НЕЛИНЕЙНЫЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ( ОПН ). Ограничитель перенапряжения нелинейный

Ограничитель перенапряжений нелинейный (ОПН)

В процессе эксплуатации изоляция оборудования электрических сетей подвергается воздействию рабочего напряжения, а также различных видов перенапряжений, таких как грозовые, коммутационные, квазистационарные. Основными аппаратами для защиты сетей от грозовых и коммутационных перенапряжений являются вентильные разрядники (РВ) и нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН). При построении или модернизации уже существующих схем защиты от перенапряжений с помощью ОПН и РВ необходимо решать две основные тесно связанные друг с другом задачи:

выбор числа, мест установки и характеристик аппаратов, которые обеспечат надежную защиту изоляции от грозовых и коммутационных перенапряжений;

обеспечение надежной работы самих аппаратов при квазистационарных перенапряжениях, для ограничения которых они не предназначены.

Защитные свойства РВ и ОПН основаны на нелинейности вольтамперной характеристики их рабочих элементов, обеспечивающей заметное снижение сопротивления при повышенных напряжениях и возврат в исходное состояние после снижения напряжения до нормального рабочего. Низкая нелинейность вольтамперной характеристики рабочих элементов в разрядниках не позволяла обеспечить одновременно и достаточно глубокое ограничение перенапряжений и малый ток проводимости при воздействии рабочего напряжения, от воздействия которого удалось отстроиться за счет введения последовательно с нелинейным элементом искровых промежутков. Значительно большая нелинейность окисно-цинковых сопротивлений варисторов ограничителей перенапряжений ОПН позволила отказаться от использования в их конструкции искровых промежутков, то есть нелинейные элементы ОПН присоединены к сети в течение всего срока его службы.

В настоящее время вентильные разрядники практически сняты с производства и в большинстве случаев отслужили свой нормативный срок службы. Построение схем защиты изоляции оборудования как новых, так и модернизируемых подстанций, от грозовых и коммутационных перенапряжений теперь оказывается возможным только с использованием ОПН.

Идентичность функционального назначения РВ и ОПН и кажущаяся простота конструкции последнего часто приводят к тому, что замену разрядников на ограничители перенапряжений проводят без проверки допустимости и эффективности использования устанавливаемого ОПН в рассматриваемой точке сети. Этим объясняется повышенная аварийность ОПН.

Помимо неверного выбора мест установки и характеристик ОПН еще одной причиной повреждений ОПН являются используемые при их сборке варисторы низкого качества, к которым, прежде всего, относятся китайские и индийские варисторы.

Стержневые искровые промежутки

Стержневые искровые промежутки также известные как «дугозащитные рога» применяются для защиты от пережога защищеных проводов и перевода однофазного к.з. в двухфазное. Для возникновения дуги необходим ток к.з., превышающий 1 кА. Вследствие относительно низкого напряжения (6-10 кВ против 20 кВ в сетях Финляндии) и высокого сопротивления заземления «дугозащитные рога» в российских сетях не срабатывают.

Обозначение

На электрических принципиальных схемах в России разрядники обозначаются согласно ГОСТ 2.727—68.1. Общее обозначение разрядника2. Разрядник трубчатый3. Разрядник вентильный и магнитовентильный4. ОПН

16. Диагностика и ревизия предохранителя ПС – 10 (дать определение, конструкция, принцип работы, время срабатывания предохранителя, условие выбора предохранителя, техника безопасности, организационные и технические мероприятия, параметры защиты)

Электри́ческий предохрани́тель — компонент электрических и радиоэлектронных устройств, предназначенный для защиты оборудования и приборов от повреждений при их неисправностях или для защиты питающей сети от аварийных электрических токов, возникающих при авариях и отказах, неправильного включения, ошибок монтажа.

Предохранитель включается последовательно с потребителем электрического тока и разрывает цепь тока при превышении им номинального тока, — тока, на который рассчитан предохранитель.

По принципу действия при разрыве тока в защищаемой цепи предохранители разделяются на четыре класса — плавкие, электромеханические, электронные и использующие нелинейные обратимые свойства по изменению сопротивления после воздействия экстратока у некоторых проводящих полупроводниковых материалов (самовосстанавливающиеся предохранители).

В плавких предохранителях при превышении тока свыше номинального происходит разрушение токопроводящего элемента предохранителя (расплавление, испарение), традиционно этот процесс называют «перегоранием» или «сгоранием» предохранителя.

Автоматический выключатель защиты сети снабжён датчиками протекающего тока (электромагнитными и/или тепловыми), при превышении тока сверх номинального, разрывают цепь размыканием контактов, обычно, движение контактов на размыкание производится посредством предварительно взведённой пружины.

В электронных предохранителях защищаемую цепь разрывают бесконтактные ключи.

В самовосстанавливающихся предохранителях, при превышении тока, на несколько порядков увеличивается удельное электрическое сопротивление полупроводникового материала токопроводящего элемента предохранителя, что снижает ток цепи, после снятии тока и их охлаждения восстанавливают своё сопротивление.

Под термином электрический предохранитель или, обычно, предохранитель, подразумевается наиболее часто используемый и дешёвый плавкий предохранитель.

Предохранители повсеместно используются для защиты любого электрооборудования, например, для исключения перегрева проводов бытовой электрической сети в случае коротких замыканий. Отсутствие предохранителей или неграмотное их применение может привести к пожару[1].

Предохранители на принципиальных электрических схемах обозначаются аббревиатурой «FU»

В плавких предохранителях в качестве разрушаемого экстратоками токопроводящего элемента применяются чистые металлы (медь, цинк, свинец, железо и др.) и некоторые сплавы — (ковар, сталь, др.).

Все чистые металлы и практически все металлические сплавы имеют положительный коэффициент термического сопротивления, то есть при повышении температуры сопротивление плавкого элемента увеличивается. Именно положительный температурный коэффициент сопротивления обуславливает защитные свойства плавкого предохранителя. При токах, ниже защитного номинального тока, тепло, выделяемое в плавком элементе, стационарно рассеивается в окружающую среду. При этом температура плавкого элемента устанавливается немного выше температуры среды. При токах, свыше номинального тока, в плавком элементе развивается тепловая неустойчивость — повышение температуры ведёт к увеличению активного сопротивления плавкого элемента, что вызывает ещё больший разогрев его, так как мощность на ветви в последовательной электрической цепи есть I2·R. Повышение сопротивления ведёт к увеличению тепловыделения, тепловыделение повышает температуру и увеличивает выделяющуюся мощность, что снова увеличивает температуру. При этом процесс развивается лавинообразно — температура плавкого элемента начинает превышать температуру его плавления и часто, затем, кипения, что вызывает его механическое разрушение и разрыв электрической цепи.

Также важным электрическим параметром плавкого предохранителя, помимо номинального тока, является так называемый параметр защиты, определяемый по время — токовой характеристике.

Экспериментально установлено, что область токов, вызывающих «сгорание» плавкого предохранителя лежит выше линии на графике ток — время срабатывания (сгорания, разрыва цепи), уравнение этой линии в декартовых координатах удовлетворяет условию:

I2·t = k

I — ток, t — время сгорания, k — параметр, в широком диапазоне изменения токов постоянен.

Таким образом, чем больше ток, тем ниже время «сгорания» плавкого предохранителя. Параметр k часто называют «защитным фактором» или «параметром защиты». Приведённое уравнение не выполняется при очень больших токах, так как разлёт и деионизация плазмы в электрической дуге испарившегося защитного плавкого элемента занимает конечное время. Также, при малых токах, ниже номинального защитного тока время «сгорания» бесконечно.

В профессиональных спецификациях на предохранители параметр k обычно явно указывается.

infopedia.su

ограничитель перенапряжений нелинейный — с русского

ограничитель перенапряжений нелинейныйОПНАппарат, предназначенный для защиты изоляции электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений, представляющий собой последовательно и/или параллельно соединенные металлооксидные варисторы без каких-либо последовательных или параллельных искровых промежутков, заключенные в изоляционный корпус[ГОСТ Р 52725-2007]

metal-oxide surge arrester without gaps arrester having non-linear metal-oxide resistors connected in series and/or in parallel without any integrated series or parallel spark gaps [IEC 60099-4, ed. 2.0 (2004-05)]

parafoudre à oxyde métallique sans éclateur parafoudre à résistances variables à oxyde métallique connectées en série et/ou en parallèle, ne comportant pas d'éclateurs en série ou en parallèle [IEC 60099-4, ed. 2.0 (2004-05)]

В электрических сетях часто возникают импульсные всплески напряжения, вызванные коммутациями электроаппаратов, атмосферными разрядами или иными причинами. Несмотря на кратковременность такого перенапряжения, его может быть достаточно для пробоя изоляции и, как следствие, короткого замыкания, приводящего к разрушительным последствиям.Для того, чтобы устранить вероятность короткого замыкания, можно применять более надежную изоляцию, но это приводит к значительному увеличению стоимости оборудования. В связи с этим в электрических сетях целесообразно применять разрядники.Ограничитель перенапряжения нелинейный (ОПН) — это элемент защиты без искровых промежутков. Активная часть ОПН состоит из легированного металла, при подаче напряжения он ведет себя как множество последовательно соединенных варисторов. Принцип действия ОПН основан на том, что проводимость варисторов нелинейно зависит от приложенного напряжения. При отсутствии перенапряжений ОПН не пропускает ток, но как только на участке сети возникает перенапряжение, сопротивление ОПН резко снижается, чем и обуславливается эффект защиты от перенапряжения. После окончания действия перенапряжения на выводах ОПН, его сопротивление опять возрастает. Переход из «закрытого» в «открытое» состояние занимает единицы наносекунд (в отличие от разрядников с искровыми промежутками, у которых это время срабатывания может достигать единиц микросекунд). Кроме высокой скорости срабатывания ОПН обладает еще рядом преимуществ. Одним из них является стабильность характеристики варисторов после неоднократного срабатывания вплоть до окончания указанного времени эксплуатации, что, кроме прочего, устраняет необходимость в эксплуатационном обслуживании

[http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%9F%D0%9D]

Параллельные тексты EN-RU

Surge arresters

To limit the occurrence of over voltages, an over voltage arrester is available upon request.

The encapsulated surge arrester is designed on the basis of metallic oxide conductive resistors.

These blow out if there is an overload, and the system protection turns off the faulty electrical circuit in a controlled manner.

The surge arrester is in single-pole design.

It has its own enclosure sealed by a sealed bushing.

Connections for equipment to monitor the arrester.

[Siemens]

Ограничитель перенапряжений

По запросу КРУЭ оснащается ограничителями перенапряжений.

Ограничитель перенапряжений выполнен на базе металлооксидных варисторов и помещен в оболочку.

При возникновении перенапряжения варисторы переходят в проводящее состояние, в результате чего система защиты отключает неисправную электрическую цепь.

Ограничитель перенапряжений выполнен в виде однополюсного модуля.

Ограничитель имеет собственную оболочку, герметично закрытую проходным изолятором.

Ограничитель перенапряжений имеет выводы для подключения приборов контроля его состояния.

[Перевод Интент]

The GIS lay out in option of zinc oxide lightning arrester under metal enclosure insulated with gas SF6.

The zinc oxide lightning arrester earths currents of considerable amplitude injected by accidental phenomena: lightning and operating overvoltages.

The non-linear resistance of the zinc oxide maintains a residual voltage lower than the GIS insulation voltage during the flow of high currents.

An impulse counter records the number of times high current passes through the conductor and the maximum amplitude attained.

[Siemens]

В КРУЭ может быть установлен ограничитель перенапряжений, выполненный на основе оксидноцинковых варисторов, размещенных в металлической оболочке, заполненной элегазом.

Оксидноцинковый ограничитель перенапряжений отводит на землю значительные по амплитуде токи, которые могут появиться в результате атмосферных и коммутационных перенапряжений.

При протекании значительного тока значение поддерживаемого нелинейным оксидноцинковым варистором остающегося напряжения ниже напряжения изоляции КРУЭ.

Отдельный счетчик подсчитывает каждый проход тока через ограничитель и его амплитуду.[Перевод Интент]

Transport and storage

Lightning arresters are filled with SF6 or nitrogen gas under pressure in the factory.

They are also fitted with a moisture filter.

Maintain the lightning arrester in a vertical position during transport and storage.

[Siemens]

Транспортирование и хранениеОграничители перенапряжений заправлены на заводе-изготовителе элегазом или азотом под давлением.

Ограничители оснащены фильтром-осушителем.

При транспортировании и хранении ограничители перенапряжений должны находиться в вертикальном положении.

[Перевод Интент]

Недопустимые, нерекомендуемые

подавитель всплесков напряжения (1)
супрессор (1)

Примечание(1)- Мнение автора карточки

Тематики

УЗИП (устройства защиты от импульсных перенапряжений)

Синонимы

ограничитель перенапряжений
ОПН

EN

excess-voltage suppressor
lightning arrester
surge arrester
surge suppressor

FR

parafoudre à oxyde métallique sans éclateur

translate.academic.ru

Ограничитель перенапряжения нелинейный OP 600 УХЛ 1

Ограничитель перенапряжения нелинейный OP 600 УХЛ 1 - класс II

Ограничитель перенапряжения нелинейный OP 600 УХЛ 1 - класс II служит для ограничения коммутационных и грозовых перенапряжений в системах СИП до 1 кВ. Для однофазной ВЛ применяется один ограничитель , для трехфазной ВЛ - три ограничителя.

Ограничитель перенапряжения - варисторного типа. Поставляется в сборе с прокалывающим зажимом.

Позиция	Сечение СИП, мм2	Тип варистора	Номин. разрядн. ток, кА(для волны 8/20мкс)	Max разряд. ток, кА(для волны 8/20 мкс)	Наибольшее длит. рабочее напряжение, В	Предельный разрядн. ток, кА(для волны 4/20 мкс)	Уровень напряж.защиты, В (при импульсетока 10 кА 8/20 мкс
OP 600/28	16-150	BOP/R0,28/10	10	40	280	100	1 100
OP 600/50	16-150	BOP/R0,5/10	10	40	500	100	1 680
OP 600/66	16-150	BOP/R0,66/5	5	35	600	50	2 465

Ограничитель перенапряжения нелинейный OP 600 УХЛ 1 - класс II

Ограничитель перенапряжения - варисторного типа. Поставляется в сборе с прокалывающим зажимом.

Позиция	Сечение СИП, мм2	Тип варистора	Номин. разрядн. ток, кА(для волны 8/20мкс)	Max разряд. ток, кА(для волны 8/20 мкс)	Наибольшее длит. рабочее напряжение, В	Предельный разрядн. ток, кА(для волны 4/20 мкс)	Уровень напряж.защиты, В (при импульсетока 10 кА 8/20 мкс
OP 600/28	16-150	BOP/R0,28/10	10	40	280	100	1 100
OP 600/50	16-150	BOP/R0,5/10	10	40	500	100	1 680
OP 600/66	16-150	BOP/R0,66/5	5	35	600	50	2 465

fsk-nsk.ru

НЕЛИНЕЙНЫЙ ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ( ОПН ).

Ограничители перенапряжения нелинейные ( ОПН ) применяются в качестве основных средств защиты электрооборудования электростанций и сетей среднего и высокого класса напряжений переменного тока промышленной частоты от коммутационных и грозовых перенапряжений.

Основным рабочим элементом ОПН служит варистор – нелинейный резистор. Основным компонентом материала варистора является окись цинка ZnO. Окись цинка смешивают с оксидами других металлов: кобальта, висмута и др. Технология изготовления оксидно-цинковых резисторов весьма сложна и трудоёмка, но позволяет получить резко нелинейную вольт-амперную характеристику и организовать повышенную пропускную способность варисторов.

Конструктивно ОПН представляет собой устройство подвесного или опорного исполнения. Ограничитель выполняется в виде колонки варисторов, которые заключены в герметичный полимерный корпус, армированный металлическими фланцами для присоединения к стандартным аппаратным зажимам.

И так, ОПН – элемент защиты без искровых промежутков. Его принцип работы основан на том, что проводимость варисторов нелинейно зависит от величины приложенного напряжения. При отсутствии перенапряжения ОПН не пропускает ток, при возникновении перенапряжения – сопротивление ОПН резко снижается, чем и обуславливается эффект защиты. При возвращении величины напряжения к номиналу, величина сопротивления ОПН опять возрастает. Переход из «закрытого» состояния в «открытое» занимает единицы наносекунд.

Кроме высокой скорости срабатывания ОПН обладает следующими достоинствами:

Рис.1. ОПН.

- высокая рабочая стабильность в течение всего срока службы;

- отличные пиковые характеристики в рабочем диапазоне температур;

- широкий модификационный ряд по току и энергоёмкости;

- уменьшение габаритов и массы позволяет размещать ОПН вблизи защищаемого оборудования;

- простота конструкции и высокая надёжность;

- ОПН в полимерном, герметичном, монолитном литом корпусе не требуют специального обслуживания;

- применение сегментарной системы взрывобезопасности, не допускающей разлёта осколков;

- пожароустойчивость;

- повышенная степень грязестойкости;

- исключительная стойкость к климатическим и химическим воздействиям;

- оптимальное соотношение цены и качества.

Структура условного обозначения ОПН выглядит следующим образом:

ОПН – РС – ХХ / ХХ УХЛ 1, где

ОПН – ограничитель перенапряжений нелинейный;

РС – индекс типа;

ХХ – предельное напряжение сети, кВ;

ХХ – наибольшее длительно допустимое напряжение сети, кВ;

УХЛ 1 – климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69.

В период эксплуатации ОПН не подлежит ремонту и не требует проведения периодических испытаний в течение всего срока службы ( 25 лет, при гарантийном сроке хранения – 5 лет ).

Таким образом, на сегодняшний день ОПН являются одним из наиболее эффективных средств защиты электрооборудования. Современные устройства такого типа обладают достаточно высокими эксплуатационными свойствами и надёжностью.

fidercom.ru

ОПН (ограничитель перенапряжения нелинейный) | ИЗОПЛАСТ

Принцип действия ОПН на металлооксидных сопротивлениях основан на использовании нелинейной вольтамперной характеристики оксида цинка. При приложении к ОПН номинального напряжения ток через него носит емкостной характер и очень мал, при возникновении перенапряжений ток через него лавинообразно растет и может достичь нескольких тысяч ампер. После прохождения импульса тока, обусловленным ростом напряжения на ОПН, его изоляция восстанавливается, и ток через него вновь возвращается до номинальных десятков микроампер.С технической стороны выбор ОПН сводится к его вольтамперной характеристике – для его безопасной работы в электрической сети ВАХ поднимают (снижается тепловая стабильность и ток проводимости ОПН, при снижении классификационного напряжения), а с другой, для того чтобы обеспечить координационный интервал для защищаемой изоляции, ВАХ необходимо снижать.Наибольшее рабочее напряжение сети – определяющая величина при выборе ОПН.Далее принимаются во внимание: длительность и ток однофазного замыкания на землю, наиболее вероятные виды перенапряжения, кратность внутреннего перенапряжения, структура сети и характеристики ее элементов (при установке в кабельных сетях – расстояние от источника питания к защищаемой электроустановке), для коммутационных перенапряжений – значения осциллограмм во время коммутаций на защищаемом оборудовании.Следует принять во внимание уже установленное оборудование по защите от перенапряжений и места их установки.Климатическое исполнение ОПН выбирается в соответствии с тем, планируете ли устанавливать его в закрытом распредустройстве или на открытом воздухе, с учетом загрязненности атмосферы.В процессе эксплуатации ОПН не подлежат ремонту и не требуют проведения профилактических испытаний повышенным напряжением в течение всего срока службы. Нормативный срок службы ОПН составляет 25 лет при гарантийном сроке хранения и эксплуатации 5 лет. При эксплуатации ОПН в районах с повышенным уровнем загрязненности атмосферы рекомендуется проводить их осмотр и периодическую очистку внешней поверхности. Очистку следует производить сухой ветошью, не оставляющей волокон, а места сильного загрязнения протирать тампоном, смоченным спиртом. Применение масел, бензина, бензола, ацетона и металлических щеток запрещается.

izoplast.biz