Обмежники перенапруги нелінійні у районних і розподільних мережах

 Вентильні розрядники, що застосовувалися раніше для захисту від перенапруг у районних і розподільних мережах, заміняють обмежники перенапруги (ОПН). Не маючи іскрових проміжків, ОПН ефективніше захищають електроустаткування від усіх видів перенапруг, які можуть виникнути в електричних мережах.

         ОПН на металооксидних опорах

  Принцип дії ОПН на металооксидних опорах ґрунтується на використанні нелінійної вольтамперної характеристики оксиду цинку. При прикладенні до ОПН номінальної напруги малий струм, що протікає через нього і має ємнісний характер, під час перенапруг лавиноподібно зростає й може сягати декількох тисяч ампер. Після проходження імпульсу струму, зумовленого зростанням напруги на ОПН, його ізоляція відновлюється і струм знову вертається до номінального показника в десятки мікроампер.

ОПН, які змінюють вентильні розрядники, можна встановлювати разом з ними в одній електроустановці. Тому реконструкцію системи захисту від перенапруги можна проводити поступово.

Переваги ОПН:

- простота конструкції й висока надійність;

- глибше обмеження перенапруги порівняно з розрядниками;

- стійкість до зовнішнього забруднення ізоляційного корпуса;

- здатність обмежувати внутрішні перенапруги;

- більша вибухобезпечність в обмежників перенапруги з полімерним корпусом;

- менші габарити й маса, ніж у розрядників.

- можна використовувати в мережах постійного струму.

Як вибрати ОПН

З технічного боку вибір ОПН зводиться до його вольтамперної характеристики (ВАХ) – для його безпечної роботи в електричній мережі ВАХ піднімають (знижується теплова стабільність і струм провідності ОПН при зниженні класифікаційної напруги), а з іншого – щоб забезпечити координаційний інтервал для захищуваної ізоляції ВАХ необхідно знижувати. З таблиці (при відсутності точних значень) береться найбільша робоча напруга мережі в місці встановлення ОПН:

Найбільша робоча напруга мережі – визначальна величина при виборі ОПН.

Графіки зміни струму та напруги на ОПН при підвищенні напруги

Далі беруть до уваги: тривалість і струм однофазного замикання на землю, найбільш імовірні види перенапруги, кратність внутрішньої перенапруги, структуру мережі й характеристики її елементів (при встановленні в кабельних мережах – відстань від джерела живлення до електроустановки, яку захищають), для комутаційних перенапруг - значення осцилограм під час комутацій на устаткуванні яке захищають. Варто взяти до уваги вже встановлене устаткування для захисту від перенапруг і місця його встановлення. Кліматичне виконання ОПН вибирається відповідно до того, плануєте встановлювати його в закритому розподільному пристрої чи поза приміщенням, з урахуванням забруднення атмосфери.

Деякі моменти вибору

При захисті силових трансформаторів від грозової перенапруги ОПН потрібно встановлювати до комутаційного апарата й приєднувати найкоротшим шляхом від вводів трансформатора до заземлювального пристрою підстанції.

При встановленні ОПН в одній комірці із трансформатором напруги рекомендується приєднувати ОПН до запобіжника, щоб запобігти перегорянню запобіжника при проходженні імпульсних струмів.

При наявності на приєднаннях трансформаторів на стороні 3...20 кВ струмообмежувальних реакторів ОПН треба встановлювати на шинах 3...20 кВ незалежно від наявності ОПН біля трансформаторів.

Обмотки трансформаторів, які не використовують, потрібно з'єднати в трикутник або зірку (відповідно до заводських схем), захистити їх ОПН та заземлити. Захищати невикористовувані обмотки не потрібно, якщо до них постійно приєднана кабельна лінія довжиною не менше 30 м, що має металеву заземлену оболонку або броню.

Якщо до збірних шин електростанції або підстанції приєднані обертові електричні машини (електродвигуни, генератори) і ПЛ на залізобетонних опорах, то на початку захищеного блискавкозахисним тросом вводу повинен бути встановлений комплект ОПН із приєднанням до заземлення.

Високовольтні двигуни можуть бути перевантажені повторними запусками при відімкненнях під час розгону. Це справедливо, коли струм відімкнення менший ніж 600 А. Щоб захистити ці двигуни, рекомендується встановлювати обмежники безпосередньо біля виводів двигуна або, як альтернатива, біля вимикача.

Монтаж ОПН

ОПН, як правило, приєднують до устаткування, яке вони захищають паралельно, за схемою «фаза-земля», причому під'єднання ОПН до шини заземлення здійснюється жорстко із застосуванням болта, а до фазної шини – найкоротшим шляхом за допомогою одножильного мідного провідника перерізом не менше 6 мм2 або алюмінієвого провідника перерізом не менше 16 мм2. Допускається застосування гнучкої шини товщиною 1 мм і шириною 20...30 мм. Віддалі між обмежниками й іншими заземленими й струмоведучими частинами електроустановки нормуються згідно з «Правилами улаштування електроустановок» (ПУЕ). Для забезпечення максимальної ефективності захисту електроустаткування від перенапруги ОПН варто встановлювати якнайближче до захищуваного устаткування на віддалі 3...6 м.

Зусилля, що прикладається при затягуванні болтів під час кріплення ОПН до заземлювальної шини й провідника до ОПН, не повинне перевищувати 25 ±5 Нм. Застосування контргайок або пружинних шайб для запобігання самовільного ослаблення контакту обов'язкове.

Експлуатація ОПН

У процесі експлуатації ОПН не підлягають ремонту й не потребують проведення профілактичних випробувань підвищеною напругою протягом усього терміну роботи. Нормативний термін роботи ОПН становить 25 років при гарантійному терміні зберігання й експлуатації 5 років. При експлуатації ОПН у районах з підвищеним рівнем забруднення атмосфери рекомендується проводити їхній огляд і періодичне очищення зовнішньої поверхні. Очищення варто робити сухою неворсистою тканиною, а місця сильного забруднення протирати тампоном, змоченим спиртом. Застосування олив, бензину, бензолу, ацетону й металевих щіток забороняється.

Забороняється використовувати ОПН як опорні ізолятори і жорстко кріпити їх до шин (між шинами), де є ймовірність виникнення згинальних зусиль понад 300 Н (динамічний вплив на шини при проходженні імпульсу струму) і зовнішнього нагрівання контактної арматури ОПН (контактних площадок) вище +40°С.

На бажання споживача допускається вимірювати опір ОПН мегомметром на 2500 В. Опір відімкнених від струмоведучих частин ОПН повинен бути не менше 10000 МОм при робочій напрузі мережі 6 (10) кВ.

При профілактичних випробуваннях ізоляції електроустаткування підвищеною напругою, ОПН повинні бути відімкнені від струмоведучих частин електроустановки із вживанням заходів, які унеможливлюють їхній пробій (видимий розрив кола).