Ограничитель импульсного напряжения: Ограничители импульсных напряжений (ОИН) ОИН1, ОИН2

Ограничители импульсных напряжений (ОИН) ОИН1, ОИН2

Нормативно-правовое обеспечение

• Отвечают требованиям ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования», других стандартов и ПУЭ».
• Отвечает требованиям к защите от перенапряжений по ГОСТ Р 50571.19

Функциональные возможности

ОИН1 — ограничитель импульсных напряжений моноблок с варистором; по заказу световой индикатор наличия напряжения сети.

ОИН2 — ограничитель импульсных напряжений моноблок с варистором, световой индикатор рабочего состояния, световая индикация напряжения сети.

Конструктивные особенности

Ограничитель импульсных напряжений (ОИН) обеспечивает:

• Максимальное длительное рабочее напряжение 275 В частотой 50 Гц
• Рабочий потребляемый ток при напряжении 275 В не превышает 0,7 мА
• Выполнен в виде унифицированного модуля шириной 17,5 мм для монтажа на рейке 35/7мм
• Выдерживает воздействие импульсов комбинированной волны с напряжением разомкнутой цепи 10,0 кВ и с током короткозамкнутой цепи 5 кА
• Обеспечивает защиту оборудования от импульсного перенапряжения категории II по ГОСТ Р 50571. 19-2000 (уровень напряжения защиты 2,0 кВ)
• Выдерживает без повреждений воздействие временного перенапряжения 380 В
• Классификация по тепловой защите: ОИН1 и ОИН2 — без тепловой защиты.
• Классификация по наличию индикатора состояния:
  
  ОИН1 — без индикатора;
  
  ОИН1С (по дополнительному заказу) — со световым индикатором наличия напряжения сети;
  
  ОИН2 — со световым индикатором рабочего состояния.
• Классификация по ремонтопригодности: ОИН1 и ОИН2 — моноблочные (неремонтируемые в условиях эксплуатации).
• Допускает присоединение проводников сечением от 4 до 16 мм

Наименование характеристики	Значение параметров
Номинальное напряжение питающей сети, В	220
Номинальный разрядный ток, кА	5
Максимальный разрядный ток, кА	12,5
Остаточное напряжение при номинальном токе не выше, В	2000
Класс испытаний по ГОСТ Р 51992	II
Степень защиты, обеспечиваемая оболочками	не ниже IP20
Температура окружающего воздуха, С	от -45 до 55
Габаритные разметы, мм	80 x 17,5 x 65,5
Масса, не более, кг	0,12
Гарантийный срок эксплуатации, лет	3

Документация

Сертификат соответствия	PDF 529 Kb
Паспорт	PDF 826 Kb
Применение ОИН в электроустановках жилых и общественных зданий	PDF 229 Kb

характеристики, принцип работы, схема подключения

• Статья
• Видео

Согласно требованиям п. 7.1.22 ПУЭ на все электроустановки с воздушным вводом должны устанавливаться ограничители импульсных напряжений. Их устанавливают в ВУ/ВРУ. Основная задача – это погасить всплески высокого напряжения и компенсировать энергию импульса. Компания «Энергомера» выпускает подобное устройство под названием ОИН-1. Характеристики, принцип работы и схема подключения данного ограничителя рассмотрены в этой статье.

• Назначение и принцип работы
• Область применения
• Технические характеристики
• Как подключить ОИН-1 в щитке
• Важное примечание

Назначение и принцип работы

Ограничитель импульсных напряжений ОИН-1 нужен для защиты электросетей напряжением 380/220В. Это стандартные напряжения для питания электросетей. Импульсные скачки напряжения могут возникнуть в результате ударов молнии. Из-за них же и возникает разность потенциалов в земле. Кроме них выделяют коммутационные всплески в сети. Они возникают при включении или отключении мощных электроприборов или групповом старте потребителей в электроустановке. Коммутационные импульсы могут возникать при пуске мощных электрических двигателей или групповом пуске насосных станций, а также при включении конденсаторных установок.

Как работает ограничитель? Внутри ОИН-1 установлены варисторы. По принципу действия варисторы напоминают разрядники, которые использовались ранее. Поэтому ограничитель устанавливается параллельно защищаемой цепи. В случае, если напряжение в сети превысит допустимое (классификационное) напряжение варистора, он начинает замыкать провода, таким образом отводя опасность от подключенных после него электроприборов.

Область применения

Рассмотрим, где применяется на практике ОИН-1. Применение в реальной работе ограничителя импульсных напряжений достаточно широко. Его устанавливают во вводные щиты или щиты учёта потребителей. При этом его рекомендуется устанавливать до счётчика, чтобы защитить и его. О том, как правильно подключать ОИН-1 в щиток мы поговорим ниже.

Если вы собираетесь строить дом и подключаете участок к электроэнергии – в технических условиях на подключение будет указана необходимость установки устройства защиты от импульсных перенапряжений. Но такое требование вносится в большинстве случаев как прописано в ПУЭ – при воздушном вводе кабеля.

Официальная документация о применении ограничителя импульсных напряжений от компании «Энергомера» ссылается на то, что рекомендуется его применение в системах заземления TN-S, TN-C-S в однофазной и трёхфазной сети.

Технические характеристики

Ни одно описание устройств не обходится без информации о технических характеристиках. ОИН-1 имеет такие характеристики:

1. Длительно выдерживает напряжение до 275В, при стандартной частоте в 50 Гц.
2. Устанавливается на дин-рейку.
3. Ширина 17,5мм, что совпадает с размерами однополюсного автомата.
4. Во время работы потребляет ток 0,7 мА, при 275В.
5. Соответствует ГОСТам и прошёл сертификацию, поэтому может выдерживать импульсы до 10 кВ, с Iкз=5000А.
6. Есть версия ОИН-1С, оборудованная световым индикатором наличия напряжения в сети.
7. Клеммники позволяют подключать токопроводящие жилы от 4 до 16 мм.

Как подключить ОИН-1 в щитке

У этого устройства есть ряд функциональных аналогов от всех популярных производителей электротехники, поэтому и схемы их подключения в принципе аналогичны. В официальной документации схема подключения не слишком очевидна, она представлена в двух вариантах и выглядит следующим образом:

Обратите внимание первый вариант – подключение параллельно защищаемой цепи, а второй – последовательно с разъединителем. То есть в результате срабатывания ограничителя импульсных напряжений разъединитель должен разорвать цепь питания, чтобы избежать возгорания изделия и протекания тока по электрической дуге.

Но приведенная схема совсем не наглядно и не понятно изображена, и сразу возникает вопрос о том, как правильно установить аппарат. Поэтому ознакомьтесь с несколькими примерами подключения УЗИП в электросеть.

На рисунке ниже изображена типовая схема из условий для подключения 3 фаз. Здесь более наглядно изображено подключение ограничителей напряжения до счётчика. В трёхфазной цепи с системой заземления TN-S или TN-C-S его подключают между фазами, нулём и землёй. Но подключение ОИН-1 после счетчика тоже допустимо как дополнительная ступень защиты.

Монтажная схема на примере подключения в двухпроводной электросети:

И напоследок рассмотрим схемы для четырёх разных схем электроснабжения (1 фаза, 3 фазы, объединённый и разъединённый защитные проводники), которые встречаются наиболее часто:

Важное примечание

Мы рассмотрели для чего нужен ОИН-1 и как его установить. Но в обязательном порядке нужно добавить примечание из официальной документации:

Речь идёт о подключении автомата в разрыв питающего провода перед ограничителем. Это нужно для того, чтобы в случае короткого замыкания в ограничителе импульсов разорвать цепи и предотвратить негативные последствия случая.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором доступно объясняется, как подключить ограничитель импульсных напряжений к сети:

На этом мы и заканчиваем описание характеристик и правил подключения ОИН-1. Надеемся, подготовленный обзор был для вас полезным и интересным!

Наверняка вы не знаете:

• Классификация устройств защиты от импульсных перенапряжений
• Что такое ограничитель мощности
• Как бороться с низким напряжением в сети

Is-limiter, усовершенствованный ограничитель тока короткого замыкания для комплексных приложений (ограничители тока короткого замыкания)

Тенденция к более высоким линейным номинальным значениям в кВА и растущее переплетение энергосистем увеличивают вероятность того, что распределительные щиты будут подвержены недопустимо высокому уровню короткого замыкания. токи. Надежную и экономичную защиту от этих импульсных токов обеспечивает ограничитель I _s .

Это быстродействующее коммутационное устройство запускает небольшой заряд для размыкания главного проводника, рассчитанного на большие рабочие токи. Ток коммутируется на параллельный предохранитель с высокой отключающей способностью, который ограничивает ток короткого замыкания при первом нарастании. я _s — лимитеры успешно используются более чем на 2500 станциях в 70 странах.

Такое быстродействующее коммутационное устройство подходит для различных приложений, которые не могут быть выполнены с помощью обычных переключателей. Наиболее важные из них представлены ниже. См. рисунок 1 ниже.

Соединение — параллельная работа двух систем

I _s -ограничители часто используются в соединении между двумя системами или частями систем, устойчивость к коротким замыканиям которых недостаточна при параллельном соединении через автоматический выключатель.

Вместо двух систем, рассчитанных на удвоенный ток короткого замыкания, в муфте установлен ограничитель I _s . В случае неисправности он ограничивает пиковый ток короткого замыкания при самом первом нарастании. Он электрически разделяет системы на две части, прежде чем ток короткого замыкания может поставить под угрозу компоненты системы. После разделения только неисправная часть системы по-прежнему питает короткое замыкание, которое выборочно отключается соответствующим автоматическим выключателем. Таким образом, пиковый ток короткого замыкания не превышает ток короткого замыкания от одного трансформатора в любой точке распределительного устройства. Когда я _с — срабатывает ограничитель, напряжение в части системы, не затронутой КЗ, падает максимум на доли миллисекунды.

Таким образом даже чувствительные нагрузки защищены от перепадов напряжения. Таким образом, ограничитель I _s также отлично подходит для установки в муфте между «незащищенной» и «защищенной» системами. См. рис. 2 ниже.

Станционное снабжение и сеть общего пользования

 

Все чаще в промышленной и сервисной деятельности встречаются системы внутреннего электроснабжения, работающие параллельно с сетью общего пользования. В случае возникновения неисправности в сети общего пользования добавочный ток короткого замыкания от объектов электроснабжения станции приведет к превышению допустимых уровней в сети общего пользования.

На рис. 2 выше показано наиболее технически подходящее, а часто и единственное решение: использование ограничителя I _s при подключении к сети общего пользования. При необходимости ограничитель I _s может реагировать на критерий направленного отключения. Для этого требуются три дополнительных трансформатора тока в главном выводе звезды генератора. При критерии направленного срабатывания ограничитель I _s срабатывает только при коротких замыканиях в сети общего пользования. См. рис. 3 ниже.

 

I _S -ограничитель в фидере генератора для защиты высоковольтной системы

Дерегулирование рынка приводит к установке множества дополнительных генераторов. По этой причине токи короткого замыкания на уровне высокого напряжения будут слишком высокими. При использовании ограничителя I _s уровень высокого напряжения будет защищен от токов короткого замыкания, питаемых этими фидерами генератора. См. рис. 4 ниже.

 

I _S — ограничители и дроссели, соединенные параллельно

Если компоненты системы не должны быть полностью изолированы в случае короткого замыкания, а дополнительно питаются через короткое замыкание ограничивающий реактор, реактор может быть шунтирован ограничителем I _s при нормальной работе, чтобы избежать потерь в меди, колебаний напряжения, которые в противном случае могли бы возникнуть при изменении нагрузки, а также электромагнитных воздействий, вызванных каждым реактором. На рис. 4 рядом показано I _s — Ограничитель и реакторы подключены параллельно как на входе, так и на выходе.

См. рис. 5 ниже.

 

Селективность с использованием нескольких I _S -ограничителей

При наличии нескольких I _s -ограничителей в системе могут быть установлены дополнительные ограничители для выборочных критериев срабатывания. В таких случаях срабатывает только тот ограничитель I _s , который находится ближе всего к месту неисправности. На рис. 5 ниже показано это приложение.

ССЫЛКИ
[1] Dreimann, E.; Графе, В.; Hartung, K.-H.: «Защитное устройство для ограничения токов короткого замыкания» etz 1 15 (1994) 9, 492-494
[2] I _s -limiter, ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, 2000

Карл Хайнц Хартунг родился в 1945 г. в Нойкирхене, получил степень магистра электротехники в Техническом университете в Аахене Профессия : ABB AG Calor Emag Mittelspannungsprodukte, конструкторский отдел (расчет коротких замыканий, I _s -ограничитель, электронное испытательное оборудование, к. т.с., автоматические выключатели) с 1992 г. Генеральный менеджер по I _s -ограничитель. Он также является членом рабочей группы СИГРЭ 13.10 «Технические требования к ограничителям тока короткого замыкания».

Задавать вопрос

спросил
4 года, 8 месяцев назад

Изменено
1 год, 10 месяцев назад

Просмотрено
290 раз

\$\начало группы\$

Я разрабатываю схему высоковольтного корпуса, которая включает блокировку, когда напряжение одного из двух источников высокого напряжения достигает 50 В или выше. Оба имеют выходное напряжение 6 кВ. Ниже то, что у меня есть до сих пор, где R7 представляет собой замок:

Два одинаковых блока образуют компараторы с опорным напряжением 5 В, а Q3 и Q6 образуют логический элемент И. Q9 управляет выходом.

У меня были проблемы со сгоранием операционных усилителей и логических ИС в предыдущих проектах, поэтому все компоненты были дискретными.

Эта конструкция пока хорошо работает в моделировании, но я пока только увеличил источники до 60 В. На самом деле резистивный делитель 100:1 (10M:100k) будет использоваться для получения диапазона 0-60В или около того (возможно, 200:1 для 0-30В).

Проблема в том, что при 50 В напряжение на входе компаратора слишком низкое, чтобы преодолеть \$V_{be}\$ Q1 или Q4. Я думал о добавлении усилителя с общим эмиттером с коэффициентом усиления 10 на входах, которые просто насыщают немного выше этой отметки 50 В, но для этого также потребуется еще один инвертирующий усилитель после него.

Есть ли простой способ сделать это, о котором я не думаю? Или нужно изменить конфигурацию?

• аналоговый
• делитель напряжения
• высоковольтный

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Вы можете заставить его работать, обеспечив отрицательное питание для R1/R2, что-то вроде -5В.

Но, наверное, есть более простые способы, особенно если вы знаете, почему именно у вас вышла из строя деталь. Если ваши сбои вызваны перегоранием делителя, то дискретные части не будут намного более надежными.

Я бы предложил что-то еще в этом духе (концепция только на данном этапе), где U1 представляет собой двойной компаратор с открытым коллектором или стоком и низким входным током смещения:

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Другая возможность состоит в том, чтобы собрать компараторы из PNP-транзисторов, чтобы они могли измерять напряжения вблизи земли. Упрощенная схема будет выглядеть так:

Это также устраняет необходимость в транзисторе И перед выходом. Диод необходим для ограничения входа высокого напряжения, когда он становится намного выше узла с общим эмиттером. Кроме того, я не включил какие-либо базовые или коллекторные резисторы, но они могут понадобиться в зависимости от импеданса источника различных сигналов.