Меню

Шкаф для ограничителей напряжения



Ограничители импульсного перенапряжения: подключение УЗИП

Ограничители импульсного перенапряжения-01

Установка УЗИП — ограничители импульсного перенапряжения, правильный монтаж и подключение

Ограничители импульсного перенапряжения — скачкообразное напряжение атмосферного происхождения является основной причиной выхода из строя электронного оборудования и простоев производства. Наиболее опасный тип перенапряжения вызван прямыми ударами молнии.

Фактически, молния создает пики тока, которые генерируют перенапряжения в сети электропередачи и передачи данных, последствия которых могут быть чрезвычайно нежелательными и опасными для систем, сооружений и людей. У разрядников для защиты от перенапряжений есть много применений, от защиты дома до коммунальной подстанции.

Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого дома, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях. В данной публикации мы расскажем как правильно подключать ограничители импульсного перенапряжения, и покажем схемы соединения. В частности здесь речь пойдет о конкретном устройстве ОИН-1.

Для чего нужен ОИН-1 и его функциональные возможности

Прибор ограничителя импульсных напряжений в первую очередь нужен для защиты электрической сети переменного тока 380/220v. Скачкообразные, импульсные напряжения, многократно превышающие штатные значения, могут возникать из-за грозовых разрядов.

Ограничители импульсного перенапряжения-1

Кроме этого, действующее сетевое напряжение может изменяться в следствия бросков тока в электросети. Возникают они как правило во время подсоединения к сети либо отключения каких либо мощных электрических устройств.

В схему прибора ОИН-1 включен мощный варистор, выполняющий функции разрядника, которые применялись в устройствах более старшего поколения.

Ограничители импульсного перенапряжения-2
Устройство защиты от импульсных перенапряжений в силовом щитке

В этом варианте прибор подключен к защищаемой электрической цепи по параллельной схеме.

В случае каких либо возникших аварийных ситуаций, когда штатное напряжение начинает периодически «прыгать» до критического уровня, тогда устройство защиты мгновенно сработает.

Принцип действия защиты заключается в следующем. Во время образования в силовой цепи внезапного подъема напряжения, например, от грозового разряда. При этом на варисторе снижается сопротивление, и как следствие возникает короткое замыкание, после чего срабатывает автомат и отключает электрическую цепь. Установленные в этом силовом тракте, после варистора, различные приборы не получат повреждений, благодаря тому, что вовремя сработали ограничители импульсного перенапряжения.

В процессе эксплуатации ОИН-1 он может получить повреждения, чтобы убедится в его исправности, нужно ориентироваться на показание встроенного индикатора. В случае, если индикатор отображается зеленым цветом, то прибор находится в рабочем состоянии, а если индикатор покраснел, тогда устройство защиты подлежит замене.

Область использования

Защитный ограничитель напряжения ОИН-1 очень востребован при монтаже электро сетей, его практически всегда устанавливают в распределительных щитках на входе в помещение. А подключается он в цепь непосредственно перед прибором учета электроэнергии, то есть и сам счетчик будет под защитой от перенапряжения.

Ограничители импульсного перенапряжения-3

Кроме этого, данный прибор используется для защиты от перенапряжений, начиная от жилого дома до коммунальной подстанции. Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого помещения, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях.

Технические параметры

Таблица основных характеристик ОИН-1: Значение
1 Стандартное напряжение 220 В
2 Номинальный разрядный ток 6
3 Максимальный РТ 13
4 Остаточное напряжение 2200
5 Уровень защиты не ниже IР21
6 Температурный режим от -50 до +55
7 Параметры устройства (размеры) 80 × 17,5 × 66,5
8 Вес 0,12 кг
9 Срок службы 3–3,5 года

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.

УЗИП-4

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.

Что нужно устанавливать перед устройством защиты — автоматический выключатель или предохранитель

Чтобы обеспечить гарантированную подачу электроэнергии в помещение, нужно устанавливать автомат-выключатель для корректного отключения УЗИП, а для надежности можно еще и предохранитель.

УЗИП-5

Последствия удара молнии в распределительный щит

Из всего выше сказанного образуется такой вывод: ограничители импульсных перенапряжений желательно устанавливать как в сетях промышленного потребления, так и в домашних электро сетях. Такая защита поможет вам избежать воспламенения установленного оборудования, следовательно и пожара.

Ограничитель импульсных напряжений. Как грамотно подключить.

Источник

Что такое ограничитель перенапряжения и как он работает?

Одним из наиболее опасных аварийных режимов в электрических сетях является импульсный скачек напряжения при атмосферных разрядах, перехлесте линий или коммутационных операциях. Эта величина значительно опережает нарастание импульсного тока и воздействует на изоляцию электрооборудования и других устройств, поэтому классические автоматы и другие защиты, реагирующие на изменение номинального тока, против нее не эффективны.

Значение перенапряжения может в разы превышать номинальную рабочую величину, поэтому такое явление подвергает опасности все оборудование и элементы сети. Для предотвращения значительных убытков и последующих затрат на восстановление в электроустановках используются ограничители перенапряжения (ОПН).

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.

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.

Виды ОПН

В связи с большим спектром решаемых задач ограничители перенапряжения подразделяются на несколько видов, которые отличаются по таким параметрам:

  • Класс напряжения – рабочая величина, на которую рассчитан ограничитель, разделяется на устройства до 1кВ и выше, как правило, номинал напряжения соответствует стандартному значению электрических параметров сети (6, 10, 35 кВ).
  • Материал рубашки – определяет тип изоляции наружного слоя, наиболее часто используются фарфоровые или полимерные модели.
  • Класс защищенности – определяет возможность установки или на открытой части, или только внутри помещения.
  • Количеству элементов или фаз – число ограничителей перенапряжения зависит от числа защищаемых фаз и величины питающего их напряжения.

Так для каждой из фаз в электроустановке может устанавливаться отдельная колонка или одна для всех. Также следует отметить, что в электроустановках на 110 кВ и более ОПН для одной фазы может собираться из нескольких однотипных элементов, к примеру, из трех на 35 кВ.

В зависимости от причин возникновения перенапряжения в сети устройство защиты должно выстраиваться в соответствии с требованиями стандартов:

  • ГОСТ Р 50571.18-2000 – от возможных перенапряжений в низковольтных сетях при замыканиях по высокой стороне.
  • ГОСТ Р 50571.19-2000 – от скачков, образованных воздействием молнии и возникающих в результате переключения электроустановок.
  • ГОСТ Р 50571.20-2000 – от перенапряжений генерируемых электромагнитными воздействиями.

Комбинация нескольких видов позволяет выстраивать многофункциональные или ступенчатые ограничители.

Фарфоровые

Достаточно распространенным вариантом являются ограничители коммутационных перенапряжений с фарфоровым корпусом. Такие модели отличаются своими эксплуатационными параметрами, так как керамика невосприимчива к воздействию солнечной радиации, а находящийся внутри вентильный разрядник практически не зависит от температуры внешней среды.

Также весомым преимуществом этих ограничителей является большая механическая прочность на сжатие и разрыв, благодаря чему их можно использовать и в качестве опорной конструкции. Но фарфоровые ОПН характеризуются сравнительно большим весом, а также представляют значительную угрозу в случае разрыва, так как осколки фарфора поражают близлежащие здания и могут травмировать персонал.

Полимерные

С развитием химической отрасли и распространением полимеров в качестве диэлектриков они значительно вытеснили фарфоровые ограничители. Полимерные ОПН представляют собой устройства с рубашкой из каучука, винила, фторопласта или других подобных материалов.

Полимерные ограничители куда боле устойчивы к воздействию влаги, отличаются меньшим весом и большей взрывобезопасностью, так как в случае разрушения корпуса избыточным давлением внутри колонки, рубашка повреждается по линии разлома, но не разлетается острыми осколками. Значительным преимуществом полимерных моделей является их устойчивость к динамическим нагрузкам.

К недостаткам полимерных ОПН относится способность к накоплению пыли и прочих засорителей на поверхности диэлектрика, которые со временем приводят к повышению пропускной способности, увеличению тока утечки и пробою изоляции. Также полимеры боятся солнечной радиации и температурных колебаний в окружающей среде.

Одноколонковые

Такие ограничители перенапряжения представляют собой один конструктивный элемент с нелинейным сопротивлением. Число полупроводниковых дисков в них набирается в соответствии с категорией защищаемой электроустановки. В зависимости от количества и типа осаживающейся на поверхности пыли и засорителей, одноколонковые ОПН подразделяются по классам от II до IV согласно градуировке ГОСТ 9920.

Многоколонковые

В отличии от предыдущих устройств борьбы с коммутационными перенапряжениями, эти средства защиты высоковольтного оборудования имеют несколько колонок, модулей или блоков, объединяемых в одну систему. Данный вид ОПН характеризуется большей надежностью по отношению к защищаемым объектам, так как способен реагировать и на одиночные, и на дифференциальные перенапряжения.

Технические характеристики

При выборе конкретной модели ограничителя перенапряжения обязательно учитываются такие параметры устройства:

  • Время срабатывания – характеризует скорость открытия полупроводникового элемента ограничителя после нарастания напряжения.
  • Рабочее напряжение – определяет величину электрической энергии, которую ОПН может выдерживать без нарушения работоспособности в течении любого промежутка времени.
  • Номинальное повышенное напряжение – значение рабочей величины, которое ОПН способен выдерживать в течении 10 секунд, также нормируется совместно с остаточным напряжением, которое остается в сети.
  • Ток утечки – возникает как результат приложения напряжения к ограничителю перенапряжения и определяется его омическим сопротивлением или параметрами резисторов. В исправном состоянии этот параметр составляет сотые или тысячные доли ампер, перетекающие по рубашке и полупроводнику от источника к проводу заземления.
  • Разрядный ток – величина, образующаяся при импульсных скачках, в зависимости от источника перенапряжения разделяется на атмосферные, электромагнитные и коммутационные импульсы.
  • Устойчивость к току волны перенапряжения – определяет способность сохранять целостность всех элементов конструкции в аварийном режиме.

Обслуживание и диагностика ОПН

В процессе эксплуатации ограничители перенапряжения не являются одноразовым элементом. Поэтому могут многократно производить операции перевода импульсного разряда на заземляющую шину автоматически. Из-за особенностей протекания и величины перенапряжения ОПН может утрачивать заводские параметры, снижать эффективность работы до полного выхода со строя. Для предотвращения подобных ситуаций они подвергаются периодической проверке в процессе эксплуатации, которая регламентируется п.2.8.7 ПТЭЭП. При этом проверяется:

  • Сопротивление – не менее раза в 6 лет, измеряется при помощи мегаомметра.
  • Ток проводимости – проверяется только при условии снижения предыдущего параметра.
  • Пробивное напряжение и герметичность проверяются только после заводского ремонта или при приемке в эксплуатацию на заводе. Самостоятельно электроснабжающими и эксплуатирующими организациями такие меры диагностики для ограничителей не производятся.
  • Тепловизионные измерения должны выполняться в соответствии с регламентом изготовителя или местными планово-предупредительными ремонтами.

Также в процессе эксплуатации может выполняться внешний осмотр устройства на наличие подгаров, сколов, загрязнения или других дефектов в изоляции.

Источник

Читайте также:  Стабилизатор напряжения 220в 2квт схема