоянного тока и 80+5 мм для переменного, зашун- тированный плавкой вставкой из одной медной проволоки диа­метром 1,4 мм или из двух медных проволок диаметром каждой 0,68 мм (рис. 9.15, а).

ОПН и роговый разрядник должны монтироваться на одной раме, а основание ОПН, на котором расположен зажим для под­ключения заземляющих проводников, должно быть изолировано от рамы с сопротивлением изоляции не менее 10 кОм.

ОПН присоединяют к электрическим поперечным соединителям проводами М-70 или ПБСМ-70, а на питающих линиях и ВЛ 10 (6), 35 кВ и ДПР 25 кВ непосредственно к проводам линии проводами (шлейфами) сечением не менее 25 мм2 по меди (рис. 9.15, б).

На ВЛ 6—35 кВ и ДПР 25 кВ применяют вентильные и трубчатые разрядники РТ-35, дополненные внешним искровым промежутком.

Рис. 9.15. Ограничитель перенапряжения постоянного тока (а); установка ОПН на опоре (б): 1 — кронштейн; 2 — балка разрядника; 3 — планка опорная; 4, 5 — дугогосящие рога; 6 — ОПН; 7 — изолятор; 8, 9, 10 — зажимы соединительный, струновой, заземляющий; 11 — болт крюковой;

12 — проволока 01,4 мм; 13 — провод М-70 или ПБСМ-70

Трубчатый разрядник состоит из бакелитовой трубки с внутренним диаметром 10 мм и двумя металлическими на­конечниками. Внутри бакелитовой трубки находится фибровая труб­ка со стержневым электродом. Между этим электродом и одним из металлических наконечников бакелитовой трубки имеется зазор дли­ной 175 мм, который образует внутренний искровой промежуток. Пределы отключаемого тока трубчатого разрядника 0,8—5 кА.

При перенапряжении на ВЛ 6—35 кВ, ДПР 25 кВ внутренний ис­кровой промежуток перекрывается. Под действием высокой температуры образовавшейся дуги фибра выделяет большое ­ количе­ство газов, которые при выхлопе обеспечивают гашение дуги. Внешний искровой промежуток выполнен из стального прутка диаметром 10мм , служит для предохранения органической изоляции разрядника от разрушения.

Трубчатые разрядники крепят к заземленным конструкциям таким образом, чтобы элементы конструкции и подвижного состава не препятствовали свободному выхлопу газов при срабатывании разрядников. Для предотвраще­ния возможности скопления влаги во внутренней полости разряд­ника его устанавливают открытым концом под углом не менее 15°, а в местах усиленного загрязнения — до 45° к горизонтали.

Электрод внешнего искрового промежутка, закрепляемого стер­жневым изолятором, соединяют с проводом воздушной линии мед­ным проводом площадью сечения не менее 25 мм2.

Заземляющий провод ограничителя перенапряжения, а также рогового и трубчатого разрядника присоединяют к тяговому рельсу, а вдали от путей — к индивидуальному контуру заземле­ния с сопротивлением не более 3 Ом при постоянном токе и 10 Ом при переменном.

При новом строительстве, обновлении, реконструкции и капи­тальном ремонте контактной сети электрифицированных участ­ков скоростных, особогрузонапряженных, а также I и II катего­рий железных дорог применяют ОПН вместо разрядников. Места установки разрядников и ОПН, а также технические характерис­тики ОПН приведены в приложении 10.

Защита контактной сети от перенапряжений

Разрядники и ОПН устанавливаются в следующих местах.

На контактной сети постоянного тока:

• у анкеровок проводов контактной подвески (рис. П10.1, а);

• на неизолирующих и нормально замкнутых изолирующих (рис. П10.1, б) сопряжениях — на одной ветви сопряжения, а на изо­лирующих нормально разомкнутых (рис. П10.1, в) сопряжениях — на обеих анкеруемых ветвях;

• у искусственных сооружений на анкеровках контактной подвески с обеих сторон сооружения при его длине 80 м и более (рис. П10.1, г) и с одной стороны сооружения — при его длине менее 80 м (рис. П10.1, д);

• у мест присоединения питающих линий к контактной подвес­ке или ПГ (рис. П10.1, е);

• на питающих линиях на расстоянии не далее 100 м от начала воздушной трассы у тяговой подстанции и затем не реже, чем че­рез каждые 1—1,5 км (рис. П10.1, ж, з).

На контактной сети переменного тока:

• с обеих сторон у изолирующих сопряжений и нейтральных вставок (рис. П10.2, а);

• у мест присоединения по каждому пути автотрансформатор­ных пунктов 2×25 кВ (рис. П10.2, б);

• у отсасывающих трансформаторов у обоих выводов их пер­вичной обмотки, присоединенной к контактной сети (рис. П10.2, в);

• на конце консольного участка контактной сети, состоящего из 2 и более анкерных участков (рис. П10.2, г);

• у мест присоединения питающих линий (при длине до 300 м) к контактной сети и по длине питающих линий (рис. П10.2, д, е).

На станциях стыкования (рис. П10.3):

• на питающих линиях постоянного тока — так же, как на кон­тактной сети;

• на питающих линиях переменного тока — у первого и последне­го ответвления их к пунктам группировки и на расстоянии не далее 200 м от тяговой подстанции при длине линии более 300 м. При нали­чии на фидерах тяговой подстанции ограничителей перенапряжения ОПН-25 кВ разрядники на питающих линиях не устанавливаются;

в местах, подверженных частым грозовым разрядам.

ОПН

Назначение

ОПН предназначены для защиты электроприборов и оборудования от воздействия высоковольтных импульсов напряжения. Благодаря простоте конструкции и надежности, они нашли широкое применение в области энергоснабжения. Данные устройства защиты пришли на смену устаревшим, весьма громоздким вентильным разрядникам. В отличие от предшественников, принцип действия ограничителя заключается не в использовании искровых промежутков. В качестве главного рабочего элемента в ОПН используются нелинейные резисторы, выполненные из материала, основу которого составляет окись цинка.

Устройство

Первичным и основным элементом, из чего состоит ограничитель перенапряжения, служит варистор, выполняющий роль нелинейного переменного резистора. Конструктивно ОПН состоят из варисторов, размещенных в корпусе, изготовленном из фарфора или высокопрочного полимера. Конструкция ограничителя выполнена с учетом условий, обеспечивающих взрывобезопасность, в случае возникновения токов короткого замыкания. В зависимости от назначения и места установки ОПН могут быть исполнены в различных вариантах. Для ограничителей, используемых для защиты линий электропередач и оборудования промышленных объектов, на крышке корпуса предусмотрен контактный болт для подключения к сети, в комплект ОПН входит изолированная от контакта с землей плита основания.

Устройства, предназначенные для защиты от пиковых импульсов напряжения электрохозяйства квартиры или дачного домика, очень компактны, имеют привлекательный дизайн, а также снабжены устройством для крепления на din-рейку. В зависимости от категории сложности, могут быть обустроены индикацией режимов работы и дистанционным управлением.

Принцип работы

Принцип действия ОПН объясняется нелинейным характером вольтамперных характеристик (ВАХ) варисторов. Для их изготовления применяется материал, где находит применение окись цинка в смеси с оксидами других металлов. Благодаря составу данной смеси, колонка, собранная из варисторов является комбинацией параллельных и последовательных включений p-n переходов, что и обуславливает природу вольтамперных характеристик нелинейных резисторов ограничителей.

Когда характеристики напряжения в сети соответствуют номинальным значениям, ограничитель находится в режиме непроводящего состояния. Величина тока в варисторах имеет мизерные значения и объясняется емкостным характером. При появлении в сети импульса напряжения, величина которого может вызвать пробой изоляции электрооборудования, в цепи нелинейных резисторов ОПН, в соответствии с их вольтамперными характеристиками, будет иметь место возникновение значительного импульса тока. В конечном итоге это снижает величину перенапряжения до параметров безопасных для безаварийной эксплуатации оборудования. Когда напряжение в сети нормализуется, ОПН вновь возвращается в непроводящий режим.

Виды ОПН

Конструкции ОПН, предлагаемые производителями энергетикам весьма разнообразны, их различают по следующим признакам:

1. Типу изоляции (фарфор или полимер).

2. Конструктивному исполнению (одна или несколько колонок).

3. Величине рабочего напряжения.

4. Месту установки ограничителя.

Если говорить об ограничителях перенапряжения, устанавливаемых на DIN-рейку, то тут устройства первоначально разделяются на однофазные и трехфазные. Помимо этого модульные ОПН (они же УЗИП), делятся на три основных класса: B, C и D. Ограничители класса B устанавливаются на вводе в здание, C — непосредственно в распределительном щите квартиры либо дома, D — на отдельное оборудование, которое нужно защитить от помех, если с этим не справились ОПН класса B и C.

Классы или типы УЗИП — чем отличаются?

1 классЗащищает от перенапряжения, спровоцированного прямым попаданием молнии в здание или молниеотвод.

Что это означает? Это значит, что рост тока до максимального значения происходит в течение 10мс. Далее его значение падает на 50% через 350мс.

Такое наблюдается именно при прямом ударе молнии. Это очень малое время воздействия, на которое остальные защитные аппараты зачастую не успевают среагировать. А при достаточном импульсном токе, просто выходят из строя, никак не защищая подключенное оборудование.

А вот УЗИП при максимальных величинах данного параметра гарантированно защитит цепь хотя бы один раз.

УЗИП 1 класса устанавливаются непосредственно на вводных щитовых промышленных и административных зданий.

Тип 1 используется при наличии системы молниезащиты – молниеотвод, металлическая сетка на здании.

Кстати, устройства класса 1 соответствующей конструкции, при воздушном вводе проводом СИП и наличии хорошего контура заземления, можно легко установить непосредственно на опоре через специальные прокалывающие зажимы и арматуру.

2 классОбеспечивает защиту от импульсных скачков напряжения, которые появляются при включении-отключении очень мощного оборудования, либо при непрямом попадании молнии.

Они рассчитаны на пиковое значение тока с фронтом 8/20мс. То есть, максимум тока достигается за 8мс, а спадает он наполовину за 20мс.

Автоматы, УЗО, реле опять же пропускают такой импульс, не успевая среагировать вовремя.

УЗИП 2 класса должны монтироваться в вводных распредустройствах многоквартирных жилых зданий или в уличных ВРУ частных коттеджей и домов.

При воздушном вводе в здание это условие прямо регламентируется правилами ПУЭ.

Получается, что УЗИП Т-2 должны использоваться практически всегда.

3 классЗащищает от остаточных импульсных перенапряжений, образующихся при коротких замыканиях, либо после гашения основного импульса, первыми двумя классами УЗИП.

Эта защита нужна очень чувствительному электронному оборудованию. Например, дорогостоящим медицинским приборам, компьютерам и т.п.

Третий класс применяют только как дополнительную защиту к Т-2, и он имеет более низкую разрядную способность.

Тип Т-3 обязательно устанавливается, если приборы расположены далее 30 метров от вводного УЗИП Т-2.

Обратите внимание, что для обеспечения селективности защиты, нельзя устанавливать УЗИП разных классов параллельно один за другим в одном месте. Иначе максимальный ток молнии изначально пойдет совсем не через то устройство и элементарно сожгет его.

Чтобы этого не произошло, между УЗИП разного класса должен быть развязывающий элемент – индуктивность. Роль этой индуктивности выполняет обычный кабель или провод.

Рекомендуемое расстояние между разными УЗИП – не менее 10 метров.

УЗИП: особенности выбора и применения

Даже кратковременные импульсные броски напряжения, в несколько раз превышающие номинальное, могут нанести непоправимый ущерб дорогостоящей электротехнике и электронике, а то и стать причиной пожара. Перенапряжение в сетях может возникать из-за грозы, аварий или переходных процессов. Например, импульсные перенапряжения могут стать следствием попадания молнии в систему молниезащиты или линию электропередач, переключения мощных индуктивных потребителей, таких как электродвигатели и трансформаторы, коротких замыканий.

Стандартный разрядник B или C (возможно, B + C) состоит из двух компонентов:

1. Основа ограничителя
2. Сменная вставка с защитным элементом

Основа

Основание защитного устройства установлено на DIN-рейке TS35. Оно имеет два хомута. Подключите провод фазы ( L ) или нейтральный ( N ) на котором может появиться слишком большой электрический потенциал. С другой стороны подсоедините защитный провод PE, который подключен к защитной линии распределительного устройства.

Защитный проводник должен иметь минимальное поперечное сечение 4 мм2, но не повредит взять ещё больше. В конце концов есть вероятность, что будет течь очень высокий ток.

Есть 3 контакта под терминалом PE. По стандарту в комплект входит вилка, которая вставлена в нужное место и позволяет соединять провода. Благодаря этим зажимам есть возможность удаленного уведомления в случае повреждения вставки или ее перегорания. Этот сигнал может быть подключен, например, к входу блока управления сигнализацией (смотрите схему). В этом случае панель управления будет проинформирована о повреждении вставки размыканием электрической цепи между красным и зеленым проводами.

Вставка

Вставка содержит все наиболее важные элементы, благодаря которым защитник правильно функционирует:

• Класс B (тип I) — основным элементом является просто искровой промежуток.
• Класс C (тип II) — здесь деталь варистор является основным элементом.

Технические характеристики

Конкретная модель отличается следующими техническими характеристиками:

• временем срабатывания – в зависимости от скорости реакции на перепад напряжения;
• рабочим напряжением – значением данной величины, при которой элемент способен функционировать без разрушения на определённый временной промежуток;
• номинальным повышенным напряжением – величиной, которую изделие способно выдержать в течение 10 секунд;
• током утечки – от воздействия напряжения на ОПН и зависит от омического сопротивления элемента. Значение указанной характеристики – в сотых или тысячных долях ампер, перетекающих по защитному покрытию и полупроводниковому элементу;
• разрядным током – значение при импульсном скачке напряжения;
• устойчивостью к току волны перенапряжения – способностью не подвергаться разрушению при воздействии повышенного напряжения.

ОПН стандартизированы по величине указанных характеристик.

Технические параметры

Таблица основных характеристик ОИН-1:

Обозначение ОПН на схемах. Принципиальные схемы подключения

Стандартное графическое обозначение элемента схемы ОПН приведено на рисунке Графическое обозначение ОПН

Классы защиты и схема подключения разрядников к сети

• Класс B принимает последствия прямого удара молнии в ЛЭП или оборудование электрозащиты дома. Устанавливается на внешнем распределительном щите на ввод силовой линии к строению.
• Класс C справляется с коммутационными скачками и грозовыми, которые прошли первый этап защиты. Прибор размещают в главном распределительном щитке внутри коттеджа или в пристройке-гараже, подъезде многоэтажного дома, на этаже админздания.
• Класс D призван погасить остаточные явления. Полезен непосредственно перед электроприборами. Ограничитель может быть интегрирован в розетку.

Схема подключения ОПН имеет свои особенности для однофазной и трёхфазной сети, TNC и TNS принципов заземления (объединённые или нет, основной и защитный проводник).

Приборы устанавливают параллельно основной сети перед вспомогательным генератором, счётчиком и остальным оборудованием. Чтобы избежать последствий возможного короткого замыкания с землёй, перед разрядником используют автоматический выключатель.

В схеме подключения ОИП-1 к однофазной сети к одной клемме подходит силовая линия, к другой закреплён кабель заземления. При разделении нолей основной соединён с землёй отдельно. Трёхфазная сеть предполагает защиту каждой фазы отдельно (и нуля для TNS).

Расшифровка аббревиатуры и базовый принцип работы

Расшифровывается ОПС-1 в электрике как ограничитель перенапряжений системы. Работает устройство просто. Выступает часто как пожарная сигнализация.

Главный элемент агрегата — это варистор, являющийся специальным проводником в электрике. Пропускает электрический ток через себя, который многократно возрос, по сравнению с номинальным напряжением. В итоге нагрузка шунтируется, преобразовывается и рассеивается. Создается тепловая энергия или нагревание корпуса. В большинстве случаев есть окно, благодаря которому можно осуществить визуальное определение работоспособности варистора. Также это устройство имеет предохранитель, нацеленный на защиту оборудования от действия сверхтоков.

Будет интересно➡ Что собой представляет контактор, его особенности и схемы подключения

Техническое обслуживание

Данные ограничители не предусматривают разового применения и способны многократно выполнять свою защитную функцию, сбрасывая напряжение на заземлённую шину. Но в процессе эксплуатации элементы могут частично утрачивать рабочие характеристики, вплоть до полной негодности устройств.

Чтобы избежать внепланового выхода элементов из строя, в ходе эксплуатации они должны подвергаться плановым проверка и техническому обслуживанию, с контролем следующих параметров:

• сопротивления – замеряется мегомметром, не реже 1 раза в каждые 6 лет;
• тока проводимости – необходимость его проверки возникает при снижении отмеченной выше характеристики;
• пробивного напряжения и герметичности – проводится перед пуском в работу новых устройств или в случае проведения заводского восстановительного ремонта;
• тепловизионных измерений – по регламенту изготовителя и составленному на предприятии графику профилактических работ.

Также элементы осматриваются на предмет наличия внешних дефектов в виде подгораний, скопления пыли и загрязнений, разрушения изоляционного покрытия.

Использование ОПН позволяет обеспечить штатную работу электрического оборудования, исключив опасность его повреждения при резких скачках напряжения. Но указанные ограничители должны правильно выбираться и проходить регламентированное обслуживание, для их сохранности и продления срока службы.

Причины и последствия импульсных перенапряжений сети

Импульсные перенапряжения представляют угрозу для бытовых электроприборов. Причины данного явления делятся на 2 категории:

1. Атмосферные перенапряжения (молнии). Разряд попадает в линию электропередач. Затем высокий потенциал следует до розеток потребителей и выводит домашнюю электронику из строя.
2. Техногенные перенапряжения. Неисправность контура молниезащиты. Пробой изоляции между сетями высокого и низкого напряжения.

Независимо от причины, в квартирных розетках формируется разность потенциалов в несколько тысяч вольт. Импульс длится доли секунды. Но этого достаточно чтобы повредить чувствительные электронные платы, микросхемы и процессоры.