Инструкция по эксплуатации ограничителей перенапряжения (ОПН)
СЛУЖБА ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА ПС И ЛЭП 35-110 KB
СОДЕРЖАНИЕ 1. Область применения 2. Общие сведения
3.Устройство и принцип действия ОПН 6-110 кВ 3.1 Устройство и принцип действия ОПН фирмы «ABB». 3.2 Устройство и принцип действия ОПН фирмы «Таврида Электрик» 3.3 Устройство и принцип действия ОПН фирмы «Raychem»
Требования данной инструкции распространяется на ограничители перенапряжения нелинейные (далее – ОПН) 6-110 кВ, изготовленные в полимерном корпусе производства фирм: «Raychem», «Таврида Электрик», «ABB» и др., находящиеся в эксплуатации на объектах электроэнергетической системы.
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
ОПН на сегодняшний день являются одним из эффективных средств защиты оборудования электрических сетей. Данные аппараты обладают достаточно высокими эксплуатационными свойствами и надежностью. Нелинейные ограничители перенапряжений предназначены для использования в качестве основных средств зашиты электрооборудования станций и сетей среднего и высокого классов напряжения переменного тока промышленной частоты от коммутационных и грозовых перенапряжений. При их разработке были использованы последние технологические достижения и опыт эксплуатации ОПН в отечественной и зарубежной практике. Ограничители рекомендуется применять вместо вентильных разрядников соответствующих классов напряжения при проектировании, эксплуатации, техническом перевооружении и реконструкции электроустановок. ОПН 6-110 кВ с полимерной изоляцией, по сравнению с вентильными разрядниками, обладают целым рядом преимуществ:
Под рабочим напряжением через ОПН протекает ток величиной доли миллиампер. Ток носит емкостной характер, вследствие чего в ОПН не выделяется активная мощность, и он может неограниченно долго находиться под рабочим напряжением. В результате ОПН не требует обслуживания и контроля параметров в процессе эксплуатации. Повышение напряжения, при появлении импульса перенапряжения, вызывает снижение активного сопротивления резисторов ОПН. Ток через ОПН возрастает до сотен ампер при появлении коммутационных перенапряжений и до тысяч ампер при воздействии грозовых перенапряжений. Резисторы ограничителя переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание перенапряжения до уровня, безопасного для изоляции защищаемого электрооборудования. Когда перенапряжение снижается, ограничитель вновь возвращается в непроводящее состояние.
Графики изменения тока и напряжения на ОПН при повышении воздействующего напряжения.
3. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОПН 6 – 110 КВ.
3.1. Устройство и принцип действия ОПН фирмы «АВВ». ОПН фирмы «ABB» в полимерном корпусе могут состоять из одного или нескольких модулей, каждый из которых содержит одну колонку варисторов. Варисторы не обладают «кумулятивным» эффектом, т.е. их вольт-амперная характеристика не зависит от числа срабатываний ОПН. Силиконовая покрышка наносится на активную часть методом непосредственного вакуумного литья в специальной холдинговой машине. Фланцы соединены друг с другом двумя или более усиливающими элементами из стекловолокна, что придает ОПН высокие механические характеристики. Благодаря тому, что силиконовая изоляция наносится непосредственно на вариаторы, внутри нет воздуха и, как следствие, отсутствуют внутренние частичные разряды. Кроме того, улучшаются условия охлаждения варисторов, что улучшает энергопоглащающую способность ОПН. ОПК фирмы «ABB» состоит из внешнего изолятора, выполненного из негаллогенированной силиконовой резины с концевыми фланцами и выводами, выполненными из нержавеющей стали, алюминия или меди. Внутренняя часть ОПН состоит из металлооксидных варисторов, стальных прокладок, алюминиевыхкомпонентов, стекловолоконных стяжек и арамидных волокон. Металлоксидные варисторы представляют собой агломератные «таблетки», состоящие в основном из ZnO (90%) и др. веществ (более 1%): Bi2O3, Sb2O3, NiO, Cr2O3. Металлоксидные варисторы покрыты слоем тонкого стекла ( Конструкция ОПН/ TEL
3.3 Устройство и принцип действия ОПН фирмы «Raychem» В корпус из трекингостойкого полимера, выпускаемого по специальной технологии, помещены металлооксидные варисторы, обеспечивающие высокую энергопоглощающую способность. Подключение ОПН к сети осуществляется при помощи электродов. Волоконно-армированная структура придает ОПН дополнительную механическую прочность.
Конструкция ОПН фирмы «Raychem»
1. Металлооксидные варисторы 2. Электроды 3. Волоконно-армированная композитная структура 4. Корпус из трекингостойкого полимера
4. МОНТАЖ ОПН 6-110 KB
4.1 Общие требования
Монтаж ОПН 6-110 кВ должен производится в строгом соответствии с требованиями инструкций завода-изготовителя и указаний ГКД 34.35.512-2002. Средства защиты от перенапряжений в электроустановках 6-750 кВ. Инструкция по монтажу и эксплуатации. После окончания монтажа проводятся приемо-сдаточные испытания ОПН в объеме согласно требованиям инструкции завода-изготовителя и ГКД 34.35.512-2002. Перед монтажом все элементы ОПН необходимо тщательно осмотреть, причем особое внимание следует обращать на следующее:
Таблица 1— Наименьшие допустимые расстояния в свету между ОПН и токоведущими и заземленными частями оборудования ПС, а также между ОПН и постоянными ограждениями
Расстояние
Изоляционные расстояния, мм, для номинального напряжения,кВ
Ограничители перенапряжения: особенности, сфера применения
Современные ограничители перенапряжения пришли на смену устаревшим вентильным разрядникам. В роли основного рабочего элемента в них выступают нелинейные резисторы — варисторы. Они располагаются в корпусе, который изготавливается из высокопрочного полимера. Конструктивное исполнение ограничителей перенапряжения обеспечивает высокий уровень взрывобезопасности даже при КЗ.
Стоимость приборов определяется их исполнением. Они востребованы для использования в быту, например — в дачных домах или квартирах. Отличительные черты таких ограничителей перенапряжения — компактность и сравнительно небольшой вес. Обычно их конструкция подразумевает возможность крепления на DIN-рейку. В некоторых приборах реализована возможность дистанционного управления, а также индикация режимов функционирования.
Ограничители перенапряжения классифицируются в зависимости от следующих признаков:
Устройства, предназначенные для монтажа на DIN-рейку, могут быть одно- и трехфазными. Также их делят на три класса: первые устанавливаются на вводе в здание, вторые — в распределительном щитке объекта, а третьи — непосредственно на оборудовании, которое нуждается в защите от помех.
Основным рабочим элементом ограничителя перенапряжения (сокращенно — ОПН) является варистор — переменный резистор с нелинейными вольтамперными характеристиками. В зависимости от сложности устройства их устанавливают от одного до нескольких десятков, соединенных последовательно и параллельно.
ОПН для квартиры, коттеджа или дачи состоит:
Рассмотрим подробнее виды ОПН по типу изоляции и конструктивному исполнению:
Принцип действия ограничителя перенапряжения основан на нелинейности вольтамперных характеристик варисторов. В нормальных условиях их сопротивление настолько велико, что электрический ток через них не проходит.
Рабочим элементом для ограничителей перенапряжения электросетей в промышленном секторе являются специальные колонки, состоящие из набора варисторов. Последние соединяются в соответствии с последовательно-параллельной схемой и рассчитаны на высокое напряжение.
Схемы подключения ограничителей перенапряжения
Для защиты линий электроснабжения используют разные схемы подключения:
В зависимости от модели ОПН устанавливаются на специальный фундамент с помощью болтов или крепятся к 3-лучевой опорной раме в вертикальном положении.
Инструкции / Инструкции по эксплуатации оборудования подстанций
Инструкция по эксплуатации ограничителей перенапряжения (ОПН)
СЛУЖБА ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТА ПС И ЛЭП 35-110 KB
СОДЕРЖАНИЕ 1. Область применения 2. Общие сведения
3.Устройство и принцип действия ОПН 6-110 кВ 3.1 Устройство и принцип действия ОПН фирмы «ABB». 3.2 Устройство и принцип действия ОПН фирмы «Таврида Электрик» 3.3 Устройство и принцип действия ОПН фирмы «Raychem»
Требования данной инструкции распространяется на ограничители перенапряжения нелинейные (далее – ОПН) 6-110 кВ, изготовленные в полимерном корпусе производства фирм: «Raychem», «Таврида Электрик», «ABB» и др., находящиеся в эксплуатации на объектах электроэнергетической системы.
2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
ОПН на сегодняшний день являются одним из эффективных средств защиты оборудования электрических сетей. Данные аппараты обладают достаточно высокими эксплуатационными свойствами и надежностью. Нелинейные ограничители перенапряжений предназначены для использования в качестве основных средств зашиты электрооборудования станций и сетей среднего и высокого классов напряжения переменного тока промышленной частоты от коммутационных и грозовых перенапряжений. При их разработке были использованы последние технологические достижения и опыт эксплуатации ОПН в отечественной и зарубежной практике. Ограничители рекомендуется применять вместо вентильных разрядников соответствующих классов напряжения при проектировании, эксплуатации, техническом перевооружении и реконструкции электроустановок. ОПН 6-110 кВ с полимерной изоляцией, по сравнению с вентильными разрядниками, обладают целым рядом преимуществ:
Под рабочим напряжением через ОПН протекает ток величиной доли миллиампер. Ток носит емкостной характер, вследствие чего в ОПН не выделяется активная мощность, и он может неограниченно долго находиться под рабочим напряжением. В результате ОПН не требует обслуживания и контроля параметров в процессе эксплуатации. Повышение напряжения, при появлении импульса перенапряжения, вызывает снижение активного сопротивления резисторов ОПН. Ток через ОПН возрастает до сотен ампер при появлении коммутационных перенапряжений и до тысяч ампер при воздействии грозовых перенапряжений. Резисторы ограничителя переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание перенапряжения до уровня, безопасного для изоляции защищаемого электрооборудования. Когда перенапряжение снижается, ограничитель вновь возвращается в непроводящее состояние.
Графики изменения тока и напряжения на ОПН при повышении воздействующего напряжения.
3. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ОПН 6 – 110 КВ.
3.1. Устройство и принцип действия ОПН фирмы «АВВ». ОПН фирмы «ABB» в полимерном корпусе могут состоять из одного или нескольких модулей, каждый из которых содержит одну колонку варисторов. Варисторы не обладают «кумулятивным» эффектом, т.е. их вольт-амперная характеристика не зависит от числа срабатываний ОПН. Силиконовая покрышка наносится на активную часть методом непосредственного вакуумного литья в специальной холдинговой машине. Фланцы соединены друг с другом двумя или более усиливающими элементами из стекловолокна, что придает ОПН высокие механические характеристики. Благодаря тому, что силиконовая изоляция наносится непосредственно на вариаторы, внутри нет воздуха и, как следствие, отсутствуют внутренние частичные разряды. Кроме того, улучшаются условия охлаждения варисторов, что улучшает энергопоглащающую способность ОПН. ОПК фирмы «ABB» состоит из внешнего изолятора, выполненного из негаллогенированной силиконовой резины с концевыми фланцами и выводами, выполненными из нержавеющей стали, алюминия или меди. Внутренняя часть ОПН состоит из металлооксидных варисторов, стальных прокладок, алюминиевыхкомпонентов, стекловолоконных стяжек и арамидных волокон. Металлоксидные варисторы представляют собой агломератные «таблетки», состоящие в основном из ZnO (90%) и др. веществ (более 1%): Bi2O3, Sb2O3, NiO, Cr2O3. Металлоксидные варисторы покрыты слоем тонкого стекла ( Конструкция ОПН/ TEL
3.3 Устройство и принцип действия ОПН фирмы «Raychem» В корпус из трекингостойкого полимера, выпускаемого по специальной технологии, помещены металлооксидные варисторы, обеспечивающие высокую энергопоглощающую способность. Подключение ОПН к сети осуществляется при помощи электродов. Волоконно-армированная структура придает ОПН дополнительную механическую прочность.
Конструкция ОПН фирмы «Raychem»
1. Металлооксидные варисторы 2. Электроды 3. Волоконно-армированная композитная структура 4. Корпус из трекингостойкого полимера
4 МОНТАЖ ОПН 6-110 KB
4.1 Общие требования
Монтаж ОПН 6-110 кВ должен производится в строгом соответствии с требованиями инструкций завода-изготовителя и указаний ГКД 34.35.512-2002. Средства защиты от перенапряжений в электроустановках 6-750 кВ. Инструкция по монтажу и эксплуатации. После окончания монтажа проводятся приемо-сдаточные испытания ОПН в объеме согласно требованиям инструкции завода-изготовителя и ГКД 34.35.512-2002. Перед монтажом все элементы ОПН необходимо тщательно осмотреть, причем особое внимание следует обращать на следующее:
Таблица 1— Наименьшие допустимые расстояния в свету между ОПН и токоведущими и заземленными частями оборудования ПС, а также между ОПН и постоянными ограждениями
Расстояние
Изоляционные расстояния, мм, для номинального напряжения,кВ
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.
Устройство модульного ограничителя перенапряжения предоставлено на фото:
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:
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. Подробнее о модульных ограничителях перенапряжения вы можете узнать из видео:
Технические характеристики
Защита электрохозяйства административных зданий, многоквартирных домов и предприятий возлагается на соответствующие службы энергетических компаний, оградить свой дом от нежелательных последствий грозового разряда возложена на домовладельца. В настоящее время этот вопрос решается просто. В специализированных магазинах представлен широкий выбор ограничителей перенапряжения различной степени сложности и ценового диапазона.
На рисунке ниже показано подключение ОПН к однофазной сети и условное обозначение на схеме. Подключить ограничитель перенапряжения к домашней электросети не сложно, но выполнение этой операции лучше доверить специалисту, если вы не имеете опыта в электромонтажных работах.
Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором наглядно рассматривается конструкция и принцип действия ограничителей перенапряжения нелинейных:
Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип действия ограничителя перенапряжения. Как вы видите, существует различные виды и конструктивные исполнения данных устройств, благодаря чему можно подобрать подходящий вариант для собственных условий применения.
