К устройствам защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) в соответствии с ГОСТ Р 51992-2011 относятся приборы, предназначенные для защиты электроустановок и электрических сетей от последствий перенапряжений, возникающих в переходных режимах, а также вследствие ударов молнии, про них и поговорим на СтабЭксперт.ру.
УЗИП предназначены для подключения к сетям переменного тока, имеющего частоту 50 – 60 Гц напряжением до 1000 вольт, а также к цепям постоянного тока напряжением до 1500 вольт.
Классификация устройств
Стандартом предусмотрена классификация устройств по следующим параметрам:
- числу вводов;
- по способу осуществления защитных функций;
- по месту расположения;
- по способу монтажа;
- по набору защитных функций;
- по степени защиты наружной оболочки;
- по роду тока питания.
Так выглядят устройства для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений.
Замена разрядников на ОПН
Основные электрические характеристики ограничителей перенапряжений 3-750 кВ, рекомендуемых для замены соответствующих вентильных разрядников I-IV групп по ГОСТ
Основные электрические характеристики ограничителей перенапряжений 3-750 кВ, рекомендуемых для замены соответствующих вентильных разрядников по ГОСТ , сведены в таблицу 1. Здесь не приведены аналогичные характеристики упомянутых вентильных разрядников. Данные этой таблицы требуют следующих разъяснений:
1. Сопоставляемые аппараты рассчитаны на климатические условия «УХЛ».
2. Сопоставляемые аппараты рассчитаны на категорию размещения «1» (в открытой атмосфере). Однако они в случае необходимости могут быть использованы в открытой атмосфере, но под навесом (категория 2), и в закрытых помещениях (категория 3) по ГОСТ 15150 и ГОСТ 15543.1.
3. Сопоставляемые аппараты расчитаны на работу в атмосфере степени загрязнения II — IV по ГОСТ 9920.
4. В таблице 1 приняты следующие сокращения:
Uном – номинальное напряжение сети, в которой устанавливается защитный аппарат, кВ действ.
Uмр – наибольшее (максимальное) длительно допустимое рабочее напряжение на разряднике или ограничителе, кВ действ.
Uпр.50 – пробивное напряжение искровых промежутков разрядников при частоте 50 Гц (слева – не менее, справа – не более), кВ действ.
Uпр. и – импульсное пробивное напряжение искровых промежутков разрядников при предразрядном времени 2-20 мкс, кВ max, не более.
Iном – номинальный разрядный ток, кА.
Uост. г.3, Uост. г.5, Uост. г.10, Uост. г.20, Uост. г.40 – остающееся напряжение при импульсном токе с длиной фронта 8 мкс (для разрядников) и формой 8.20 мкс (для ОПН), кВ max, не более, соответственно при токах 3,5,10,20, 40 кА.
In. u. – амплитуда прямоугольного импульса тока длительностью 2000 мкс, А.
Uост. к.250, Uост. к.500, Uост. к.1000 и Uост. к.2000 остающееся напряжение при коммутационном токе 250, 500, 1000 и 2000А длиной 30.60 мкс, кВ max, не более
5. Вентильные разрядники всех типов (РВП, РВО, РВС, РВМ, РВМГ, РВМГ, РВРД) 3-22- кВ рассчитаны для защиты электрооборудования только от грозовых перенапряжений, 330 – 750 кВ типа РВМК – для его защиты одновременно от грозовых и коммутационных перенапряжений.
6. Характеристики разрядников I группы, кроме сетей 3,6 и 10 кВ, в таблице 1 не приведены, так как они по разным причинам нашей промышленностью серийно не выпускались.
7. В таблице 1 характеристики разрядников типов РВМК – 330 и РВМК – 500 заимствованы из ГОСТ , типа РВМК – 750 – из ТУ 16.521.029-69.
8. Напряжение переключения разрядников типов РВМК – 330, РВМК – 500 и РВМК – 750 в режиме ограничения грозовых перенапряжений находится в пределах 720-820, и 2550 – 3000 кВ соответственно.
9. «Эквивалентом» разрядников типа РВМ – 3 являются два параллельно включаемых ОПНп – 3/550/3,6–10-III-УХЛ1, РВРД-3 – три параллельно включаемых ОПНп-3/550/3,6-10-III-УХЛ1, РВРД – два параллельно включаемых ОПНп-10/550/10,5-10-III-УХЛ1.
10. В отдельной таблице 3 приведены типы ОПН для замены РВ, необходимых при организации защиты нейтрали трансформаторов 3-220 кВ.
Таблица 1
Основные электрические характеристики РВ и ОПН 3-750 кВ
| N0 | Защитный аппарат | Uном, кВ действ. | Uм. р., кВ действ. | Uпр.50, КВ max | Uпр. и кВ действ. | Iном кА | Uост. г.3 кВ max | Uост. г.5 кВ max | Uост. г.10 кВ max | Uост. г.20, Uост. г.40 кВ max | In. u. А | Uост. г.250, кВ max | Uост. г.500, кВ max | Uост. г.1000, кВ max | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
| 1 | IV группа (РВП), IV группа (РВО) | 3 | 3,8 | 9-11 | 20 | 5 | 13 | 14 | — | — | — | — | — | — | |
| 2 | ОПНп-3/550/3,6-10-III-УХЛ1 | 3 | 3,6 | — | — | 10 | — | 10,5 | 11,1 | 11,7 | 550 | 8,5 | 8,8 | 9,4 | |
| 3 | II группа (РВМ) | 3 | 3,8 | 7,5-9 | 8 | 5 | 9 | 9,5 | 11 | — | — | — | — | — | |
| 4 | I группа (РВРД) | 3 | 3,8 | 7-8,5 | 7,5 | 5 | 8,6 | 9 | 10,5 | — | — | — | — | — | |
| 5 | IV группа (РВП), | 6 | 7,5 | 16-19 | 32 | 5 | 25 | 27 | — | — | — | — | — | — | |
| IV группа (РВО) | |||||||||||||||
| 6 | II группа (РВМ) | 6 | 7,5 | 15-18 | 15,5 | 5 | 17 | 18 | 20 | — | — | — | — | — | |
| 7 | I группа (РВРД) | 6 | 7,5 | 14-17 | 15 | 5 | 16,5 | 17,8 | 19,5 | — | — | — | — | — | |
| 8 | ОПНп-6/550/6,0-10-III-УХЛ1 | 6 | 6 | — | — | 10 | — | 17,8 | 19,2 | 21,6 | 550 | 14,3 | 14,9 | 15,8 | |
| 9 | ОПНп-6/550/6,6-10-III-УХЛ1 | 6 | 6,6 | — | — | 10 | — | 19,5 | 21,1 | 23,8 | 550 | 15,7 | 16,4 | 17,4 | |
| 10 | ОПНп-6/550/6,9-10-III-УХЛ1 | 6 | 6,9 | — | — | 10 | — | 20,3 | 22 | 24,8 | 550 | 16,4 | 17,1 | 18,2 | |
| 11 | ОПНп-6/550/7,2-10-III-УХЛ1 | 6 | 7,2 | — | — | 10 | — | 22,8 | 23,9 | 25,7 | 550 | 19 | 19,7 | 20,3 | |
| 12 | IV группа (РВП, РВО) | 10 | 12,7 | 26-30,5 | 48 | 5 | 43 | 45 | — | — | — | — | — | — | |
| 13 | II группа (РВМ) | 10 | 12,7 | 25-30 | 25,5 | 5 | 28 | 30 | 33 | — | — | — | — | — | |
| 14 | I группа (РВДВ) | 10 | 12,7 | 24-29 | 25 | 5 | 27,5 | 20,5 | 32 | — | — | — | — | — | |
| 15 | ОПНп-10/550/10,5-10-III-УХЛ1 | 10 | 10,5 | — | — | 10 | — | 31,1 | 33,6 | 37,8 | 550 | 25 | 26 | 21,7 | |
| 15а | ОПНп-10/550/11,5-10-III-УХЛ1 | 10 | 11,5 | — | — | 10 | — | 33,7 | 36,4 | 41 | 550 | 27,2 | 28,3 | 30,1 | |
| 16 | ОПНп-10/550/12-10-III-УХЛ1 | 10 | 12 | — | — | 10 | — | 35,5 | 38,4 | 43,2 | 550 | 28,6 | 29,8 | 31,7 | |
| 17 | ОПНп-10/550/12,7-10-III-УХЛ1 | 10 | 12,7 | — | — | 10 | — | 37,8 | 40,6 | 45,7 | 550 | 30,2 | 31,5 | 33,5 | |
| 18 | III группа (РВС) | 15 | 18 | 38-48 | 67 | 5 | 57 | 61 | 67 | — | — | — | — | — | |
| 19 | II группа (РВМ) | 15 | 19 | 35-43 | 57 | 5 | 47 | 51 | 57 | — | — | — | — | — | |
| 20 | ОПНп-15/550/17,5-10-III-УХЛ1 | 15 | 17,5 | — | — | 10 | — | 50,9 | 53,9 | 57 | 550 | 41,2 | 43 | 45,5 | |
| 21 | III группа (РВС) | 20 | 24 | 49-60 | 80 | 5 | 75 | 80 | 88 | — | — | — | — | — | |
| 22 | II группа (РВМ) | 20 | 24 | 47-56 | 74 | 5 | 62 | 70 | 74 | — | — | — | — | — | |
| 23 | ОПНп-20/550/24-10-III-УХЛ1 | 20 | 24 | — | — | 10 | — | 69,8 | 73,9 | 78,2 | 550 | 56,6 | 59 | 62,4 | |
| 24 | III группа (РВС) | 35 | 40,5 | 78-97 | 125 | 5 | 122 | 130 | 143 | — | — | — | — | — | |
| 25 | II группа (РВМ) | 35 | 40,5 | 75-90 | 116 | 5 | 97 | 105 | 116 | — | — | — | — | — | |
| 26 | |||||||||||||||
| 27 | |||||||||||||||
| 28 | ОПНп-35/550/37-10-III-УХЛ1 | 35 | 37 | — | — | 10 | — | 110 | 118 | 133 | 550 | 88,1 | 91,8 | 97,7 | |
| 29 | ОПНп-35/550/40,5-10-III-УХЛ1 | 35 | 40,5 | — | — | 10 | — | 128 | 135 | 145 | 550 | 107 | 111 | 114 | |
| 30 | III группа (РВС) | 110 | 102 | 200-250 | 285 | 5 | 315 | 335 | 367 | — | — | — | — | — | |
| 31 | II группа (РВМГ) | 110 | 100 | 170-195 | 260 | 5 | 245 | 265 | 295 | — | — | — | — | — | |
| 32 | |||||||||||||||
| 33 | |||||||||||||||
| 34 | |||||||||||||||
| 34a | |||||||||||||||
| 36 | ОПНп-110/550/73-10-III-УХЛ1 | 110 | 73 | — | — | 10 | — | 246 | 234 | 265 | 550 | 174 | 181 | 193 | |
| 36 | ОПНп-110/550/77-10-III-УХЛ1 | 110 | 77 | — | — | 10 | — | 228 | 246 | 277 | 550 | 183 | 194 | 203 | |
| 37 | ОПНп-110/550/88-10-III-УХЛ1 | 110 | 88 | — | — | 10 | — | 260 | 282 | 317 | 550 | 209 | 218 | 232 | |
| 37a | ОПНп-110/550/100-10-III-УХЛ1 | 110 | 100 | — | — | 10 | — | 317 | 332 | 357 | 550 | 264 | 274 | 282 | |
| 38 | ОПНп-110/800/73-10-III-УХЛ1 | 110 | 73 | — | — | 10 | — | 224 | 241 | 264 | 500 | 189 | 198 | 210 | |
| 39 | ОПНп-110/800/88-10-III-УХЛ1 | 110 | 88 | — | — | 10 | — | 264 | 284 | 312 | 800 | 223 | 234 | 249 | |
| 39a | ОПНп-110/800/100-10-III-УХЛ1 | 110 | 100 | — | — | 10 | — | 296 | 316 | 347 | 800 | 248 | 260 | 276 | |
| 40 | III группа (РВС) | 150 | 138 | 275-345 | -375 | 5 | 435 | 465 | 510 | — | — | — | — | — | |
| 41 | II группа (РВМГ) | 150 | 138 | 230-265 | 370 | 5 | 340 | 370 | 410 | — | — | — | — | — | |
| 42 | |||||||||||||||
| 43 | |||||||||||||||
| 44 | |||||||||||||||
| 45 | ОПНп-150/550/100-10-III-УХЛ1 | 150 | 100 | — | — | 10 | — | 317 | 332 | 357 | 550 | 264 | 274 | 282 | |
| 46 | ОПНп-150/550/110-10-III-УХЛ1 | 150 | 110 | — | — | 10 | — | 349 | 366 | 398 | 550 | 291 | 301 | 311 | |
| 47 | ОПНп-150/550/120-10-III-УХЛ1 | 150 | 120 | — | — | 10 | — | 380 | 399 | 428 | 550 | 317 | 328 | 339 | |
| 48 | ОПНп-150/800/100-10-III-УХЛ1 | 150 | 100 | — | — | 10 | — | 296 | 316 | 347 | 800 | 248 | 260 | 276 | |
| 49 | ОПНп-150/800/110-10-III-УХЛ1 | 150 | 110 | — | — | 10 | — | 326,8 | 352 | 386 | 800 | 276 | 289 | 307 | |
| 50 | ОПНп-150/800/120-10-III-УХЛ1 | 150 | 120 | — | — | 10 | — | 355 | 383 | 420 | 800 | 300 | 315 | 334 | |
| 51 | III группа (PBC) | 220 | 198 | 400-500 | 530 | 5 | 630 | 670 | 734 | — | — | — | — | — | |
| 52 | II группа (РВМГ) | 220 | 198 | 340-390 | 515 | 5 | 475 | 525 | 570 | — | — | — | — | — | |
| 53 | ОПНп-220/550/176-10-III-УХЛ1 | 220 | 176 | — | — | 10 | — | 512 | 554 | 623 | 550 | 412 | 430 | 457 | |
| 54 | |||||||||||||||
| 55 | |||||||||||||||
| 56 | ОПНп-220/800/146-10-III-УХЛ1 | 220 | 146 | — | — | 10 | — | 434 | 467 | 513 | 800 | 367 | 384 | 408 | |
| 57 | ОПНп-220/800/152-10-III-УХЛ1 | 220 | 152 | — | — | 10 | — | 452 | 486 | 534 | 800 | 382 | |||
· Таблица 2
· Таблица для определения замены вентильных разрядников на ОПН 3-750 кВ.
| Разрядник | Ограничитель перенапряжений |
| РВП-3 (IV группа) | ОПНп-3/550/3,6-10-III-УХЛ1(2) |
| РВО-3 (IV группа) | ОПНп-3/550/3,6-10-III-УХЛ1(2) |
| РВМ-3 (II группа) | 2х ОПНп-3/550/3,6-10-III-УХЛ1(2) |
| РВРД-3 (I группа) | 3х ОПНп-3/550/3,6-10-III-УХЛ1(2) |
| РВП-6 (IV группа) | ОПНп-6/550/7,2-10-III-УХЛ1(2) |
| РВО-6 (IV группа) | ОПНп-6/550/7,2-10-III-УХЛ1(2) |
| ВМ-6 (II группа) | ОПНп-6/550/6,0-10-III-УХЛ1(2) |
| РВРД-6 (I группа) | 2x ОПНп-6/550/6,0-10-III-УХЛ1(2) |
| РВП-10 (IV группа) | ОПНп-10/550/12,7-10-III-УХЛ1(2) |
| РВО-10 (IV группа) | ОПНп-10/550/12-10-III-УХЛ1(2) |
| РВМ-10 (II группа) | ОПНп-10/550/10,5-10-III-УХЛ1(2) |
| РВРД-10 (I группа) | 2х ОПНп-10/550/10,5-10-III-УХЛ1(2) |
| РВС-15 (III группа) | ОПНп-15/550/17,5-10-III-УХЛ1 |
| РВМ-15 (II группа) | ОПНп-15/550/17,5-10-III-УХЛ1 |
| РВС-20 (III группа) | ОПНп-20/550/24-10-III-УХЛ1 |
| РВМ-20 (II группа) | ОПНп-20/550/24-10-III-УХЛ1 |
| РВС-35 (III группа) | ОПНп-35/550/40,5-10-III-УХЛ1 |
| РВМ-35 (II группа) | ОПНп-35/550/37-10-III-УХЛ1 |
| РВС-110 (III группа) | ОПНп-110/550/88-10-III-УХЛ1 |
| ОПНп-110/550/100-10-III-УХЛ1 | |
| ОПНп-110/800/88-10-III-УХЛ1 | |
| ОПНп-110/800/100-10-III-УХЛ1 | |
| РВМГ-110 (II группа) | ОПНп-110/550/88-10-III-УХЛ1 |
| ОПНп-110/800/88-10-III-УХЛ1 | |
| РВС-150 (II группа) | ОПНп-150/420/120-10-III-УХЛ1 |
| ОПНп-150/550/120-10-III-УХЛ1 | |
| ОПНп-150/800/120-10-III-УХЛ1 | |
| РВМГ-150 (II группа) | ОПНп-150/550/110-10-III-УХЛ1 |
| ОПНп-150/800/110-10-III-УХЛ1 | |
| РВС-220 (III группа) | ОПНп-220/800/176-10-III-УХЛ1 |
| РВМГ-220 (II группа) | ОПНп-220/800/152-10-III-УХЛ1 |
| РВМГ-330 (II группа) | ОПНп-330/800/210-10-III-УХЛ1 |
| ОПНп-330/800/220-10-III-УХЛ1 | |
| ОПНп-330/800/230-10-III-УХЛ1 | |
| ОПНп-330/1200/210-10-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-330/1200/220-10-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-330/1200/230-10-II-УХЛ1 | |
| РВМК-330П | ОПНп-330/800/210-10-III-УХЛ1 |
| ОПНп-330/800/220-10-III-УХЛ1 | |
| ОПНп-330/800/230-10-III-УХЛ1 | |
| ОПНп-330/1200/210-10-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-330/1200/220-10-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-330/1200/230-10-II-УХЛ1 | |
| РВМГ-500 (II группа) | ОПНп-500/1200/303-20-II-УХЛ1 |
| ОПНп-500/1200/318-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/1200/333-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/1500/303-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/1500/318-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/1500/333-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/2100/303-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/2100/318-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/2100/333-20-II-УХЛ1 | |
| РВМК-500П | ОПНп-500/1200/303-20-II-УХЛ1 |
| ОПНп-500/1200/318-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/1200/333-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/1500/303-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/1500/318-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/1500/333-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/2100/303-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/2100/318-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-500/2100/333-20-II-УХЛ1 | |
| РВМК-750П | ОПНп-750/2100/455-20-II-УХЛ1 |
| ОПНп-750/2100/465-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-750/2100/475-20-II-УХЛ1 | |
| РВМ-750 | ОПНп-750/2100/455-20-II-УХЛ1 |
| ОПНп-750/2100/465-20-II-УХЛ1 | |
| ОПНп-750/2100/475-20-II-УХЛ1 |
таблица 3
Таблица для определения замены вентильных разрядников на ОПН, необходимых при организации защиты нейтрали силовых трансформаторов 3-220 кВ.
| Uном, кВ | Вентильный разрядник | Ограничители перенапряжений |
| 3 | РВМ-3 | ОПНп-3/550/3,6-10-III-УХЛ1 |
| 6 | РВМ-6 | ОПНп-6/550/6,0-10-III-УХЛ1 |
| 10 | РВМ-10 | ОПНп-10/550/10,5-10-III-УХЛ1 |
| 15 | РВМ-15 | ОПНп-15/550/17,5-10-III-УХЛ1 |
| 20 | РВМ-20 | ОПНп-20/550/24-10-III-УХЛ1 |
| 35 | РВМ-35 | ОПНп-35/550/37-10-III-УХЛ1 |
| 110 | 2х РВС-20; РВС-35 + РВС-15, РВС-60 | ОПНп-110/550/56-10-III-УХЛ1 |
| 150 | РВС-110 | ОПНп-150/550/100-10-III-УХЛ1 |
| 220 | РВС-150 | ОПНп-220/550/120-10-III-УХЛ1 |
Основные порталы (построено редакторами)
Разрядники
Принцип работы разрядников основан на способности высокого напряжения пробивать воздушный промежуток. Напряжение пробоя промежутка зависит главным образом от величины воздушного зазора.
Воздушный разрядник
Конструкция воздушного разрядника очень проста. Величина воздушного зазора между фазным и заземляющим проводом выбирается таким образом, что он гарантированно не пробивается при рабочем напряжении, но в случае кратного увеличения этого значения происходит пробой. При этом образуется электрическая цепь через дуговой разряд между фазой и защитным заземлением. Импульс тока, уходящий в заземляющее устройство, снимает перенапряжение и защищает силовые цепи от повреждения.
Вентильный разрядник
Усовершенствованной моделью воздушного разрядника является разрядник вентильного типа. Конструкция вентильного разрядника включает в себя несколько компонентов:
- искровой промежуток, разделённый на несколько воздушных зазоров;
- резистора.
Рабочий резистор представляет собой набор последовательно соединённых между собой дисков, изготовленных из вилита или тирита. Свойства этих материалов таковы, что вольт-амперная характеристика рабочего сопротивления является нелинейной. Это свойство позволяет пропускать большие импульсные токи перенапряжений при малом падении напряжения на самом элементе. Благодаря нелинейности характеристики разрядник получил название вентильный. Срабатывание вентильных разрядников происходит практически бесшумно, кроме этого, не наблюдается такое обильное выделение газа и пламени как в случае с воздушным разрядником.
▍Акт второй. Минимолнии.
Не все высоко поднятые проводники могут быть заземлены, для успешного перенаправления энергии разряда в землю. Например антенны — она должна быть высоко и заземлять ее нельзя, иначе она перестанет принимать сигналы. А можно ли сделать устройство, которое бы соединяло бы например антенну с землей только в момент удара молнии, и при этом не оказывала влияния в остальное время?
Можно, и устройство это называется искровой разрядник. Вот пример разрядника для электрооборудования конца 19 века:
Идея защиты проста — между защищаемым проводником и заземлением в разряднике создается минимально допустимый зазор так, чтобы при нормальной работе напряжение не превышало напряжение пробоя зазора. Если в защищаемой линии по какой то причине напряжение возрастет (из-за удара молнии или из-за всплесков от работы электрооборудования) то в зазоре происходит электрический пробой — зажигается электрическая дуга, которая из-за ионизации газа неплохо проводит ток. Именно эта дуга обеспечивает временное электрическое соединение с землей, и гаснет, если напряжение понизилось ниже напряжения гашения дуги.
Но есть две проблемы. Первая — малопредсказуемое напряжение пробоя разрядника — изменение температуры, влажности воздуха — и напряжение изменилось. Немного коррозии — напряжение изменилось. Кривые ручки регулировщика — очень сильно изменилось. Второй недостаток — более фундаментальный — напряжение при котором происходит пробой, и напряжение, при котором дуга гаснет отличаются. Причем напряжение зажигания дуги еще зависит от скорости нарастания напряжения. График на картинке как раз показывает «горб» — пока разрядник не сработал напряжение успевает вырасти, затем зажигается дуга и напряжение падает. Пунктиром показан график напряжения при защите варистором.
Картинка взята отсюда.
Если первый недостаток получилось побороть, заключив разрядник в герметичную колбу, заполненную заранее приготовленной смесью газов, то со вторым ничего поделать не получилось. Да, разными ухищрениями можно уменьшить разницу между напряжением пробоя и напряжением, когда дуга гаснет, но не радикально. Причем напряжение гашения должно быть ВЫШЕ напряжения источника питания (*с оговорками). Иначе может получиться неприятная ситуация, когда разряд молнии пробил разрядник и ушел в землю, но дуге погаснуть уже не даст генератор, питающий линию. И дуга в разряднике будет гореть пока кто-то из них не сломается. Вот пример разрядника РБ-5, отечественного производства из аппаратуры связи — колба герметична и заполнена инертным газом:
В принципе, до широкого распространения полупроводниковых приборов (где-то до середины 60х) защита в виде разрядников всех устраивала. При должном запасе прочности изоляции, кратковременный всплеск напряжения на пару кВ (пока не сработает разрядник) большинство аппаратуры могло вынести. Но потом в широкий обиход вошли полупроводниковые устройства, для которых даже небольшое кратковременное повышение напряжения означало смерть.
Разрядники применяются до сих пор и очень широко. Причем разрядники выпускаются огромным ассортиментом на все случаи жизни, от маленьких для защиты линий связи до огромных для зашиты линий электропередач. Вот например как выглядит разрядники в плате мини-АТС (цилиндрические с брендом производителя EPCOS), для защиты от импульсов высокого напряжения, которые могут оказаться в телефонной линии:
ОПН — ограничители перенапряжения
Ограничители перенапряжения являются следующим этапом эволюции устройств, защищающих от импульсных бросков напряжения. Данный прибор не содержит воздушных промежутков. Основным элементом устройства является варистор. Если быть более точным, набор варисторов. Для получения необходимых рабочих характеристик варисторы соединяются между собой в последовательные или параллельно – последовательные блоки.
Основу варистора составляет оксид цинка. В процессе изготовления варистора добавляются также оксиды других металлов. СтабЭксперт.ру напоминает, что в результате, готовое изделие представляет собой набор p–n переходов, соединённых параллельно и последовательно. Наличие данных полупроводниковых переходов определяет нелинейные свойства варистора. Варисторы заключены в фарфоровый или полимерный корпус ограничителя перенапряжения. Сопротивление варисторов ОПН очень велико в диапазоне рабочего напряжения. При возникновении импульсного броска напряжения, сопротивление ОПН резко падает, пропуская импульсный ток на землю.
Ограничители перенапряжения имеют некоторые конструктивные и функциональные различия. Классификация ОПН осуществляется по следующим признакам:
- материалу изоляции;
- конструкции устройств;
- рабочему напряжению;
- месту монтажа.
По поводу изоляции уже было сказано, применяется фарфор либо полимерная композиция. Конструктивно ограничители перенапряжения бывают одноколонковыми и многоколонковыми. ОПН выпускаются для каждого класса напряжения: 6-10 киловольт и выше. Монтируются ограничители перенапряжения в закрытых или открытых распределительных устройствах (ЗРУ, ОРУ).
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.
Домашние модульные УЗИП для установки в распределительных устройствах 0,4 кВ
Для защиты внутридомовой электропроводки и бытовой техники от бросков напряжения, имеющих грозовую и переходную природу, многие производители электротехники выпускают компактные приборы модульного исполнения, которые удобно располагаются в распределительных шкафах.
Подобные УЗИП ставят на DIN-рейку.
Монтаж
Подключаются модульные УЗИП между фазным и защитным заземляющим проводом. Присоединение должно осуществляться после автоматического выключателя. При этом в момент возникновения перенапряжения и открывания варистора устройства, повышенный ток варистора протекает через выключатель, вызывая срабатывание защиты. Отключаясь, автоматический выключатель разрывает связь нагрузки с внешней сетью, являющейся источником повышенного напряжения.
