Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Устройства защиты от перенапряжений — классы, схемы подключения, применение

Устройствами защиты от перенапряжения служат разрядники. Существуют три типа разрядников, а соответственно, и три класса. Каждому типу разрядников соответствует определенный класс. Так, разрядникам типа1 соответствует класс В, разрядникам типа 2 соответствует класс С и, соответственно, разрядникам типа 3 соответствует класс D.

Разрядники перенапряжения тип 1 (класс В)

Разрядники перенапряжения типа 1 (класс В), благодаря своему строению, предназначены для отвода тока молний или частичных токов молний при прямом ее попадании. Они характеризуются высокой отводящей способностью и обладают малыми габаритными размерами. Устройство представляет собой блок с установленным в него герметическим разрядником, устойчивым к сильным токам. Блок можно устанавливать в любой распределительный щит благодаря компактности и безопасности устройства. Разрядник перенапряжения типа 1 (класс В) устанавливается в главном распределительном устройстве. Возможна установка разрядника в щите до счетчика. Данное устройство позволяет избежать переброса напряжения на защитный проводник и возникновения опасного контактного напряжения в месте уравнивания потенциалов. Разрядники перенапряжения данного типа используют в промышленных объектах, зданиях общественного пользования, а также крупных жилых комплексах.

Разрядники перенапряжения тип 2 (класс С)

Разрядники перенапряжения типа 2 (класс С) служат для защиты устройств низкого напряжения. Данные устройства предназначены для отвода перенапряжения, вызванные ближним или дальним ударом молнии или действиями при переключении. Разрядники перенапряжения типа 2 позволяют избежать переброса напряжения на защитный проводник и возникновения опасного контактного напряжения в месте уравнивания потенциалов.

Разрядники перенапряжения типа 2 (класс С) могут монтироваться в стандартном распределительном корпусе, а также подходят для использования в промышленных и жилых зданиях.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Разрядники перенапряжения тип 3 (класс D)

Разрядники перенапряжения типа 3 отводят перенапряжение отдельных потребителей или групп потребителей и используются, непосредственно, в розетках. Также применяются для защиты от импульсных перенапряжений коммутационных, распределительных устройств и пультов управления. Разрядники данного типа предназначены для защиты оконечных приборов от временного перенапряжения. Разрядники типа 3 (класс D) могут использоваться для защиты линий электропитания спутниковых и телекоммуникационных систем.

Молниезащита от перенапряжения. Разрядники

← Устройства защитного отключения Hager типа А   ||   Распределительные щиты Hager Golf →

Молниезащита от перенапряжения. Разрядники

Немецкий производитель Hager выпускает полноценную линию приборов молниезащиты и защиты от перенапряжений (разрядников), и дает возможность подобрать оптимальный комплект оборудования для конкретного объекта.


    При этом полная система защиты от перенапряжения подразумевает учет норм и рекомендаций, касающихся:

  • молниезащиты строительных объектов,
  • типа электропроводки низкого напряжения в строительстве,
  • устройств для ограничения перенапряжений в электрической сети,
  • координации изоляции электрооборудования,
  • выравнивания потенциалов в системе низкого напряжения.

В соответствии с положениями стандарта PN-EN 61643-11, устройства защиты от перенапряжений делятся на типы, в зависимости от соблюдения ими технических требований, описанных классами защиты:






Класс SPDТип SPDОписание
Класс IТип 1Защита от прямого воздействия части тока молнии, атмосферных перенапряжений, а также все виды коммутационных перенапряжений, выравнивание потенциалов.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142
Класс IIТип 2Защита от атмосферных перенапряжений и коммутационных перенапряжений, возникающих в электрической сети низкого напряжения.
Класс IIIТип 3Средства индивидуальной защиты чувствительных конечных потребителей от перенапряжений атмосферных и коммутационных перенапряжений, возникающих в электрической сети низкого напряжения.


    Ограничители перенапряжения Hager включают в себя элементы:

  • ограничение импульсов напряжения, основанное на газоразрядном принципе гашения, характеризующимся большим сопротивлением, резко уменьшающимся при возникновении перенапряжения,
  • ограничение напряжения, на основе варисторов, выполненных из оксидов металлов, характеризующиеся большим сопротивлением, уменьшающимся непрерывно по мере возрастания импульсного тока и напряжения,
  • комбинированное ограничение напряжения.
Эффективная защита от перенапряжения Hager

    С точки зрения практики, самый эффективный способ выполнения защиты от перенапряжений является установка скоординированных энергоэффективного оборудования:

  • защиты трех ступеней, основанной на разрядниках газоразрядных типа 1 и разрядников варисторных типа 2 и типа 3 (если требуется) для защиты отходящих электрических цепей,
  • защиты на основе комбинированных (гибридных) ограничителей газоразрядных типа 1+2.

Схема, комбинированного ограничителя перенапряжения типа 1+2

Подробнее в следующих выпусках мы рассмотрим приборы и их применения для эффективной защиты от перенапряжения.

Разрядники для ограничения перенапряжений

Разрядник — это пассивное электрическое устройство, у которого при определенном значении приложенного напряжения пробивается искровой промежуток и ограничивает перенапряжения в установке.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

1. Разрядник, его назначение, принцип действия

Разрядники представляют собой защитные аппараты. Они предназначены для защиты изоляции электрооборудования от перенапряжений.
Разрядник состоит из двух электродов и дугогасительного устройства.

Один из электродов закрепляют на защищаемой цепи, второй электрод заземляют. Пространство между этими двумя электродами называется искровым промежутком. При определенном значении напряжения между электродами искровой промежуток пробивается и снимает перенапряжение с защищаемого участка цепи.

После пробоя импульсом искровой промежуток становится достаточно ионизированным, чтобы фазные напряжения нормального режима могли пробиться, в связи с этим возникает короткое замыкание. Задача дугогасительного устройства — в наиболее короткие сроки устранить это до того, как сработают устройства защиты.

Принцип действия разрядников. В конструкции разрядников предусмотрен воздушный зазор в перемычке, который соединяет фазы линии электропередач и заземляющий контур. При номинальной величине напряжения цепь в перемычке разорвана. В случае грозового разряда в результате перенапряжения в ЛЭП происходит пробой воздушного зазора, происходит замыкание цепи между фазой и землей и импульс высокого напряжения напрямую уходит в землю.

2. Типы разрядников

Различают  такие типы разрядников:

  • Воздушный
  • Газовый
  • Вентильный
  • Магнитовентильный

3. Воздушный разрядник закрытого и открытого типа (трубчатый разрядник)

Имеет вид полихлорвиниловой трубки, которая предназначена для гашения дуги. На каждом конце разрядника имеется по одному электроду (рис.1). К одному электроду подведено заземление, а другой установлен на незначительном расстоянии от защищаемого участка.

Рисунок 1 – Структурная схема воздушного разрядника

4. Газовый разрядник

Газовые разрядники представляют собой компоненты, заполненные инертным газом (рис.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 2). Корпус разрядника изготовлен в виде керамической трубки, концы которой закрыты металлическими пластинами и выступают в роли электродов.

Рисунок 2 – Структурная схема газового разрядника

5 Вентильный разрядник

Состоит из двух основных частей: многократный искровой промежуток и рабочий резистор, состоящий из последовательно набранных вилитовых дисков (рис.3). Оба этих основных элемента соединены между собой последовательно.

Рисунок 3 – Структурная схема вентильного разрядника

6. Магнитовентильный разрядник (рвмг)

В состав магнитовентильного разрядника входят несколько блоков, соединенных последовательно (рис.4). В каждом блоке имеются единичные искровые промежутки, которые последовательно соединены, а также постоянные магниты. Все элементы блока размещаются в цилиндре из фарфора.

Рисунок 4 – Структурная схема магнитовентильного разрядника

7. Ограничитель перенапряжений нелинейный (ОПН)

В этом разряднике отсутствуют искровые промежутки(рис.5). Конструкция активной части ограничителя включает в себя последовательный набор варисторов.

Рисунок 5 – Структурная схема ограничителя перенапряжений

8. Выбор разрядников

Основные параметры разрядников: класс пропускной способности, наиболее длительное допустимое рабочее напряжение, уровни остающихся напряжений при коммутационных и грозовых импульсах, номинальное напряжение, величина тока срабатывания противовзрывного устройства, номинальный разрядный ток, длина пути утечки внешней изоляции.

Выбор разрядников производится исходя из назначения, конструктивного исполнения, требуемого уровня ограничения перенапряжений, схемы сети и ее параметров.

9. Технические характеристики разрядников

Выделяют такие основные технические характеристики разрядников:

  • Класс напряжения цепи;
  • Наибольшее допустимое напряжение;
  • Пробивное напряжение при частоте 50 Гц в сухом состоянии и под дождем;
  • Импульсное пробивное напряжение при предразрядном времени от 2 до 20 мкс;
  • Остающееся напряжение при волне 8 мкс;
  • Ток утечки;
  • Токовая пропускная способность;
  • Длина пути утечки внешней изоляции;
  • Допустимое натяжение проводов;
  • Высота;
  • Масса ограничителя.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

10. Обозначения разрядников

Таблица 1 – Обозначения разрядников на схемах

11. Разрядники 6 КВ, 10 КВ, 35кВ, 110 кВ, 220 кВ

Основные характеристики разрядников 6-220 кВ приведены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 – Технические характеристики разрядников 6 кВ, 10 кВ



















ПараметрЕдиница измеренияРВО-6 НРВО-10 Н
Класс напряжения сетикВ610
Наибольшее допустимое напряжениекВ7,512,7
Пробивное напряжение при частоте 50 Гц
в сухом состоянии и под дождём:
не менеекВ1626
не болеекВ1930,5
Импульсное пробивное напряжение при
предразрядном времени от 2 до 20 мкс, не более
кВ3248
Остающееся напряжение при волне 8 мкс, не более:
с амплитудой тока 3000АкВ2543
с амплитудой тока 5000АкВ2745
Ток утечки, не болеемкА66
Токовая пропускная способность:
20 импульсов тока волной 16/40 мкскА5,05,0
20 импульсов тока прямоугольной волной длительностью 2000 мксА7575
Длина пути утечки внешней изоляции, не менеесм1826
Допустимое натяжение проводов, не менееН300300
Высота, не болеемм294411
Масса, не болеекг3,14,2

Таблица 3 – Технические характеристики разрядников 35кВ, 110 кВ, 220 кВ



















ПараметрЕдиница измеренияРВС-35
РВС-35 Т1
РВС-110М
РВС-110М Т1
РВС-220М
РВС-220М Т1
Класс напряжения сетикВ35110220
Наибольшее допустимое напряжениекВ40,5
Пробивное напряжение при частоте 50 Гц
в сухом состоянии и под дождём:
не менеекВ78200400
не болеекВ98250500
Импульсное пробивное напряжение при
предразрядном времени от 2 до 20 мкс, не более
кВ125285530
Остающееся напряжение при волне 8 мкс, не более:
с амплитудой тока 3000АкВ125315630
с амплитудой тока 5000АкВ130335670
Ток утечки, не болеемкА143367734
Токовая пропускная способность:
20 импульсов тока волной 16/40 мкскА10,010,010,0
20 импульсов тока прямоугольной волной длительностью 2000 мксА150150150
Длина пути утечки внешней изоляции, не менеесм115345690
Допустимое натяжение проводов, не менееН300500500
Высота, не болеемм128031004620
Масса, не болеекг73175497

Разрядники для защиты от перенапряжений

Газоразрядники или разрядники для защиты от перенапряжений с газовым наполнением обозначаются термином GDT (Gas Discharge Tube).Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 По количеству электродов они разделяются на две группы: двухэлектродные и трёхэлектродные.

рис. а). двухэлектродный и б). трёхэлектродный ионные разрядники с газовым наполнением (условное обозначение по международным стандартам)

При срабатывании элемента защиты происходит закорачивание входа устройства и стекание тока перегрузки на землю. Принцип работы газоразрядника можно сравнить с электронным ключом, срабатывающий при возникновении разности потенциалов между его электродами выше заданного значения. Широко используются разрядники для защиты от перенапряжений электронных цепей, когда некритичны такие показатели как скорость срабатывания и точность значений напряжения. Любой разрядник должен иметь собственное заземление, иначе использование их будет бесполезным.

При эксплуатации электронного спутникового оборудования (или любого другого радиотехнического) периодически могут возникать перегрузки по току и напряжению, изначальная природа которых обусловлена влияниями внешних электромагнитных импульсов. Они могут быть в виде электромагнитных сигналов, идущих от мощных радаров, электростатические разряды, мощного грозового разряда и др. (естественного и искусственного происхождения). Большие перегрузки могут исходить от неисправной цепи электропитания какого-либо оборудования.

Конструкция элемента газоразрядника представляет собой керамическую ёмкость (трубку или в виде “таблетки”), заполненная инертным газом, закрытая с двух сторон металлическими электродами. Обычно разрядник трудно заметить в электронной цепи защищаемого устройства. При его срабатывании происходит короткое замыкание электродов и ток перегрузки уходит на землю. Не просто так его сравнивают с электронным ключом , который срабатывает при превышении заданных значений разности потенциалов между его электродами. Это приводит к увеличению кинетической энергии свободных электронов, образованию новых ионов и электронов, — ток между электродами начинает расти и разрядник переходит в режим “тлеющего разряда” (на несколько микросекунд).Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 Если напряжение будет дальше возрастать, то начнётся лавинное размножение электронов, вызывая при этом газовый разряд. В зависимости от конструкции разрядника длительность пробоя продолжается десятки наносекунд (причём ток возрастает скачками), а разность потенциалов между электродами падает. Для разных типов газовых разрядников значение напряжения разряда будет примерно равным 10В-80В (от тока практически зависеть не будет). При возникновении импульса перенапряжения разрядник закорачивается и импульс уходит на землю, тем самым защищая оборудование от вывода из строя. Для отвода разряда молнии от антенны устанавливают молниеотводы с контуром заземления, который берёт весь разряд на себя и отводит в землю.

Рис. Схема подключения двухэлектродного газоразрядника в цепь между спутниковой антенной и ВЧ оборудованием (ресивер)

После режима пробоя значение напряжения на электродах уменьшается до начального уровня и процесс идёт в обратном направлении. При длительном влиянии перегрузок (примерно 1-10 секунд) внутри разрядника начинается горение электрической дуги, из-за чего он может выгореть и дальнейшее его использование будет невозможным (разрядник требуется заменить). Этого можно избежать с помощью дополнительной механической термозащиты.

рис. Трёхэлектродные газоразрядники с термозащитой в виде металлической пластины (скобы)

Конструкция термозащиты представляет собой специальный металлический зажим (или скобу), который крепится к корпусу разрядника легкоплавким припоем. После нагрева и достижения определённой температуры происходит закорачивание между собой электродов металлическим зажимом. Далее срабатывают остальные защитные элементы схемы.

Широкое применение помимо двухэлектродных получили и разрядники, имеющие три электрода (трёхэлектродные), корпус которых состоит из двух объединённых между собой двухэлектродных разрядников с одним общим электродом. Такая конструкция способна обеспечить контроль симметричных цепей одновременно, при этом исключая перекос фаз и снижая перепад значений напряжений между линиями до безопасного уровня.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Газоразрядники характеризуются статическим напряжением срабатывания (этот параметр обычно указывается в технической документации), номинальное DCBD, Vdcbd – возникает зажигание разрядника, вызванное напряжением постоянного тока.

Максимальное динамическое напряжение срабатывания (Vimpuls, Mis) – импульсное напряжение достигает максимального пикового значения и происходит пробой разрядника (в пределах значений 100В/мкс и 1кВ/мкс – крутизна фронта нарастающих линейных импульсов напряжения).

Минимальное гарантированное статическое напряжение срабатывания (MDCS, Vmdcs) – минимальное значение статического напряжения, при котором разрядник срабатывает на протяжении всего срока эксплуатации.

Напряжение горения дуги (AV, Varc) – напряжение, возникающее между электродами разрядника, в режиме прохождения через него тока пробоя.

Максимальное значение импульса тока разряда (MSR, limpulse) – кратковременное предельное значение импульсного тока. После воздействия этого тока газоразрядный элемент останется в исправном (рабочем) состоянии (указывается значение тока при тесте с отношением времени нарастания ко времени спада 8/20мкс, 10/350мкс).

Номинальный импульсный ток разряда (IDC) – ток, проходящий через разрядник в режиме пробоя (при этом воздействие этого тока газоразрядник может выдерживать многократно в соответствии с техническими характеристиками).

Максимальный переменный ток разряда (ADS, lac) – ток переменный, проходящий через разрядный элемент и воздействие которого разрядник может многократно выдерживать (в соответствии с техническими характеристиками).

Время пробоя разрядника (ARTT) – это промежуток времени, за который между электродами изменяется значение напряжения от максимального динамического до напряжения горения дуги.

Ток в режиме тлеющего разряда (GATC) –значение тока во временном промежутке зажигания и пробоя.

Время срабатывания газоразрядника (PVST) – временной интервал от точки начала зажигания до точки начала пробоя.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Эксплуатационный ресурс газоразрядника (SL) – это количество срабатываний газоразрядного элемента и значений импульсного тока, проходящего через него, после которых не гарантируется выдача рабочих характеристик (указываются в тех. документации).

Конструкция трёхэлектродного газового разрядника с термической защитой (термопредохранителем).

рис. Газовый трёхэлектродный разрядник с защитой (термопредохранителем)

Термопредохранитель является дополнением к газоразряднику и выполнен в виде металической пластинки (скобы), которая при перегреве деформируется и замыкает общий вывод и выводы L (L1, L2) между собой, при этом ток начинает проходить вне газового промежутка.

Вольт-амперную характеристику (ВАХ) газоразрядника можно представить в виде нескольких уровней рабочих участков.

рис. ВАХ газоразрядника

Участок низких напряжений (1). Если возникнет хотя бы незначительное напряжение между общим выводом электрода и одним из выводов L(L1 или L2), то из-за сверхнизкой электропроводимости инертного газа ток через газоразрядник не потечёт. После того, как достигнется напряжение срабатывания значение тока начнёт расти.

Возникновение тлеющего разряда (2). Происходит ионизация молекул газа после достижения напряжения срабатывания (лавинообразно возрастает число носителей заряда). Незначительный ток начинает протекать через промежуток, заполненный газом (при этом напряжение падает до уровня значения напряжения тлеющего разряда).

Тлеющий разряд (3). Дальнейшее увеличение тока приводит к незначительному увеличению напряжения между электродами.

Возникновение электрической дуги (4). Если мощность, поступаемая от внешнего источника достаточно большая, то при возрастании тока сверх предела энергия поля станет достаточной для преодоления заряженными частицами пути от электродов L (L1 и L2) к общему электроду без потери энергии. Значение напряжения резко уменьшается и возникает электрическая дуга – устойчивый проводящий канал.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Дальнейшее возрастание тока (5) происходит без роста значения напряжения.

Классификация мер защиты от перенапряжений

Страница 13 из 33

Меры и средства защиты от перенапряжений подразделяются на организационные и технические. Организационные меры защиты, в свою очередь, включают системные и оптимизационные, технические меры и средства защиты — превентивные и коммутационные [62].

Системные меры, строго говоря, не являются специальными мерами защиты от перенапряжений. Однако сооружение параллельных линий и расширение резервов оборудования, установка синхронных компенсаторов и шунтирующих реакторов и другие мероприятия дают возможность предотвратить или существенно уменьшить вероятность развития системной аварии, приводящей к наибольшему ущербу. Эти меры ограничивают также повышение рабочего напряжения сверх допустимого.

Оптимизационные меры также не являются специальными мерами защиты от перенапряжений в узком смысле слова. Как следует из названия, они предполагают разработку и выбор на стадии проектирования, а также реализацию в условиях эксплуатации оптимальной стратегии ведения режима работы сети, производства коммутаций и ликвидацию отрицательных последствий воздействия перенапряжений. К их числу следует отнести АПВ, селективную релейную защиту сети, автоматическое регулирование возбуждения генераторов и синхронных компенсаторов, своевременную и тщательную профилактику изоляции и ремонт оборудования.

Превентивные меры защиты оказывают постоянное влияние на сеть. Их назначение — предотвратить возникновение перенапряжений или способствовать ограничению их величины. Благоприятное действие превентивных мер защиты проявляется на протяжении всего переходного процесса. К таким мерам можно отнести, в частности, применение выключателей, работа которых не вызывает появления больших перенапряжений (например, выключателей без опасных повторных зажиганий дуги между контактами и с шунтирующими сопротивлениями), грозозащитных тросов, заземление опор на линиях, емкостную защиту изоляции обмоток трансформаторов, заземление нейтрали трансформаторов через дугогасящие реакторы.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Коммутационные средства защиты от перенапряжений, как правило, содержат в себе коммутирующие элементы, например, искровые промежутки. Они срабатывают, когда перенапряжение в точке их установки превысит некоторую критическую величину. Это приводит к изменению схемы или параметров сети. Перенапряжение на изоляции ограничивается до допустимых пределов, а вероятность возникновения перенапряжений высокой кратности существенно уменьшается. К коммутационным средствам защиты можно отнести также и нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН). В этих аппаратах отсутствуют искровые промежутки и высоконелинейные резисторы подключены к сети постоянно. Однако при повышении напряжения на ОПН сверх наибольшего рабочего, резко уменьшается их сопротивление, что эквивалентно срабатыванию искровых промежутков.

Как отмечалось, меры защиты от перенапряжений могут быть направлены на уменьшение последствий перекрытия или пробоя изоляции. Однако, главное значение имеют мероприятия предусматривающие снижение уровня перенапряжений и, тем самым, вероятность пробоя или перекрытия изоляции. В ряде случаев, эти меры снижают вынужденную составляющую перенапряжений на изоляции. К ним можно отнести применение шунтирующих реакторов, синхронных компенсаторов и батарей продольной компенсации, секционирование длинных линий, применение регуляторов сильного действия. Снижение вынужденной составляющей напряжения при коммутационных перенапряжениях обеспечивается также глухим заземлением нейтрали в сетях 110 кВ и выше, установкой пониженных коэффициентов трансформации трансформаторов перед оперативными коммутациями линий, ограничением минимальной мощности питающей системы, а также программированием оптимальной очередности действия релейной защиты при аварийных включениях и отключениях линий.
В то же время, ряд мер и средств защиты предназначены для ограничения переходной составляющей коммутационных перенапряжений. К ним относятся меры, обеспечивающие более благоприятные начальные условия коммутаций (например, снижение начального заряда при включении в цикле АПВ на линиях с установленными измерительными трансформаторами напряжения или выключателями с шунтирующими сопротивлениями), коммутации линии выключателями при оптимальной фазе э.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 д. с. Заземление нейтрали через дугогасящий реактор снижает вероятность возникновения дуговых перенапряжений. Демпферные обмотки в генераторах предотвращают возможность появления опасных перенапряжений на высших гармониках при несимметричных к. з. на линиях.

Для защиты оборудования от прямых ударов молнии применяются молниеотводы на подстанциях и грозозащитные тросы на линиях. Уменьшение вероятности опасных грозовых перенапряжений при ударах молнии в молниеотводы и другие заземленные элементы линий и подстанций достигается соединением их с землей при обеспечении достаточно малого импульсного сопротивления заземления. Защита изоляции от волн, набегающих по линиям, осуществляется с помощью разрядников и нелинейных ограничителей перенапряжений.

Газовые разрядники компании Bourns

Вряд ли среди разработчиков со стажем можно найти тех, кому никогда не приходилось решать задачу по защите схем от перенапряжений и кому не довелось в качестве решения использовать варисторы и TVS-диоды. Хотя эти компоненты применяются наиболее часто, только ими не ограничиваются средства защиты от перенапряжения. Менее известны газовые разрядники (Gas Discharge Tubes, GDT), которые предназначены для защиты цепей от мощных электрических импульсов помех. Обычно газовые разрядники применяются в системах с протяженными линиями связи, например в телекоммуникационных системах, когда часть или все оборудование находится на открытом воздухе в непосредственной близости от мощного силового электрооборудования, и в других подобных случаях.

 
Рис. 1. Процесс формирования дугового разряда

Принцип действия GDT-разрядников показан на рисунке 1. При превышении порогового уровня напряжения газ в разряднике ионизируется, возникает электрический пробой и дуговой разряд. При этом напряжение на разряднике резко уменьшается до безопасного уровня. Несмотря на простой принцип действия, газовые разрядники технологически сложны в изготовлении, поэтому число производителей невелико.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 На российском рынке работают только две компании – Bourns и Epcos, которые выпускают высококачественные разрядники.

 
Рис. 2. Двух- и трехэлектродные газовые разрядники

Компания Bourns производит двухэлектродные и трехэлектродные разрядники (см. рис. 2). Для защиты несимметричной линии используются двухэлектродные разрядники, которые включаются между линией и землей. Для защиты симметричной линий (например телефонной пары) удобно использовать трехэлектродные разрядники. В этом случае линии подключаются к электродам 1 и 2, а земля – к электроду 3.

Поскольку минимальное напряжение ограничения газовых разрядников довольно высоко, при защите цепей нельзя ограничиться только ими – GDT-разрядники служат лишь первым защитным барьером. Далее необходимо использовать другие компоненты для ограничения перенапряжений. В качестве примера на рисунке 3 приведено решение Bourns для защиты промышленного интерфейса RS-485. В схеме используются следующие компоненты производства Bourns:

  • газовые разрядники 2017-09-SMH-RPLF;
  • защита от токов короткого замыкания TBU-CA085-300-WH;
  • массив TVS-диодов CDSOT23-SM712.

Рис. 3. Решения Bourns для защиты интерфейса RS-485

Разрядники 2017-09-SMH-RPLF ограничивают всплеск перенапряжения до 90 В. Защита TBU-CA085-300-WH размыкает цепь при протекании тока 450 мА (тип.), а массив TVS-диодов CDSOT23-SM712 уменьшает перенапряжение до 7,5 В. Необходимость использования газового разрядника в предварительном каскаде обусловлена тем, что TVS-диоды не позволяют ограничить напряжение высоковольтного импульса большой мощности, и большую часть мощности импульса рассеивает газовый разрядник.

Временная диаграмма работы защитного каскада, показанного на рисунке 3, приведена на рисунке 4. Напряжение на разряднике показано верхней кривой 1 синего цвета. Расположенная под ней кривая 2 показывает ток разрядника. Кривая 4 зеленого цвета отображает ток в цепи через компонент TBU-CA085-300-WH; на самой нижней кривой 4 видно, как изменяется напряжение на TVS-диодах CDSOT23-SM712.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Рис. 4. Временная диаграмма работы защитного каскада

Поскольку производственная линейка газовых разрядников Bourns довольно широка, нет возможности подробно описать характеристики всех газовых разрядников. Мы ограничимся лишь кратким перечислением основных параметров групп. Параметры разрядников определялись при стандартных испытательных импульсах 8/20 мкс и 10/350 мкс. Форма испытательного импульса показана на рисунке 5. В нашем случае длительность отрезка t1 составляет 8 мкс для импульса 8/20 мкс и 10 мкс – для импульса 10/350 мкс; длительность отрезка t2 = 20 и 350 мкс для импульсов 8/20 и 10/350 мкс соответственно. Обобщенные параметры некоторых, на наш взгляд, наиболее интересных групп газовых разрядников сведены в таблицу.

Рис. 5. Стандартный испытательный импульс

Заметим, что поскольку в таблице приведены обобщенные параметры, при выборе конкретного разрядника необходимо в справочной документации уточнить условия, при которых соблюдаются эти параметры. Следует также учитывать, что к концу срока службы напряжение срабатывания может измениться. Кроме того, газовые разрядники, в отличие, например, от TVS-диодов, имеют ограниченный ресурс срабатываний. В качестве примера приведем данные по количеству срабатываний серии газовых разрядников 2017-xx-SMH при разных импульсах тока:

  • 8/20 мкс, 12000 А – 1 срабатывание;
  • 8/20 мкс, 10000 А – 10 срабатываний;
  • 10/350 мкс, 2500 А – 1 срабатывание;
  • 10/1000 мкс, 100 А – 300 срабатываний;
  • 10/1000 мкс, 10 А – 1500 срабатываний;
  • переменный ток длительностью 1 с, 10 А (СКЗ) – 10 срабатываний.

Газовый разрядник – относительно инерционный прибор, поэтому напряжение срабатывания в таблице указано для определенной скорости нарастания напряжения помехи. Например, у 2017-09-SMH напряжение срабатывания при скорости нарастания помехи 100 В/с составляет 90 В, а при скорости 100 В/мкс этот параметр возрастает до 300–450 В.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 На всякий случай уточним, что напряжение срабатывания заметно больше напряжения дуги разряда (см. рис. 1). Для семейства 2017-xx-SMH напряжение дуги при токе 1 А не превышает 10 В.

Специально для приложений, в которых возникают мощные электромагнитные помехи с быстро нарастающим напряжением, компания Bourns производит серии быстродействующих разрядников 2020-ххТ-SM, 2030-ххТ-SM и 2031-ххТ-SM. Например, у разрядников 2020-ххТ-SM задержка срабатывания при скорости нарастания импульса помехи 1000 В/мкс составляет всего 75 нс.

Таблица. Обобщенные параметры газовых разрядников

Наименование газового разрядникаРазмер, ммНапряжение срабатывания, ВИмпульсный ток при импульсе 8/20 мкс (ном.), кАТок при импульсе 8/20 мкс (макс.), кАТок при импульсе 10/350 мкс (макс.), кАЕмкость, пФДиапазон рабочей температуры, °С
SMD с технологией FLAT, серия 2017-xx-SMH8×290–50010122,5<2,5–55…85
SMD с технологией FLAT, серия 2018-xx-SMH8×3,590–50020245< 2,5–55…105
миниатюрные, серия 2051-xx-SM3,2×4,590–6002не нормированне нормирован< 1–40…125
миниатюрные, серия 2055-хx-SM и6,2×4,290–60058не нормирован< 1–30…85
для жестких условий эксплуатации, серия 2027-хx-SM/2027-хx-SM ХХ8×675–60010255/2,5< 1–55…125
для жестких условий эксплуатации, серия 2029-хx-SM8×690–42020255< 1–55…105
серия 2057-xx-ХХ5,5×675–470510не нормирован< 1–40…90
серия 2037-xx-ХХ5×590–6005101< 1–55…85
серия 2049-xx-ХХ8×675–6001520не нормирован< 1,5–30…85
высоковольтные, серия 2087-хxх-SM4×4,2800–200023не применимо< 0,5–55…85
высоковольтные, серия 2039-xxх-ХХ5×5,4800–11002,55не применимо< 1–55…85
высоковольтные SA2-xxхx-xxx-STD8,5×8,92000–7200510не применимо< 1–40…125
высоковольтные, серия 2095-xхx-ХХ8×8800–60005/38/5не применимо< 1,5–30…90
высоковольтные, для жестких условий эксплуатации, серия 2097-xхx-D11,8×17,51000–22002025не применимо< 1–30…85
сильноточные, серия 2063-xх-А11,8×17230–80060100не нормирован< 10–30…85
для жестких условий эксплуатации, серия 2026-xх-ХХ-SP8×14300–40020405< 20–55…85
быстродействующие, серия 2020-ххТ-SM8×13,560–36010не применимоне применимо< 1–40…90

Ознакомиться со всеми товарными группами компании Bourns вы можете перейдя по ссылке

Двухэлектродные разрядники Bourns находятся в следующем разделе каталога

Трехэлектродные разрядники Bourns доступны по адресу

Ниже приведены новые позиции газовых разрядников Bourns, доступные для приобретения со склада «Промэлектроники»

Способы защиты устройств СЦБ от перенапряжения

Библиографическое описание:

Ситникова, Т.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 Г. Способы защиты устройств СЦБ от перенапряжения / Т. Г. Ситникова, Д. И. Селиверов. — Текст : непосредственный // Актуальные вопросы технических наук : материалы II Междунар. науч. конф. (г. Пермь, февраль 2013 г.). — Пермь : Меркурий, 2013. — С. 24-27. — URL: https://moluch.ru/conf/tech/archive/73/3122/ (дата обращения: 29.03.2021).

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 и выравниватели. [1]


Самыми
распространёнными средствами защиты от перенапряжений приборов
перегонной сигнальной установки автоблокировки и автоматической
локомотивной сигнализации являются вентильные разрядники типа
РВНШ-250 или РВН-250. Разрядник РВН-250 предназначен для защиты от
перенапряжений электрических цепей аппаратуры автоматики с рабочим
напряжением до 250В и обеспечивает мгновенное гашение дуги
сопровождающего тока. Разрядник штепсельный РВНШ-250 предназначен для
защиты от перенапряжений электрических цепей аппаратуры автоматики с
рабочим напряжением до 360В и обеспечивает мгновенное гашение дуги
сопровождающего тока. Более поздняя разработка это разрядники РКН-600
предназначенные для замены разрядников типа РВНШ-250 в цепях защиты
вводов питания и цепях ввода-вывода. Он предназначен для защиты
изоляции переменного тока с напряжением от 0 до 250В и постоянного
тока с напряжением от 0 до 120В в устройствах автоматики от
импульсных перенапряжений, возникающих в результате грозовых разрядов
и коммутационных процессов в линиях электропитания.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 С 1989 года
промышленностью выпускаются устройства УЗТ и устанавливаются взамен
разрядников типа РВНШ-250. Устройства защиты тиристорные типов УЗТ-1
и УЗТ-2 предназначены для защиты аппаратуры электрических цепей
переменного тока с частотой до 75Гц и рабочим напряжением до 220В
(УЗТ-1) либо до 60В (УЗТ-2) от коммутационных перенапряжений,
возникающих на аппаратуре рельсовых цепей при аварийных режимах
работы тяговой сети.


Для защиты от
перенапряжений полупроводниковой аппаратуры СЦБ предназначены
выравниватели разных типов. С 1973 года выпускаются керамические
выравниватели типа ВК-10.

Выравниватели
ВОЦШ-220 и ВОЦШ-110 предназначены для защиты от перенапряжений
полупроводниковой аппаратуры СЦБ и связи в электрических цепях с
номинальным напряжением 220 и 110В переменного тока частотой 50 Гц.
Выравниватели типа ВОЦН-24 и ВОЦН-36 пришли на смену выравнивателям
ВОЦШ-220 и ВОЦШ-110 и предназначены для защиты аппаратуры рельсовых
цепей на участках с автономной тягой и другой низковольтной
аппаратуры от импульсных перенапряжений, возникающих в результате
грозовых разрядов и коммутационных процессов в контактной сети
электрифицированных железных дорог. [2]


Несмотря на
многолетний опыт эксплуатации, перечисленные выше средства
грозозащиты, оказались недостаточно надёжными и эффективными. Кроме
того, они требуют периодической проверки и сами могут стать причиной
возгорания оборудования, в результате которого выходили из строя
полупроводниковые элементы приборов, происходили пробои изоляции
обмоток сигнальных трансформаторов, прожоги штепсельных плат реле.


Иногда срабатывание
выравнивателей и разрядников приводило к выходу из строя питающего
кабеля, оплавлению монтажа и даже возгоранию релейных шкафов, что
усугубляло ситуацию и увеличивало продолжительность отказа.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 Из-за
отсутствия удалённого мониторинга состояние этих устройств защиты
после воздействия грозовых перенапряжений электромеханикам СЦБ
приходится менять разрядники и выравниватели, что требует
дополнительных трудозатрат.


Для исключения
возгорания релейных шкафов автоблокировки от элементов защиты
специалистами хозяйства автоматики и телемеханики ОАО «РЖД»
предпринимались разные меры. Наиболее эффективным оказался способ
предложенный эксплуатационниками Дальневосточной железной дороги, при
котором выравниватели и разрядники выносятся из релейного шкафа и
размещаются в отдельно стоящем путевом ящике. Такой способ помог
повысить защищённость сигнальных точек автоблокировки на участках
повышенной грозовой активности на 30%.[6.
c.25-26]


Одним из современных
и эффективных средств защиты является защитный
фильтр
ЗФ-220,
который устанавливается не в релейном шкафу, а в специальном
кабельном ящике на опоре.
По сравнению
с распространенными
элементами защиты от
перенапряжений выравнивателей ВОЦШ и разрядников
РВНШ защитный фильтр ЗФ-220 имеет
более низкий порог срабатывания, меньшее значение остаточного
напряжения и в своем составе содержит более энергоемкие элементы
защиты, что обеспечивает большую надежность помехозащищенность
аппаратуры СЦБ.
Защитный фильтр ЗФ-220 имеет встроенные средства обогрева, что
обеспечивает стабильность характеристик при низких значениях
температуры окружающей среды.


Защитный
фильтр ЗФ-220М содержит
счетчик выработки ресурса защитных элементов, что позволяет
дистанционно контролировать ресурс элементов защиты средствами
диспетчерского контроля, либо по органам
индикации на корпусе блока.[4]


Следует отметить, что
задолго до появления фильтров ЗФ, ещё в 90-х годах, проходила опытные
испытания аппаратура защиты от импульсных перенапряжений,
разработанная специалистами ДВГУПС: ключевое защитное устройство
«КЗУ», защитный многофункциональный тиристорный ключ
«ЗАМОК-Т» и сетевой фильтр ввода питания релейных шкафов
«ФСРШ».Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 Эти устройства были установлены для защиты вводов
питания автоблокировки на участках с высокой грозовой активностью.

В
устройствах СЦБ с такой защитой повреждений не наблюдалось. По мнению
работников дистанции СЦБ эти приборы имеют ряд достоинств: низкое
остаточное напряжение при грозовом воздействии, стабильность
характеристик во времени и по уровню срабатывания, возможность
настройки устройств на любой уровень защиты. Но к их недостаткам
можно отнести отсутствие информационных каналов о срабатывании
устройств защиты для подачи в систему диспетчерского контроля,
которыми обладает современное средство защиты аппаратура
«БАРЬЕР-АБЧК».[6.
c.
26]


Аппаратура
«БАРЬЕР-АБЧК» — современное и эффективное средство
защиты, которое включается в разрыв внешних цепей сигнальной
установки и защищающее устройства автоблокировки от импульсных помех,
проникающих со стороны источников электропитания, рельсовых и
линейных цепей. В разработанном изделии «БАРЬЕР-АБЧК»
реализованы решения, повышающие надёжность и сокращающие затраты на
обслуживание как защищаемой аппаратуры, так и самой аппаратуры
защиты.

Аппаратура
защиты «БАРЬЕР-АБЧК» имеет средства контроля срабатывания
защиты, вычисления ресурса и передачу сигнала о необходимости замены
защитных элементов (80% ресурса) в аппаратуру диспетчерского
контроля. Аппаратура «БАРЬЕР-АБЧК» устанавливается на
боковой стенке перегонного релейного шкафа с внешней стороны.
Аппаратура защиты «БАРЬЕР-АБЧК» выпускается в трёх
исполнениях «БАРЬЕР-АБЧК-1», «БАРЬЕР-АБЧК-2»,
«БАРЬЕР-АБЧК-3».


Аппаратура
«БАРЬЕР-АБЧК-1» и «БАРЬЕР-АБЧК-2»
предназначена для защиты от атмосферных и коммутационных
перенапряжений устройств числовой кодовой автоблокировки и переездной
сигнализации. Аппаратура защиты имеет средства контроля срабатывания
защиты, вычисления ресурса и передачи сигнала о необходимости замены
защитных элементов в аппаратуру диспетчерского контроля, размещается
в шкафу аппаратуры защиты.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Отличительные
особенности «БАРЬЕР-АБЧК-1» и «БАРЬЕР-АБЧК-2»
заключаются лишь в способе их подключения к электрическим цепям
релейного шкафа. Подключение входных цепей блоков защиты
«БАРЬЕР-АБЧК-1» в релейном шкафу производится на клеммы,
на которые разделаны вводы кабелей релейного шкафа. При этом
монтажные провода, увязанные в жгут из шкафа «БАРЬЕР-АБЧК-1»
в релейный шкаф автоблокировки передаются через специальное
отверстие. Шкаф аппаратуры «БАРЬЕР-АБЧК-2» в свою очередь
установлен на отдельной стойке для релейных шкафов, а сообщение между
шкафами организуется посредством сигнально-блокировочного кабеля,
уложенного в земле и вводимого через защитные трубы.


Аппаратура
«БАРЬЕР-АБЧК-3» предназначена для установки на внутренней
стенке задней двери релейного шкафа, а в целом функции этой
аппаратуры идентичны «БАРЬЕР-АБЧК-1» и «БАРЬЕР-АБЧК-2».
[3]


Современным модифицированным исполнением
аппаратуры защиты «БАРЬЕР-АБЧК-1-3» является аппаратура
защиты «БАРЬЕР-АБЧК-1М-3М», которая также предназначена
для защиты устройств числовой кодовой автоблокировки и переездной
сигнализации от атмосферных и коммутационных перенапряжений. Она
устанавливается на участках железнодорожных линий с любым видом тяги
и релейными шкафами числовой кодовой автоблокировки.


В сравнении с
аппаратурой защиты «БАРЬЕР-АБЧК-1-3»
аппаратура защиты «БАРЬЕР-АБЧК-1М-3М
оптимизирована для защиты как одиночных, так спаренных и сигнальных
установок, увеличена нагрузочная способность по току, увеличена
энергоемкость элементов защиты. В состав и функциональные возможности
устройства могут изменяться в зависимости от условий применения,
предусмотрена функция отключения варисторов при перегреве с передачей
информации об отключении в цепи ДК, исключены элементы печатного
монтажа. Модуль регистрации модернизированной аппаратуры имеет
функции вычисления выработки ресурса и подсчета количества
срабатываний элементов защиты, повреждение модуля защиты не приводит
к отключению защищаемой цепи, снижена масса и уменьшены габариты.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 [5]


Вследствие применения
принципиально новой защиты от перенапряжений «ББАРЬЕР» и
ЗФ-220 уменьшается количество нарушений нормальной работы устройств
автоблокировки и сбоев автоматической локомотивной сигнализации.
Более того эти устройства позволяют организовать дистанционный
контроль выработки ресурса элементов защиты, в результате чего
сокращаются эксплуатационные расходы на обслуживание элементов
защиты.

Литература:


  1. Анализ влияния
    атмосферных перенапряжений на устройства автоблокировки».
    www.dc-neman.ucoz.ru


  2. Сороко, В.И.,
    Розенберг, Е.Н. Аппаратура железнодорожной автоматики и
    телемеханики: Справочник: в 2 кн. Кн.2.3-е изд.М.: Москва: НПФ
    «ПЛАНЕТА», 2000.-1008 с.


  3. Аппаратура защиты «БАРЬЕР-АБЧК».
    Технические решения по включению числовой кодовой автоблокировки
    ЕИУС.646181.004 ТР12006.


  4. Защитный фильтр
    ЗФ-220. stalenergo.ru


  5. Аппаратура защиты «Барьер-АБЧК-М».
    http://www.stalenergo.ru


  6. Защита систем ЖАТ от
    грозовых и коммутационных перенапряжений. Журнал «АСИ»
    №4 2011г.

Решения по применению электрического испытательного оборудования от Megger

Ограничители перенапряжения устанавливаются на трансформатор, чтобы защитить его от переходных перенапряжений. Ограничитель перенапряжения подключается к каждому фазному проводу непосредственно перед тем, как он входит в трансформатор. Разрядник для защиты от перенапряжения заземлен, тем самым обеспечивая путь к земле с низким импедансом для энергии от переходного процесса перенапряжения, если он возникает. При нормальном рабочем напряжении ОПН должен вести себя как изолятор, изолируя фазный провод от земли.Эти противоположные характеристики обычно достигаются за счет использования варистора (разрядников MOV), который имеет разные сопротивления при разных напряжениях.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Существует два основных типа разрядников для защиты от перенапряжений. Сегодня применяются только металлооксидные (ZnO) варисторные (MOV) разрядники. Более старый тип — это разрядники с зазором из карбида кремния, и многие из них до сих пор используются. Однако обратите внимание, что разрядники с зазором старше 25 лет рекомендуется заменять из-за их возраста; некоторые предлагают еще более строгую политику, согласно которой разрядники с зазором из карбида кремния заменяются через 13 лет из-за их склонности к проникновению влаги (Dr.М. Дарвениза, IEEE Transaction on Power Delivery, октябрь 1996 г.).

Диагностика ограничителей перенапряжения

  • (Вт) измерение потерь и тока: потери (в ваттах) и ток, измеренные при испытании коэффициента мощности / коэффициента рассеяния на ОПН, являются надежными индикаторами загрязнения (особенно попадания влаги) или износа и полезны для определения физических изменений в разрядник. Испытание предназначено для оценки изоляционных характеристик разрядника, поскольку он «видит» рабочие напряжения на протяжении большей части срока службы.Хотя измерение не проверяет характеристики прямого замыкания разрядника на землю, оно статистически более убедительно доказало, что, когда способность разрядника изолировать фазное напряжение от земли оказывается под угрозой, его рабочие характеристики также терпят неудачу. Потери, превышающие нормальные, могут указывать на загрязнение (например, влагу) или корродированные зазоры (в разрядниках MOV из карбида кремния или ранней конструкции). Более низкие, чем обычно, потери могут указывать на плохой контакт или разрыв цепи между элементами, на сломанные шунтирующие резисторы в разряднике из карбида кремния, а также на разрывы во внутренней электрической конструкции разрядника MOV.
  • Визуальный осмотр; разрядник должен быть осмотрен на предмет обнаружения трещин в фарфоре, пятен и любых других ненормальных физических состояний
  • Инфракрасный тест; набирает популярность, поскольку ОПН сканируются вместе с остальным оборудованием подстанции.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Ограничитель перенапряжения

: узнайте назначение, стоимость и время поставки

Ограничитель перенапряжения

Назначение разрядника перенапряжения

Ограничители перенапряжения в основном используются для разрядки ударов молнии и коммутации перенапряжения на заземляющее оборудование.

Обратите внимание, что разрядники не применяются для защиты системы от временных перенапряжений. Например, когда в одной фазе происходит замыкание фазы на землю, напряжение на исправных фазах возрастает в \ sqrt {3} раз. Разрядник для защиты от перенапряжения рассчитан на то, чтобы выдерживать это (то есть не перегрев).

Исследование координации изоляции

Размер и расположение разрядников для защиты от перенапряжений основаны на исследовании — исследовании координации изоляции. Тем не менее, как правило, ОПН устанавливают возле тупиковых конструкций, где входит Т-образная линия, и на самом дорогом оборудовании — трансформаторе.

Ограничитель перенапряжения установлен на тупиковой конструкции. Ограничители перенапряжения на трансформаторе. Изображение предоставлено: Western Area Power — подстанция Мид.

Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть, как это делается.

Стоимость разрядника для защиты от перенапряжений
  • ОПН класса фарфоровой станции 12 кВ, 10,2 кВ: ~ 300 долларов США / фаза
  • Разрядник класса фарфоровой станции 35 кВ 29 кВ MCOV: ~ 500 долларов США / фаза
  • 69 кВ, 57 кВ, разрядник класса фарфоровой станции MCOV: ~ 600 долларов США / фаза
  • 138 кВ 108 кВ ОПН класса фарфоровой станции MCOV: ~ 2000 долларов США / фаза
  • 230 кВ 180 кВ Фарфоровая разрядник класса станции MCOV: ~ 3500 долларов США / фаза
  • 345 кВ 264 кВ ОПН класса фарфоровой станции MCOV: ~ 6500 долларов США / фаза
  • 500 кВ фарфоровая станция 318 кВ ОПН: ~ 17 000 долларов США / фаза
  • 765 кВ 467 кВ ОПН класса фарфоровой станции MCOV: ~ 28 000 долларов США / фаза

Примечание.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 В стоимость входит стоимость конструкционной стали для ОПН 138 кВ и выше.

Срок поставки разрядника для защиты от перенапряжений

~ 20 недель для высоковольтных устройств. Для сверхвысокого напряжения может потребоваться более длительное время выполнения заказа.

Информация о стоимости и сроках выполнения предназначена только для вашего общего ознакомления. Обратитесь к поставщику и сообщите технические характеристики вашего оборудования для получения фактических данных.

OR
Выберите другое основное оборудование
OR
Попробуйте пройти викторину

Поддержите этот блог, поделившись статьей

Обзор выбора, применения и тестирования

Руководство по выбору, применению, обслуживанию и тестированию разрядников для защиты от перенапряжений.

Ограничители перенапряжения — это устройства ограничения напряжения, используемые для защиты электрической изоляции от скачков напряжения в энергосистеме.

Подобно тому, как предохранитель работает для защиты электрической системы от повреждений из-за условий перегрузки по току, задача ограничителя перенапряжения заключается в защите системы от повреждений из-за условий перенапряжения.

В прошлом разрядники для защиты от перенапряжений назывались молниеотводами, это название было основано на их основной цели — защите электрической изоляции от ударов молнии в системе.Более общий термин «разрядник для защиты от перенапряжений» теперь используется для обозначения условий перенапряжения, которые могут возникать из множества других источников, таких как операции переключения и замыкания на землю.

Все, от персональных компьютеров до систем передачи и распределения высокого напряжения, подвержено скачкам напряжения и их разрушительным эффектам.

Что такое скачок напряжения?

«Скачок» в электрической системе возникает в результате воздействия на систему энергии в какой-то момент, что может быть результатом ударов молнии или работы системы.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 Запечатленная энергия распространяется по системе в виде волн со скоростью и величиной, которые изменяются вместе с параметрами системы.

«Скачок» в электрической системе возникает в результате воздействия на систему энергии в какой-то момент, что может быть результатом ударов молнии или работы системы. Фотография: Schnider Electric.

Каждый тип перенапряжения может по-разному повлиять на ОПН и систему изоляции. Молния приводит к высокой скорости нарастания, потому что это настоящий источник кулоновской энергии, в то время как операции переключения приводят к относительно медленной скорости нарастания, потому что ее энергия накапливается в магнитных полях системы.

Наряду с явлениями перенапряжения в системе также могут возникать длительные перенапряжения из-за электрических неисправностей. В зависимости от конфигурации и заземления системы одиночное замыкание линии на землю вызовет повышение напряжения системы на незатронутых фазах.


Конструкция, типы, классы и свойства ОПН

Согласно Национальному электротехническому кодексу (NEC) разрядник для защиты от импульсных перенапряжений определяется как: «Защитное устройство для ограничения перенапряжения путем разряда или обхода импульсного тока, а также предотвращает прохождение последующего тока, сохраняя при этом способность повторять эти функции».

Первоначальный грозозащитный разрядник представлял собой не что иное, как искровой воздушный промежуток, одна сторона которого была подключена к линейному проводнику, а другая — к заземлению. Когда напряжение между фазой и землей достигнет уровня искрового пробоя, скачок напряжения будет разряжаться на землю.

Старые разрядники для защиты от перенапряжений обычно состоят из блоков резисторов из карбида кремния, соединенных последовательно с воздушными зазорами. Эти разрядники обычно не пропускают ток и имеют одно номинальное напряжение. За некоторыми исключениями, выбрать эти ОПН довольно просто:

Для глухозаземленных систем используется разрядник на следующий уровень выше, чем линейное напряжение системы.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 Для заземленных через сопротивление или незаземленных систем используется следующий более высокий номинал, превышающий линейное напряжение системы.

Металлооксидные ограничители перенапряжения содержат блоки из материала с переменным сопротивлением, обычно оксида цинка, без воздушных зазоров. Между линейным и заземляющим зажимами разрядника непрерывно подается линейное напряжение, эти разрядники несут минимальный ток утечки, который может выдерживаться на постоянной основе.

Металлооксидные ограничители перенапряжения содержат блоки из материала с переменным сопротивлением, обычно оксида цинка, без воздушных зазоров.Фото: EATON / Cooper Power Systems.

При возникновении перенапряжения разрядник немедленно ограничивает или фиксирует состояние перенапряжения, проводя импульсный ток на землю. После прохождения перенапряжения ОПН возвращается в исходное состояние.

Минимальный ток утечки ОПН в основном емкостный с небольшой резистивной составляющей.

Оксид металла имеет много преимуществ в качестве устройства защиты от перенапряжений, но его правильное применение несколько сложнее, чем у разрядников предыдущего поколения.Вместо одного номинального напряжения металлооксидные ОПН имеют три номинала:

  1. Номинальное напряжение
  2. Максимальное продолжительное рабочее напряжение (MCOV) — около 85% от номинального значения
  3. Возможность временного перенапряжения в течение одной секунды. — около 120% от номинала

Как это сделано: конструкция ограничителя перенапряжения

Классы разрядников

Класс ограничителя перенапряжения, применяемого в системе, зависит от важности и стоимости защищаемого оборудования, уровня импульсной изоляции и ожидаемых разрядных токов, которые должен выдерживать разрядник.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142

Важно использовать ограничители перенапряжения с правильным номинальным напряжением. Фото: pxhere.

  • Разрядники станционного класса предназначены для защиты оборудования, которое может подвергаться значительному воздействию энергии из-за скачков коммутации линии и в местах, где имеется значительный ток короткого замыкания. Они обладают превосходными электрическими характеристиками, поскольку обладают большей способностью поглощать энергию. Разрядники станционного класса — лучший выбор для защиты ценного оборудования, где требуется высокая надежность.
  • Разрядники

  • промежуточного класса предназначены для обеспечения экономичной и надежной защиты электрооборудования среднего класса напряжения. Промежуточные разрядники обычно используются для защиты сухих трансформаторов, для использования в коммутационном и секционирующем оборудовании, а также для защиты кабелей URD.
  • Разрядники распределительного класса

  • можно найти на небольших жидкостных и сухих трансформаторах мощностью 1000 кВА и менее. Эти разрядники также могут использоваться для подключения к клеммам вращающихся машин мощностью менее 1000 кВА, если они доступны с надлежащим номинальным напряжением.Распределительный разрядник часто используется на открытых линиях, напрямую подключенных к вращающимся машинам.
  • Разрядники вторичного класса используются для напряжений 999 В или ниже. Они применяются в низковольтных распределительных сетях, электроприборах и обмотках низковольтных распределительных трансформаторов.

Выбор и применение разрядника

Основная цель в применении ОПН — выбрать ОПН с наименьшим номиналом, который обеспечит адекватную защиту изоляции оборудования и будет иметь такой номинал, что он будет иметь удовлетворительный срок службы при подключении к энергосистеме.

Различные типы ограничителей перенапряжения. Фото: Wikimedia Commons.

Соответствующее номинальное напряжение разрядников для защиты от перенапряжений зависит от:

  1. Линейное напряжение системы
  2. Способ системного заземления
  3. Тип используемого ОПН

Лучшее место для установки разрядника для защиты от перенапряжения — как можно ближе к оборудованию, которое он защищает, предпочтительно на клеммах, где служба подключается к оборудованию.Разрядники для защиты от перенапряжений: Разрядник для защиты от перенапряжений V20 2-полюсный, 75 В, артикул 5095142 Важно использовать ограничители перенапряжения с правильным номинальным напряжением.

Защита оборудования и срок службы разрядника

Между защитой оборудования и сроком службы ОПН соблюдается тонкий баланс:

  • Более низкие номиналы ОПН предпочтительны, потому что они обеспечивают наивысший запас защиты для системы изоляции оборудования, но увеличивают вероятность отказа.
  • Более высокие номиналы ОПН могут продлить срок службы ОПН, но снизить запас защиты, обеспечиваемый для оборудования, которое оно защищает.

При выборе ОПН следует учитывать как срок службы ОПН, так и защиту оборудования. Если требуются разные номиналы, следует выбрать самый высокий результирующий номинал ОПН.

Выбор ограничителя перенапряжения и процесс применения

Комплексный процесс выбора и подачи заявки на ОПН должен включать проверку:

  1. Все системные напряжения (постоянное рабочее напряжение, временные перенапряжения и коммутационные скачки)
  2. Ожидаемые условия эксплуатации
  3. Конфигурация заземления системы (заземленное или эффективно незаземленное) в месте установки разрядника.

Знание конфигурации системы (звезда / треугольник, заземленный или незаземленный) является ключевым фактором при выборе номинала ОПН. Номинальные параметры разрядника для различных напряжений системы использования (между фазами) основаны на конфигурации заземления системы.

Выбор правильного номинала ОПН имеет решающее значение для предотвращения применения, в котором ОПН может потенциально серьезно выйти из строя. Любая система, отличная от конфигурации с глухим заземлением, считается фактически незаземленной, и следует выбирать более высокий номинал ОПН.


MCOV Рейтинг

Разрядники

во время нормальной работы постоянно подвергаются воздействию рабочего напряжения энергосистемы. Для каждого номинала ОПН существует рекомендуемый предел величины напряжения, которое может применяться непрерывно. Это называется максимальным непрерывным рабочим напряжением (MCOV).

Номинал ОПН выбирается таким образом, чтобы максимальное продолжительное напряжение системы электроснабжения, подаваемое на ОПН, было меньше или равно номиналу MCOV ОПН.Учитываются как конфигурация цепи (звезда или треугольник), так и подключение ОПН (линия-земля или линия-линия).

  • В большинстве случаев ОПН подключаются к земле.
  • Если ОПН подключаются линейно, необходимо учитывать межфазное напряжение.

Особое внимание следует уделить конфигурации заземления системы: глухозаземленной или эффективно незаземленной (заземление по сопротивлению / сопротивлению, незаземление или временно незаземленное).Это ключевой фактор при выборе и применении разрядника.

Если конфигурация заземления системы неизвестна, предположим, что система не заземлена. Это приведет к выбору разрядника с более высоким постоянным напряжением системы и / или номиналом MCOV.

Номинал ОПН выбирается таким образом, чтобы максимальное продолжительное напряжение системы электроснабжения, подаваемое на ОПН, было меньше или равно номиналу MCOV ОПН. Фотография: General Electric.

MCOV Пример 1:13.Система с твердым заземлением 8 кВ

Продолжительное рабочее напряжение составляет 13 800, деленное на квадратный корень из 3, или 7970 В. Это выше MCOV 7650 В для разрядника на 9 кВ.

В зависимости от величины и продолжительности системных перенапряжений может потребоваться использование разрядника на 10 кВ с MCOV 8,4 кВ или разрядника на 12 кВ с MCOV 10,2 кВ.

MCOV Пример 2: Система 13,8 кВ с заземлением через сопротивление

В зависимости от времени, необходимого защитным реле для устранения замыканий на землю в системе, выбор будет между разрядниками на 12 кВ, 15 кВ и 18 кВ.

MCOV Пример 3: Незаземленная система 13,8 кВ

MCOV 12,7 кВ ОПН на 15 кВ не подходит для номинального напряжения 13,8 кВ. Используйте разрядник на 18 кВ с MCOV 15,3 кВ.


Временные перенапряжения (TOV) Рейтинг

Временные перенапряжения могут быть вызваны многочисленными системными событиями, такими как скачки переключения, замыкания на землю, отклонение нагрузки и феррорезонанс. Конфигурация системы и методы эксплуатации оцениваются для выявления форм и причин TOV.

Основным эффектом временных перенапряжений в металлооксидных разрядниках является повышенный ток, рассеиваемая мощность и повышенная температура разрядников. Эти условия влияют на характеристики защиты и живучести ОПН.

Фото: EATON / Cooper Power Systems.

TOV ОПН должен соответствовать или превышать ожидаемые временные перенапряжения системы.


Базовый импульсный уровень (BIL) и ограничители перенапряжения

Ограничители перенапряжения выбираются в соответствии со стандартными уровнями изоляции электрического оборудования, чтобы они защищали изоляцию от перенапряжения.Эта координация основана на выборе разрядника, который будет разряжаться при более низком уровне напряжения, чем импульсное напряжение, необходимое для пробоя изоляции.

Большинство электрического оборудования рассчитано на уровни импульсов, определенные отраслевыми стандартами. Базовый уровень импульсной изоляции (BIL) оборудования определяется путем приложения двухполупериодного скачка напряжения определенного пикового значения к изоляции оборудования, это называется импульсным испытанием.


Ограничитель отказа и сброс давления

Если эксплуатационные возможности разрядника превышены, металлооксидный диск (диски) может треснуть или проколоть, уменьшив внутреннее электрическое сопротивление разрядника.Это уменьшение сопротивления ограничит способность ОПН выдерживать перенапряжения в будущем, но не поставит под угрозу изоляционные свойства ОПН.

Пример паспортной таблички ограничителя перенапряжения и номинальных характеристик. Фото: EATON / Cooper Power Systems.

В случае выхода разрядника из строя разовьется дуга заземления, и давление будет расти внутри корпуса разрядника. Давление безопасно сбрасывается наружу, и возникает внешняя дуга, обеспечивающая защиту оборудования.

После того, как разрядник безопасно вентилируется, он больше не может сбрасывать давление и должен быть немедленно заменен. Разрядники должны выдерживать давление / ток короткого замыкания, превышающее максимальный ток короткого замыкания, доступный в предполагаемом месте размещения ОПН.


Техническое обслуживание и испытание разрядника для защиты от перенапряжения

Для обеспечения максимального срока службы и снижения вероятности внезапного отказа ограничители перенапряжения должны регулярно обслуживаться и подвергаться электрическому тестированию.Перед вводом в эксплуатацию в рамках новых установок также следует проводить осмотр и испытания.

Полевые испытания разрядников для защиты от перенапряжений могут помочь продлить срок службы и снизить вероятность внезапного отказа. На фото: старший летчик Перри Астон (ВВС США).

Подробное описание испытаний разрядников для защиты от перенапряжений приведено ниже. Эти задачи должны выполнять только квалифицированные рабочие, прошедшие соответствующую подготовку по технике безопасности и откалиброванное испытательное оборудование.

Визуальный / механический осмотр

Перед проведением любых испытаний необходимо оценить физическое и механическое состояние разрядника для защиты от перенапряжения.Для новых установок сравните данные паспортной таблички разрядника с проектными чертежами и спецификациями.

Проверьте корпус разрядника, монтаж, выравнивание, заземление и необходимые зазоры. Ограничители перенапряжения должны быть чистыми и не иметь препятствий, чтобы свести к минимуму загрязнения, которые могут привести к слежению или повредить изоляционные свойства разрядников. Перед очисткой устройства проведите тесты по обнаружению для сравнения результатов.

Перед проведением любых испытаний необходимо оценить физическое и механическое состояние разрядника для защиты от перенапряжения.Фото: Павел Черниховский через Flickr.

Проверка выводов ОПН

Длина проводов для подключения ОПН к клеммам оборудования и к земле должна быть минимальной и должна быть прямой, с минимизацией изгибов проводов, насколько это возможно. Увеличение длины вывода снижает защитные возможности ОПН из-за дополнительного увеличения импеданса в выводе.

Проверьте болтовые соединения

Болтовые электрические соединения следует проверить на высокое сопротивление с помощью омметра с низким сопротивлением.Сравните измеренные значения сопротивления со значениями аналогичных соединений.

Значения, которые отличаются от аналогичных болтовых соединений более чем на 50 процентов от самого низкого значения, должны быть исследованы.

Герметичность доступных болтовых электрических соединений также может быть проверена с помощью калиброванного динамометрического ключа в соответствии с данными производителя или таблицей 100.12 NETA.

Проверки заземления

Убедитесь, что каждый заземляющий провод разрядника индивидуально подключен к шине заземления или заземляющему электроду.Для определения сопротивления между основной системой заземления и отдельными точками заземления разрядника могут быть выполнены двухточечные испытания. Сопротивление между клеммой заземления ограничителя перенапряжения и системой заземления должно быть менее 0,5 Ом в соответствии со стандартами NETA.

Сопротивление изоляции

Выполните испытания сопротивления изоляции на каждом ОПН, фаза — земля. Подайте напряжение в соответствии с инструкциями производителя. Если данные производителя ОПН недоступны, NETA Table 100.1 можно использовать как дополнение. Значения сопротивления изоляции ниже рекомендаций производителя или значений в таблице 100.1 NETA должны быть исследованы.

Рекомендуемые ANSI / NETA значения сопротивления изоляции для ограничителей перенапряжения. Фото: НЕТА-МТС 2015.

Тест потери мощности

Измерение диэлектрических потерь эффективно для обнаружения дефектных, загрязненных и вышедших из строя разрядников. Значения потерь в ваттах оцениваются на основе сравнения с данными, опубликованными производителями аналогичных устройств и испытательного оборудования.

Сборки разрядников

, состоящие из отдельных блоков на фазу, обычно испытываются методом испытания заземленным образцом (GST). Все ОПН следует испытывать индивидуально, а не параллельно. Тест потери мощности является дополнительным тестом в соответствии со стандартами тестирования 2015 года при приемке и техническом обслуживании NETA 2017.

Соединения для проверки потери мощности разрядника для защиты от импульсных перенапряжений. Фото: Doble.

Пример процедуры испытания потери мощности разрядника для защиты от импульсных перенапряжений. Фото: Doble.

Рекомендуемое испытательное напряжение при потере мощности ОПН.Фото: Doble.

Счетчик ходов

Счетчики ударов молнии измеряют удары молнии по индукции тока и не требуют использования какого-либо внешнего источника питания. Убедитесь, что счетчик ходов, если он имеется, правильно установлен и электрически подключен. Запишите показания счетчика ходов для сравнения с предыдущими записями.


Стандарты и коды разрядников

  • Ограничители перенапряжения разработаны и испытаны в соответствии со стандартом ANSI / IEEE C62.1, стандартом для разрядников из карбида кремния с зазором для цепей питания переменного тока, для типа с зазором и ANSI / IEEE C62.11, Стандарт на металлооксидные ограничители перенапряжения для систем переменного тока, для беззазорного типа.
  • Статья 280 NFPA 70 / Национального электротехнического кодекса регулирует общие требования к ОПН, требования к установке и подключению.
  • Ограничители перенапряжения

  • внесены в список UL в категории «Ограничители перенапряжения (OWHX)» и другие NRTL (национально признанные испытательные лаборатории) с использованием соответствующих разделов стандартов ANSI / IEEE, указанных выше.

Список литературы

Комментарии

Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставить комментарий.

Ограничитель перенапряжения — обзор

Параметры разрядников постоянного тока, используемых в преобразовательных подстанциях

Пиковое значение и пиковое значение непрерывного рабочего напряжения (CCOV и PCOV, соответственно) разрядника для защиты от перенапряжений должны быть выше, чем максимальное рабочее напряжение систему на месте установки.Кроме того, следует учитывать комбинацию рабочего напряжения, гармонического напряжения и высокочастотного переходного перенапряжения, чтобы избежать ускоренного старения и снижения надежности разрядника из-за поглощения энергии.

Номинальное напряжение (AC сторона) или опорное напряжение (сторона постоянного тока) от разрядника должен определяться комплексно с учетом таких факторов, как приложенного отношение напряжения, CCOV, PCOV, временное перенапряжение, ЛИПИ, SIPI, и способность поглощения энергии. Опорное напряжение U исх обычно определяются как напряжение постоянного тока, когда устройство защиты от перенапряжения 1 м себя ведет (я.е., напряжение, при котором разрядник начинает действовать). Это основной параметр, который определяет свойства материала, размер и количество резисторов, подключенных последовательно или параллельно. Большинство разрядник малого диаметра, один столбец будет действовать в соответствии с опорным напряжением на 1 мА, в то время как для ОПН большого диаметра, это напряжение может быть определено в качестве опорного напряжения на 5 мА. Опорное напряжение связанно с плотностью тока резистора. Приложенное отношение напряжения разрядника постоянного тока характеризует нагрузку напряжения, подаваемую на резисторе, выраженная как отношение CCOV и PCOV к опорному напряжению U реф , после учета неравномерного распределения напряжения на ОПН.Он должен быть надлежащим образом определен посредством испытаний на стабильность (включая испытание на старение) и испытаний на загрязнение и должен учитывать такие факторы, как стабильность, величина тока утечки, CCOV, составляющая постоянного напряжения, место установки (внутри или снаружи), влияние температуры на напряжение. — характеристики тока и влияние загрязнения на распределение потенциала по корпусу из фарфора или силиконовой резины. Он оказывает большое влияние на старение разрядников. При меньшем коэффициенте приложенных напряжений резистивный ток утечки при постоянном рабочем напряжении будет уменьшен, результирующие потери могут быть легко сбалансированы с теплоотдачей, и теплового разгона не произойдет.Однако более высокий коэффициент приложенного напряжения снизит уровень защиты ОПН, тем самым значительно снизив уровень изоляции оборудования. Для разрядника постоянного тока, используемого в клапанном зале сверхвысокого напряжения постоянного тока ± 800 кВ, коэффициент неравномерности распределения напряжения меньше, чем у разрядника переменного тока; поэтому такой разрядник постоянного тока не требует корпуса. Это облегчает отвод тепла и предотвращает взрыв в случае теплового разгона, а также увеличивает коэффициент приложенного напряжения.

На рисунке 4.32, ограничитель перенапряжения V подвергается воздействию напряжения клапана только тогда, когда клапан выключен в цикле переменного тока, и тепло, выделяемое током утечки под напряжением клапана в цикле, в среднем очень мало. Следовательно, может быть выбран более высокий коэффициент приложенного напряжения в диапазоне от 0,95 до 1. Ограничитель перенапряжения A1 подвергается воздействию высокого напряжения только тогда, когда клапан включен в цикле переменного тока, когда напряжение изменяется от 600 до 800 кВ, но сохраняется только в течение 10 мс. Следовательно, коэффициент приложенного напряжения примерно 0.95 также может быть выбран. На ОПН C2, M1, M2 и CB1A подается постоянное напряжение плюс гармоническое напряжение. Часть тока, возникающего из-за гармонического напряжения, разряжается из-за паразитной емкости разрядников, и, в частности, коммутационный выброс вызывает меньше тепла на резисторах, чем компонент постоянного напряжения. Кроме того, поскольку эти ОПН устанавливаются в помещении, влияние загрязнения и температуры окружающей среды можно не учитывать. Следовательно, отношение приложенных напряжений приблизительно равно 0.Может быть выбрано 9. На ОПН DB и DL подается очень высокое чистое постоянное напряжение. Если они установлены на открытом воздухе, загрязнение может привести к неравномерному распределению потенциала по корпусу из фарфора или силиконовой резины, что приведет к локальному перегреву резисторов. Кроме того, температура окружающей среды оказывает большое влияние на тепловыделение и вольт-амперные характеристики разрядников. Следовательно, более разумным кажется более низкое отношение приложенных напряжений 0,8–0,9. PCOV разрядников для защиты от перенапряжений E1H, E2, E2H, EL и EM довольно низок, и их отношение приложенных напряжений обычно не вызывает беспокойства.Ограничители перенапряжения A1, M1 и M2, которые имеют более высокий коэффициент приложенного напряжения, могут быть снабжены устройствами определения температуры и полного тока.

В случае короткой линии постоянного тока рабочее напряжение в инверторной станции лишь немного ниже, чем в выпрямительной станции. Таким образом, опорное напряжение на стороне постоянного тока могла бы быть такой же, как на инверторной станции и выпрямительной станции, тем самым уменьшая разнообразие разрядников и запасных частей и делает изготовление и испытание разрядников простых.В противоположность этому, в течение длительного линии постоянного тока, опорное напряжение в инверторной станции может быть определено на основании рабочего напряжения, чтобы уменьшить защитный уровень ОПН и уровня изоляции оборудования на станции.

SIPL, LIPL и уровень импульсной защиты с крутым фронтом (STIPL) разрядника для защиты от перенапряжений определяются по остаточному напряжению ниже коммутирующего импульса 30/60 мкс, грозового импульса 8/20 мкс и импульса тока с крутым фронтом с волновой фронт 1 мкс соответственно.

Энергия разрядника на стороне постоянного тока тесно связана с типом и продолжительностью неисправностей, возникающих в преобразовательной подстанции, а также скоростью реакции и временем задержки системы управления и защиты.При определении энергии разрядника следует указывать амплитуду и продолжительность разрядного тока во время одиночного или непрерывного скачка напряжения. Повторяющиеся действия ОПН из-за управления постоянным током или рабочей последовательности, такие как перезапуск системы постоянного тока после замыкания на землю, можно рассматривать как однократный разряд. Выделяемая энергия — это сумма энергии, высвобождаемой во время повторяющихся действий. При определении энергии эквивалентного одиночного разряда следует учитывать энергию кратковременного импульсного разряда, снижающего способность ОПН к поглощению энергии.

Разрядники с согласующими характеристиками могут быть подключены параллельно, чтобы компенсировать энергию одиночного разряда и снизить остаточное напряжение разрядников. Для параллельного подключения несколько резисторов могут быть размещены в фарфоровом корпусе или несколько разрядников могут быть подключены параллельно. Как правило, изготовителю разрядника следует учитывать неравномерность распределения разрядного тока между несколькими резисторами разрядника или между несколькими разрядниками.

Более высокое опорное напряжение (U исх) может уменьшить требуемую энергию удельной (кДж / кВ) разрядника и сделать производство проще.

Ограничители перенапряжения — Kingtronics

Kingtronics продает разрядники с 2 электродами и разрядники с 3 электродами. Ограничители перенапряжения предназначены для защиты электрооборудования от повреждающего воздействия скачков и переходных процессов, вызванных молнией, переключением электросети, дуговым разрядом, циклическим переключением электродвигателя или любым другим внезапным изменением потока электроэнергии на входящих линиях электропередачи переменного тока. Эти устройства также обеспечивают идеальную защиту для наружного освещения и полюсных ламп, панелей управления, мастерских, холодильных систем, электродвигателей и средств управления, тепловых насосов и оборудования для кондиционирования воздуха, а также многих других электрических устройств.В число нынешних клиентов входят многие производители оригинального оборудования, а также дистрибьюторы телекоммуникационных, моторных приводов, инженерных сетей и другого оборудования или систем.

2-электродные разрядники и 3-электродные разрядники
Kingtronics P / N Ограничители перенапряжения Размер Класс разряда Лист данных
SKT-2R 2 разрядника для защиты от перенапряжений ø 8 × 6 мм 10КА / 10А ↓ Скачать PDF
SKT-2R-SMD4532 Ограничители перенапряжения 2-SMD 4.5 × 3,2 × 2,7 мм 2КА / 2А ↓ Скачать PDF
SKT-2R-SMD5042 Ограничители перенапряжения 2-SMD 5 × 5 × 4,2 мм 5KA / 2A ↓ Скачать PDF
SKT-3R 3 разрядника для защиты от перенапряжений ø 8 × 10 мм 10КА / 10А ↓ Скачать PDF
SKT-3R-SMD5076 3-SMD-ОПН ø 5 × 5 × 7.6 мм 5KA / 5A ↓ Скачать PDF

Ограничители перенапряжения Фотографии

Об ограничителях перенапряжения

Чрезмерное напряжение и возникающие в результате броски тока могут повредить или даже разрушить коммуникационное оборудование, системы передачи данных и энергоснабжения. Также не всегда можно исключить травмы людей.

Ограничители перенапряжения работают по газофизическому принципу высокоэффективного дугового разряда.В электрическом отношении ОПН действуют как переключатели, зависящие от напряжения. Как только напряжение, приложенное к разряднику, превышает напряжение пробоя, в герметично закрытой области разряда за наносекунды образуется дуга. Способность выдерживать высокие импульсные токи и напряжение дуги, которое почти не зависит от тока, вызывают короткое замыкание перенапряжения. Когда разряд стихает, разрядник гаснет, и внутреннее сопротивление немедленно возвращается к значениям в несколько 100 МОм.

Меры предосторожности при использовании ограничителей перенапряжения

  • Ограничитель перенапряжения должен быть выбран таким образом, чтобы можно было гасить максимальный ожидаемый последующий ток.
  • Следящий ток должен быть ограничен, чтобы разрядник мог быть должным образом погашен после исчезновения перенапряжения. В противном случае разрядник может нагреться и воспламенить соседние компоненты.
  • Пружина короткого замыкания не срабатывает до тех пор, пока не будет достигнута температура 140 200, 260 и 300 ℃, в зависимости от материала датчика.Необходимо соблюдать осторожность, чтобы ограничить тепловое излучение на соседние части до безопасных значений.
  • В зависимости от места установки разрядник для защиты от перенапряжения может потребоваться дополнительно механически закрепить.
  • Если контакты ограничителя перенапряжения неисправны, напряжение тока может привести к образованию искр и громких шумов (стук).
  • Ограничители перенапряжения не должны эксплуатироваться непосредственно в электросетях.
  • Ограничители перенапряжения могут нагреваться в случае более длительных периодов напряжения тока (опасность ожога).
  • Ограничители перенапряжения и переключающие искровые разрядники могут использоваться только в пределах их указанных значений. В случае перегрузки контакты выводов могут выйти из строя или компонент может быть разрушен.
  • Поврежденные ограничители перенапряжения не подлежат повторному использованию.
  • Разрядники перенапряжения с срабатывающими механизмами короткого замыкания не подлежат повторному использованию.
  • Обеспечьте надлежащее обращение с компонентами, переданными для последующей промышленной обработки.
  • Операторы, страдающие чрезмерной чувствительностью к металлам, должны носить легкие перчатки при выполнении операций по установке вручную.
  • Разрядники перенапряжения следует утилизировать так же, как и промышленные отходы, наподобие бытовых. В отдельных случаях необходимо соблюдать любые юридические положения, отклоняющиеся от этого правила.

Ограничители перенапряжения распределительного класса

(серия ZL-8A) | Ограничитель перенапряжения для распределения электроэнергии

SORESTER для распределительных систем [стандартный тип, устойчивый к загрязнению тип и устойчивый к загрязнению тип с конусом формы]

Ограничители перенапряжения из оксида цинка для распределительных сетей 6 кВ с номинальным разрядным током 2500 A

Характеристики продукта

Практичный простой одинарный зазор и высокоэффективные блоки из оксида цинка делают этот разрядник компактным и легким.Пониженное напряжение разряда улучшило защитные характеристики. Практически отсутствуют какие-либо изменения в характеристиках промежутка из-за загрязнения, он поддерживает стабильные рабочие характеристики, защищая распределительное оборудование от скачков напряжения.

  • Превосходные защитные свойства
  • Управление множественными и частыми скачками молнии
  • Отличная устойчивость к загрязнениям
  • Компактный, легкий и простой в обращении

Приложения и решения

Разрядник для распределительной подстанции системы 6 кВ с номинальным разрядным током 2500 А.

Технические характеристики

Характеристики SORESTER для распределительной подстанции

ZL-8A ZL-8AX ZL-8AX-M
Тип стандартный тип устойчивый к загрязнению тип устойчивый к загрязнениям тип

(с конусом формы)

Устойчивость к загрязнениям (плотность присоединения солесодержания мг / см2) 0.06 0,35 0,35
Номинальное напряжение (кВ, действующее значение) 8,4
Номинальный ток разряда (А, пиковое значение) 2500
Пусковое напряжение разряда промышленной частоты (кВ, среднеквадратичное значение) 13,9 или более (15 и более)
Сопротивление напряжения
(только контейнер)
Коммерческая частота
(кВ, среднеквадратичное значение)
22 22 (28)
Грозовой импульс
(кВ, пиковое значение)
60 60 (90)
Напряжение начала грозового импульсного разряда
(кВ, пиковое значение)
100% 33 или меньше (30 или меньше)
0.5 мкс 38 или меньше (33 или меньше)
Напряжение разряда (8/20 мкс, 2500 A)
(кВ, пиковое значение)
33 или меньше (22 или меньше)
Номинальный выдерживаемый ток разряда Ударный ток молнии (кА) (4/10 мкс) 10 X 2 раза (50 X 2 раза)
Прямоугольная волна (A)
(2 мс)
75 X 20 раз (150 X 20 раз)
Режим грозового перенапряжения (8/20 мкс, 2500 A) Та же полярность и обратная полярность, 5 раз каждая
  • * Значение в скобках представляет характеристики SORESTER, превосходящие стандартное значение JEC-203.

Рынок ограничителей перенапряжения в Северной Америке | Тенденции роста и прогнозы

Рынок ограничителей перенапряжения в Северной Америке оценивается в XX миллиардов долларов США в 2015 году и, по прогнозам, достигнет XX миллиардов долларов США к 2020 году при среднегодовом темпе роста XX% в течение прогнозируемого периода с 2015 по 2020 годы.

A Ограничитель перенапряжения — это устройство, которое защищает системы электроснабжения от повреждений, вызванных молнией. Типичный ограничитель перенапряжения имеет как заземляющий, так и высоковольтный зажим. Когда мощный электрический скачок проходит от энергосистемы к ограничителю перенапряжения, ток высокого напряжения направляется непосредственно на изоляцию или на землю, чтобы избежать повреждения системы.Применение разрядников: защита оборудования подстанций AIS и GIS, защита тяговых систем переменного и постоянного тока, защита HVDC, защита последовательных конденсаторных батарей, защита кабелей, защита линий электропередачи, установка в загрязненных зонах и зонах с высокой сейсмической активностью.

Этот рынок определяется рядом факторов, таких как использование высокочувствительных электрических систем и высокий спрос на электронные устройства. Однако этот рынок сталкивается с недостатком, например, с дополнительными затратами, которые необходимо вложить в установку сложных разрядников.Этот фактор может стать преградой на пути роста рынка.

Этот рынок можно в целом разделить на ограничители перенапряжения низкого напряжения, ограничители перенапряжения среднего напряжения и ограничители перенапряжения высокого напряжения. Применения этой технологии включают промышленное, коммерческое и бытовое применение.

Рынок также был географически сегментирован на Соединенные Штаты Америки, Канаду и остальную часть Северной Америки. Статистика по каждой из стран региона оценена и прогнозируется до 2020 года.

Основными компаниями, доминирующими на этом рынке в отношении своей продукции, услуг и непрерывного развития продукции, являются ABB Ltd., Crompton Greaves, Eaton Corporation Plc, Emerson Electric, General Electric, Legrand SA, Mitsubishi Electric Corporation, Raycap Corporation SA, Schneider electric SE. , Siemens AG, Advanced Protection Technologies, Leviton Manufacturing, Littlefuse и Tripplite. Эта технология предлагает огромный потенциал для защиты устройств по всему миру.