Astro-nn.ru

Стройка и ремонт
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ОПН 110 кв принцип работы

Школа молодого опнщика, назначение и принцип действия ОПН

На сайт Балтэнерго поступает много вопросов, связанных с ОПН. Часть из них носит конкретный характер, например, по дополнительным данным на приобретённый ограничитель. На подобные вопросы мы стараемся отвечать незамедлительно. Но часть вопросов носит общий характер. К примеру, по параметрам ограничителей, в том числе и по толкованию самих терминов, которые приведены в документации производителей ОПН. Это связано с тем, что в настоящее время практически не издаётся популярная научно-техническая литература по электротехнике, к тому же дешёвая, подобно широко известной в то время “Библиотеке электромонтёра” или “Массовой библиотеке инженера”. А несмотря на свою кажущуюся конструктивную простоту, ОПН — сложный электротехнический аппарат. Скажем так: ОПН – это просто, но не очень… И у теоретиков и у практиков есть много нерешенных вопросов. Достаточно сказать, что до сих пор не принят основополагающий документ по ОПН – ГОСТ, а целый ряд существующих документов имеют разночтения. Тем не менее, активное внедрение ограничителей в практику, тем более учитывая их роль в энергосистемах, ставит вопрос о более глубокой теоретической и практической подготовке обслуживающего персонала. Поэтому мы пришли к выводу о необходимости поместить на нашем сайте ряд взаимосвязанных статей по основам теории и практике ОПН, не особо теоретизируя и в то же время не упрощая подачу материала с тем, чтобы он был доступен широкому кругу практиков. Но так как большинству читателей –практиков основы защиты энергетических систем от перенапряжений известны ( по применению, например, вентильных разрядников), то общеизвестных истин повторять не будем. Конечно, при указанном подходе возможны некоторые упрощения, могут быть и неточности. Но мы открыты для любой критики, тем более конструктивной. Особенно ценны предложения по тематике будущих статей. По возможности, будем ссылаться на используемые источники- учебные пособия, статьи, документы и др. , но если вдруг кто-то из авторов не найдёт ссылки на свой труд — не обвиняйте нас в плагиате – ведь никаких коммерческих выгод от этих публикаций мы не получим.

Этот цикл статей назовём непритязательно — “ Школа молодого опнщика”. И так – урок первый. Начнём с назначения и принципа действия.

Урок 1. Назначение и принцип действия ОПН

Ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН)-электрические аппараты, предназначенные для защиты оборудования систем электроснабжения от коммутационных и грозовых перенапряжений. Основным элементом ОПН является нелинейный резистор – варистор ( varistor , от англ. Vari ( able ) ( Resi ) stor – переменное, изменяющееся сопротивление).

Основное отличие материала нелинейных резисторов ограничителей от материала резисторов вентильных разрядников состоит в резко нелинейной вольт-амперной характеристики (ВАХ) и повышенной пропускной способности. Применение в ОПН высоконелинейных резисторов позволило исключить из конструкции аппарата искровые промежутки, что устраняет целый ряд недостатков, присущих вентильным разрядникам.

Основной компонент материала резисторов ОПН – оксид (окись) цинка ZnO . Оксид цинка смешивают с оксидами других металлов – закисью и окисью кобальта, окисью висмута и др. Технология изготовления оксидно-цинковых резисторов весьма сложна и трудоёмка и близка к требованиям при производстве полупроводников – применение химически чистого исходного материала, выполнение требований по чистоте и т. д. Основные операции при изготовлении – перемешивание и измельчение компонентов, формовка ( прессование) и обжиг. Микроструктура варисторов включает в себя кристаллы оксида цинка (полупроводник n – типа) и междукристаллической прослойки ( полупроводник p – типа). Таким образом, варисторы на основе оксида цинка ZnO являются системой последовательно – параллельно включённых p – n переходов. Эти p – n переходы и определяют нелинейные свойства варисторов, то есть нелинейную зависимость величины тока, протекающего через варистор, от приложенного к нему напряжения.

В настоящее время варисторы для ограничителей изготовляются как цилиндрические диски диаметром 28 – 150 мм, высотой 5 – 60 мм (рис 1). На торцевой части дисков методом металлизации наносятся алюминиевые электроды толщиной 0.05-0.30 мм. Боковые поверхности диска покрывают глифталевой эмалью, что повышает пропускную способность при импульсах тока с крутым фронтом.

Рис. 1. Нелинейный резистор – варистор

Диаметр варистора ( точнее — площадь поперечного сечения ) определяет пропускную способность варистора по току, а его высота — параметры по напряжению.

При изготовлении ОПН то или иное количество варисторов соединяют последовательно в так называемую колонку. В зависимости от требуемых характеристик ОПН и его конструкции и имеющихся на предприятии варисторов ограничитель может состоять из одной колонки (состоящей даже из одного варистора) или из ряда колонок, соединённых между собой последовательно/ параллельно.

Для защиты электрооборудования от грозовых или коммутационных перенапряжений ОПН включается параллельно оборудованию (рис. 2 ).

Защитные свойства ОПН объясняются вольт–амперная характеристикой варистора.

Вольт – амперная характеристика конкретного варистора зависит от многих факторов, в том числе от технологии изготовления, рода напряжения — постоянного или переменного, частоты переменного напряжения, параметров импульсов тока, температуры и др.

Типовая вольт- амперная характеристика варистора с наибольшим длительно допустимым напряжением 0.4 кВ в линейном масштабе приведена на рис. 3.


Рис. 3. Вольт – амперная характеристика варистора

На вольт – амперной характеристике варистора можно выделить три характерных участка: 1) область малых токов; 2) средних токов и 3) больших токов. Область малых токов – это работа варистора под рабочим напряжением, не превышающим наибольшее допустимое рабочее напряжение. В данной области сопротивление варистора весьма значительно. В силу неидеальности варистора сопротивление хотя и велико, но не бесконечно. поэтому через варистор протекает ток, называемый током проводимости. Этот ток мал — десятые доли миллиамперметра.

При возникновении грозовых или коммутационных импульсов перенапряжений в сети варистор переходит в режим средних токов. На границе первой и второй областей происходит перегиб вольт – амперной характеристики, при этом сопротивление варистора резко уменьшается (до долей Ома). Через варистор кратковременно протекает импульс тока, который может достигать десятков тысяч ампер. Варистор поглощает энергию импульса перенапряжения, выделяя затем её в виде тепла, рассеивая в окружающее пространство. Импульс перенапряжения сети “ срезается” (рис. 4).

В третьей области ( больших токов) сопротивление варистора снова резко увеличивается. Эта область для варистора является аварийной.

Ограничители перенапряжения: назначение, устройство и принцип действия

В наше время практически в каждом доме имеется та или иная техника, причем не в единичном экземпляре. В особенности ее много в большинстве административных зданий, торговых центров и прочих заведений. Как всем известно, любое отклонение рабочего напряжения от нормы не идет на пользу электрооборудованию. В лучшем случае это приведет к ремонту, а в худшем — к полному выходу из строя. Поэтому с целью обеспечения защиты электрических приборов целесообразно использовать ограничители перенапряжения (ОПН). Жилые дома и административные здания в этом плане защищены при поддержке обслуживающих организаций. Владельцам же частной собственности приходится самостоятельно справляться с этой распространенной проблемой.

Причины перенапряжения

Причин, по которым происходит перенапряжение, может быть несколько. Прежде всего стоит отметить, что к электросети подключено немалое количество потребителей, включая объекты промышленного и строительного назначения. Казалось бы, какое это имеет значение? Но дело в том, что если, к примеру, тысяча человек одновременно включит приборы высокой мощности, к которым относятся чайники, СВЧ-печи, кондиционеры, стиральные машины и ряд некоторой техники, то случится скачок напряжения. Иногда по вечерам можно наблюдать такое явление, о чем сигнализируют лампочки. Однако при этом серьезной опасности для техники не существует. Совсем иначе обстоит дело, если на всем заводе или крупном строительном объекте сразу будут включены или отключены все приборы. В этом случае только ограничитель перенапряжений и спасает ситуацию. Такое может произойти, если электросеть сообщается с каким-нибудь крупным предприятием или строительством.

Среди прочих причин можно выделить:

  • резкое изменение нагрузки распределительной системы;
  • повреждения энергоустановок, вызывавших короткое замыкание;
  • человеческий фактор;
  • прохождение грозового разряда вблизи линии электропередачи (ЛЭП);
  • удар молнии непосредственно в ЛЭП.

При этом импульсы могут достигать значения около 10 кВ по воздушным линиям. Во внутренней проводке домов оно равняется обычно примерно 6 кВ. А так как большинство электроприборов устойчиво к значению не более 1,5 кВ, поэтому установка таких защитных устройств просто необходима.

Назначение ОПН

Ограничители перенапряжения предназначены для защиты электроприборов и оборудования от воздействия высоковольтных импульсов напряжения. Благодаря простоте конструкции и надежности, они нашли широкое применение в области энергоснабжения. Данные устройства защиты пришли на смену устаревшим, весьма громоздким вентильным разрядникам. В отличие от предшественников, принцип действия ограничителя заключается не в использовании искровых промежутков. В качестве главного рабочего элемента в ОПН используются нелинейные резисторы, выполненные из материала, основу которого составляет окись цинка.

Конструкция ОПН

Конструктивно ограничители перенапряжения 10 КВ состоят из колонки варисторов, спрятанной под изоляционной оболочкой. При этом, исходя из необходимых характеристик и конструкции устройства, таких колонок может быть несколько. В качестве оболочки обычно выступает стеклопластиковая труба, которая способна воспринимать практически любой вид механической нагрузки, тем самым обеспечивая необходимую прочность устройству. На эту трубу путем бесшовного прессования помещена трекингостойкая кремнийорганическая резина, которая образует внешнюю защитную оболочку с ребрами. Колонку варисторов с двух сторон поджимают два вывода в виде фланцев, которые ввернуты в трубу с двух сторон. Для их изготовления используется электротехнический алюминий, стойкий к коррозии. Чтобы ограничители перенапряжения ОПНП хорошо выполняли свою задачу, они хорошо герметизированы. Осуществляется это надежным соединением фланцев, а также заполнением внутренней полости трубы желеподобным кремнийорганическим (силиконовым) каучуком. На случай внутреннего пробоя в трубе ограничителя предусмотрены отверстия, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и закрытые защитной оболочкой. Это позволяет сбросить внутреннее давление устройства без разрушения на части.

Принцип работы

Работа ограничителя основывается на вольт-амперной характеристике нелинейного характера. То есть, если на устройство поступает большое напряжение, то происходит падение электрического сопротивления практически до нулевого значения. В итоге высоковольтный импульс номиналом в несколько киловольт направляется прямиком в заземляющую цепь. Время, которое затрачивается на падение сопротивления, а затем на восстановление до исходного значения ничтожно малое. Благодаря этому ограничитель перенапряжения ОПН способен выдерживать не один скачок напряжения, а целую серию высоковольтных импульсов.

Ограничители перенапряжения ОПН-110 У1

Ограничитель перенапряжений ОПН-110 применяется в сетях класса напряжения 110 кВ для защиты электрооборудования от перенапряжений и предотвращения пробоя изоляции. Ограничитель перенапряжений ОПН-110 устанавливается параллельно защищаемому электрооборудованию.

Принцип действия ограничителя перенапряжений ОПН-110 основан на нелинейности ВАХ. При возникновении в линии перенапряжения (атмосферного или коммутационного) сопротивление ограничителя резко падает и импульсный ток перенапряжения, идя по пути наименьшего сопротивления, проходит через него. При этом напряжение на ограничителе не поднимается выше заданного уровня, не создавая на оборудовании опасных скачков перенапряжений.

После прохождения импульса тока перенапряжения первоначальное состояние ограничителя полностью восстанавливается и сопротивление опять возрастает.

При номинальном напряжении в сети через ограничитель перенапряжений будет протекать небольшой ток проводимости (порядка десятых долей мА). При разрушении варистора и потери нелинейных свойств этот ток начинает возрастать. Поэтому контроль состояния ограничителя можно осуществлять за счёт измерения тока проводимости. Для этого используются измерительные приборы – регистраторы срабатываний. Регистраторы Вы также можете приобрести у Северной Торговой Компании.

После прохождения импульса тока перенапряжения первоначальное состояние ограничителя полностью восстанавливается и сопротивление опять возрастает.

Ограничитель перенапряжения ОПН-110 заключён в полимерный корпус, надёжно защищающий ограничитель от проникновения влаги.

Покупка ограничителей перенапряжения ОПН-110

Ограничители перенапряжения
нелинейные ОПН-110

Цена указана с учетом НДС:

ОПНп-110/56 УХЛ1 —17751,00 грн
ОПНп-110/60 УХЛ1 —17751,00 грн
ОПНп-110/73 УХЛ1 —19053,00 грн
ОПНп-110/78 УХЛ1 —20361,00 грн
ОПНп-110/86 УХЛ1 —21924,00 грн

Доставка:
Продукцию отгружаем с понедельника по пятницу транспортными компаниями: Ночной экспресс, Новая Почта, Ин-тайм, Деливери, CAT, Автолюкс

Заказать продукцию:
поставщик: ООО «Северная торговая компания»
тел: 067-64-63-882, 095-408-41-39, 0462-65-15-44
e-mail: info@ooo-stk.org, Skype: elena-promservis

Основные сведения об ограничителях перенапряжения ОПН-110

Класс напряжения сети, кВ:110
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (Uнр), кВ56/60/73/78/86
Упаковка:картонный ящик
Масса ограничителя:17,5 кг
Габаритные размеры ограничителя ОПН-110:158мм х 1238мм
Гарантийный срок:5 лет с момента ввода в эксплуатацию

Примечание:
1. При номинальном напряжении в сети через ограничитель перенапряжений будет протекать небольшой ток проводимости (порядка десятых долей мА). При разрушении варистора и потери нелинейных свойств этот ток начинает возрастать. Поэтому контроль состояния ограничителя можно осуществлять за счёт измерения тока проводимости. Для этого используются измерительные приборы – регистраторы срабатываний. Регистраторы Вы также можете приобрести у Северной Торговой Компании.
2. К ограничителю перенапряжений ОПН-110 прилагается паспорт и руководство по эксплуатации (по требованию заказчика).

Назначение ограничителей перенапряжения ОПН-110

Ограничители перенапряжений ОПН-110 – это современные аппараты, пришедшие на смену разрядникам, предназначенные для защиты электрооборудования станций и сетей на напряжение 110 кВ переменного тока промышленной частоты 50 Гц от коммутационных и грозовых перенапряжений. Исполняются в полимерных корпусах. В отличие от предшественников, ОПН-110 срабатывает значительно быстрее, т.к. исключает из своего состава искровые промежутки.

Читать еще:  9 советов по освещению ванной комнаты: дизайн, выбор светильников

Условное обозначение ограничителей перенапряжения ОПН-110

О — ограничитель;
П — перенапряжений;
Н — нелинейный;
п — полимерный корпус;
110 – класс напряжения сети, кВ;
UHP (56; 60; 73; 78; 86) – наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, кВ;
10 – номинальный разрядный ток, кА;
400(1);550(2) – ток пропускной способности, А;
IV – степень загрязнения по ГОСТ 9920;
УХЛ1 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150;

Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение — это наибольшее действующее значение напряжения промышленной частоты, которое может быть направлено на ОПН на протяжении всего срока его эксплуатации, и не вызывает его повреждения или термическую неустойчивость при нормированных воздействиях.

Номинальный разрядный ток — это ток по которому классифицируется защитный уровень ОПН в грозовом режиме при импульсе 8/20 мкс.

Ток проводимости (ток пропускной способности) — это ток, текущий через ОПН под влиянием напряжения, приложенного к зажимам ОПН в условиях эксплуатации. Этот ток состоит из активной и емкостной составляющих и его величина составляет несколько сот микроампер, По этому току в эксплуатации производится оценка качества работы ОПН.

Также при выборе ОПН немаловажными характеристиками являются:

Номинальное напряжение — это нормативный параметр согласно МЭК99-4, определяющий значение переменного напряжения, которое ОПН должен выдерживать в течение 10 секунд при рабочих испытаниях.

Устойчивость ОПН к медленно изменяющемуся напряжению — это способность ОПН выдерживать повышенный уровень напряжения промышленной частоты без разрушения в течение заданного времени. По этому значению напряжения производится настройка защитного отключения ОПН по истечению заданного времени.

Устройство и принцип действия

Ограничитель ОПН-110 подсоединен к сети на протяжении всего срока эксплуатации, в следствии этого через его варисторы постоянно протекает ток. Ограничитель ОПН-110 находится в рабочем состоянии до тех пор, пока под влиянием рабочего напряжения и импульсов перенапряжений активная часть тока не превзойдет критического значения, при котором нарушается тепловое равновесие аппарата. Защита изоляции высоковольтного оборудование распределительных устройств достигается поглощением ОПН-110 энергии из сети, припятствуя повышению перенапряжения.

Основными элементами конструкции ОПН-110 наружного использования помимо одного или нескольких столбов варисторов являются: колонки варисторов; изолирующий корпус с ребрами, который придает конструкции необходимую электрическую прочность; фланцы корпуса с узлами герметичности и взрывоопасности на них и наружный тероидальный экран с экранодержателями . Экран действует обеспечивая выравнивание распределения напряжения по варисторам, а также ограничение стримерной короны и необходимую электрическую прочность воздушной изоляции.

В данное время для изготовления корпусов ОПН-110 стали внедрять полимерные материалы (например стеклопластик) для цилиндров с силиконовыми ребристыми покрытиями. При использовании полимерных корпусов существенно снижается масса ОПН-110 , упрощается решение задач, связанных со взрывоопасностью, теплоотводом и надежностью работы ограничителей при условиях сильно загрязненной окружающей среды.

Согласно нашему менталитету, хорошего должно быть много, но эти желания и привычки явно идут вразрез с приобретенными возможностями ОПН-110 в полимерном корпусе. Ведь именно малая масса ограничителей ОПН-110 при применении корпусов из полимерных материалов дает возможность эксплуатировать их в качестве подвесных изоляторов.

Условия эксплуатации

  • в условиях открытого воздуха или внутри помещений при температуре от -60 до +50 С.
  • высота установки над уровнем моря до 1000м.
  • относительная влажность воздуха при температуре плюс 25 С до 100%.
  • толщина корки льда до 20 мм.
  • скорость ветра при гололеде не более 15 м/с.
  • скорость ветра без гололеда не более 40 м/с.

Покупка ограничителей перенапряжения ОПН-110 в Украине

Прощупав почву по поводу наличия необходимого количества ОПН-110 на складе в Чернигове, Вы можете оставить свою заявку менеджеру по продажам, используя для этого следующие контактные данные:

Заказ продукции

Информацию по заявке Вы можете сообщить менеджеру по продажам на:

  • электронной почты: info@ooo-stk.org;
  • тел./факса: 0462-65-15-44;
  • моб.тел.: 067-64-63-882.

Дабы не вышло сумятицы, в заявке обязательно укажите:

  • Необходимое количество ОПН-110;
  • Точную маркировку ограничителя ОПН-110;
  • Ваши контактные данные:
    • — контактное лицо;
    • — телефон (факс, мобильный);
    • — электронный адрес.
  • Транспортную компанию для отправки продукции.

Получив заявку, менеджер компании, проявив невиданную и неслыханную скорость, оформит для Вас счет.

2. Оплата:

При наличии товара на складе, Вы с легкостью можете оплатить по счету. Для оформления документов мы ждем от Вас: доверенность и свидетельство плательщика НДС (если Вы им являетесь). После чего наша компания не разводя демагогии, осуществит отгрузку товара.

Если Вы по каким-либо причинам не смогли оплатить по счету на протяжении 5 рабочих дней, уточните актуальность цены.

3. Отгрузка:

Доставка ограничителей ОПН-110 происходит после 100 %-ной предоплаты по счету. Отгружаем продукцию в Киев, Одессу, Николаев, не забывая при этом и о небольших городках. По Украине пользуемся услугами таких перевозчиков: Ночной экспресс, Новая почта, Автолюкс, Ин-тайм и др.

Наши ограничители ОПН-110 не только в Украине

Наша компания работает не только на территории Украины.
Наши интересы в Беларуси представляет компания — ООО «АЛИТАС электро»
Республика Казахстан тоже высоко оценила качество нашей продукции и удобство работы с нами. ООО «220 VOLT» — наш дилер в Казахстане.

Что такое ограничитель перенапряжения и как он работает?

Одним из наиболее опасных аварийных режимов в электрических сетях является импульсный скачек напряжения при атмосферных разрядах, перехлесте линий или коммутационных операциях. Эта величина значительно опережает нарастание импульсного тока и воздействует на изоляцию электрооборудования и других устройств, поэтому классические автоматы и другие защиты, реагирующие на изменение номинального тока, против нее не эффективны.

Значение перенапряжения может в разы превышать номинальную рабочую величину, поэтому такое явление подвергает опасности все оборудование и элементы сети. Для предотвращения значительных убытков и последующих затрат на восстановление в электроустановках используются ограничители перенапряжения (ОПН).

Устройство и принцип действия

Конструктивно ограничитель перенапряжения включает в себя полупроводниковый элемент с нелинейной величиной сопротивления. Как правило, в роли таких элементов выступают вилитовые диски, изготовленные на основе оксидов цинка с включением в из состав тех или иных примесей. Снаружи диски закрываются защитной рубашкой, а на концах имеют электрические выводы, один из которых подводится к защищаемой электрической сети, а второй заземляется. Пример частного варианта устройства ограничителя перенапряжения представлен на рисунке 1 ниже:

Рисунок 1: устройство ограничителя перенапряжения

Работа ОПН схожа с обычным варистором, отличительной особенностью ограничителя являются некоторые различия с характеристикой варистора в части проводимости и скорости нарастания. Принцип действия ограничителя перенапряжения заключается в его нелинейной вольт-амперной характеристике (ВАХ). Это означает, что при номинальном напряжении сопротивление варисторов достаточно большое и ток через них не протекает – его сопротивление изоляции соизмеримо с изоляцией кабелей, изоляторов и электрических приборов.

В рабочем режиме при возникновении грозовых разрядов или других высоковольтных импульсов сопротивление нелинейных резисторов внутри ограничителя резко снижается. Как правило, эта величина приближается к нулю или несоизмеримо меньше сопротивления сети и всех подключенных к ней приборов. Поэтому при коммутационных или грозовых перенапряжениях ток разряда протекает только через ограничитель перенапряжения на землю, чем и обеспечивается защита электрооборудования.

Пределы срабатывания ограничителя перенапряжений на разряды молний или другие импульсные перенапряжения определяются его ВАХ.

Рис. 2: вольтамперная характеристика ОПН

Как видите из рисунка 2, при работе ограничителя перенапряжения до 600В, протекающий через него ток будет равен нулю. Как только это значение пересечет отметку в 600В, сопротивление резко уменьшиться и протекающий ток увеличиться до сотен и тысяч ампер.

Здесь кривая характеристики представлена тремя участками:

  • 1 – область нулевых или сверхмалых токов;
  • 2 – область средних токовых нагрузок;
  • 3 – область максимального тока.

Применение

Ограничитель перенапряжения применяется для предотвращения нарастания перенапряжения на электрическом оборудовании с последующим переводом импульса разряда на землю.

Рис. 3: пример использования ОПН

Широкое применение нелинейных ограничителей распространено в линиях электропередач, где они выступают в роли молниезащиты, а сами провода являются молниеприемниками. В промышленных целях ограничители перенапряжения используются для защиты различных электрических аппаратов и персонала, к примеру, на тяговых и трансформаторных подстанциях, распределительных устройствах и т.д. В бытовых устройствах ОПН применяются для установки в электрических щитках на вводе в здание или для защиты какого-либо ценного оборудования.

Виды ОПН

В связи с большим спектром решаемых задач ограничители перенапряжения подразделяются на несколько видов, которые отличаются по таким параметрам:

  • Класс напряжения – рабочая величина, на которую рассчитан ограничитель, разделяется на устройства до 1кВ и выше, как правило, номинал напряжения соответствует стандартному значению электрических параметров сети (6, 10, 35 кВ).
  • Материал рубашки – определяет тип изоляции наружного слоя, наиболее часто используются фарфоровые или полимерные модели.
  • Класс защищенности – определяет возможность установки или на открытой части, или только внутри помещения.
  • Количеству элементов или фаз – число ограничителей перенапряжения зависит от числа защищаемых фаз и величины питающего их напряжения.

Так для каждой из фаз в электроустановке может устанавливаться отдельная колонка или одна для всех. Также следует отметить, что в электроустановках на 110 кВ и более ОПН для одной фазы может собираться из нескольких однотипных элементов, к примеру, из трех на 35 кВ.

В зависимости от причин возникновения перенапряжения в сети устройство защиты должно выстраиваться в соответствии с требованиями стандартов:

  • ГОСТ Р 50571.18-2000 – от возможных перенапряжений в низковольтных сетях при замыканиях по высокой стороне.
  • ГОСТ Р 50571.19-2000 – от скачков, образованных воздействием молнии и возникающих в результате переключения электроустановок.
  • ГОСТ Р 50571.20-2000 – от перенапряжений генерируемых электромагнитными воздействиями.

Комбинация нескольких видов позволяет выстраивать многофункциональные или ступенчатые ограничители.

Фарфоровые

Достаточно распространенным вариантом являются ограничители коммутационных перенапряжений с фарфоровым корпусом. Такие модели отличаются своими эксплуатационными параметрами, так как керамика невосприимчива к воздействию солнечной радиации, а находящийся внутри вентильный разрядник практически не зависит от температуры внешней среды.

Также весомым преимуществом этих ограничителей является большая механическая прочность на сжатие и разрыв, благодаря чему их можно использовать и в качестве опорной конструкции. Но фарфоровые ОПН характеризуются сравнительно большим весом, а также представляют значительную угрозу в случае разрыва, так как осколки фарфора поражают близлежащие здания и могут травмировать персонал.

Полимерные

С развитием химической отрасли и распространением полимеров в качестве диэлектриков они значительно вытеснили фарфоровые ограничители. Полимерные ОПН представляют собой устройства с рубашкой из каучука, винила, фторопласта или других подобных материалов.

Полимерные ограничители куда боле устойчивы к воздействию влаги, отличаются меньшим весом и большей взрывобезопасностью, так как в случае разрушения корпуса избыточным давлением внутри колонки, рубашка повреждается по линии разлома, но не разлетается острыми осколками. Значительным преимуществом полимерных моделей является их устойчивость к динамическим нагрузкам.

К недостаткам полимерных ОПН относится способность к накоплению пыли и прочих засорителей на поверхности диэлектрика, которые со временем приводят к повышению пропускной способности, увеличению тока утечки и пробою изоляции. Также полимеры боятся солнечной радиации и температурных колебаний в окружающей среде.

Одноколонковые

Такие ограничители перенапряжения представляют собой один конструктивный элемент с нелинейным сопротивлением. Число полупроводниковых дисков в них набирается в соответствии с категорией защищаемой электроустановки. В зависимости от количества и типа осаживающейся на поверхности пыли и засорителей, одноколонковые ОПН подразделяются по классам от II до IV согласно градуировке ГОСТ 9920.

Многоколонковые

В отличии от предыдущих устройств борьбы с коммутационными перенапряжениями, эти средства защиты высоковольтного оборудования имеют несколько колонок, модулей или блоков, объединяемых в одну систему. Данный вид ОПН характеризуется большей надежностью по отношению к защищаемым объектам, так как способен реагировать и на одиночные, и на дифференциальные перенапряжения.

Технические характеристики

При выборе конкретной модели ограничителя перенапряжения обязательно учитываются такие параметры устройства:

  • Время срабатывания – характеризует скорость открытия полупроводникового элемента ограничителя после нарастания напряжения.
  • Рабочее напряжение – определяет величину электрической энергии, которую ОПН может выдерживать без нарушения работоспособности в течении любого промежутка времени.
  • Номинальное повышенное напряжение – значение рабочей величины, которое ОПН способен выдерживать в течении 10 секунд, также нормируется совместно с остаточным напряжением, которое остается в сети.
  • Ток утечки – возникает как результат приложения напряжения к ограничителю перенапряжения и определяется его омическим сопротивлением или параметрами резисторов. В исправном состоянии этот параметр составляет сотые или тысячные доли ампер, перетекающие по рубашке и полупроводнику от источника к проводу заземления.
  • Разрядный ток – величина, образующаяся при импульсных скачках, в зависимости от источника перенапряжения разделяется на атмосферные, электромагнитные и коммутационные импульсы.
  • Устойчивость к току волны перенапряжения – определяет способность сохранять целостность всех элементов конструкции в аварийном режиме.
Читать еще:  Светодиодная лента для кухни — выбираем грамотно, монтируем быстро

Обслуживание и диагностика ОПН

В процессе эксплуатации ограничители перенапряжения не являются одноразовым элементом. Поэтому могут многократно производить операции перевода импульсного разряда на заземляющую шину автоматически. Из-за особенностей протекания и величины перенапряжения ОПН может утрачивать заводские параметры, снижать эффективность работы до полного выхода со строя. Для предотвращения подобных ситуаций они подвергаются периодической проверке в процессе эксплуатации, которая регламентируется п.2.8.7 ПТЭЭП. При этом проверяется:

  • Сопротивление – не менее раза в 6 лет, измеряется при помощи мегаомметра.
  • Ток проводимости – проверяется только при условии снижения предыдущего параметра.
  • Пробивное напряжение и герметичность проверяются только после заводского ремонта или при приемке в эксплуатацию на заводе. Самостоятельно электроснабжающими и эксплуатирующими организациями такие меры диагностики для ограничителей не производятся.
  • Тепловизионные измерения должны выполняться в соответствии с регламентом изготовителя или местными планово-предупредительными ремонтами.

Также в процессе эксплуатации может выполняться внешний осмотр устройства на наличие подгаров, сколов, загрязнения или других дефектов в изоляции.

Ограничитель перенапряжения ОПНп-110/73/10/500

Класс напряжения110 кВ
Допустимое напряжение73 кВ
Номинальный разрядный ток10 кА
Пропускная способность500 А
ЦенаОПНп-110/73/10/500по запросу

Ограничители перенапряжений нелинейные ОПНп-110/73/10/500 предназначены для защиты электрооборудования от коммутационных и атмосферных перенапряжений в сетях с изолированной или компенсированной нейтралью класса напряжения 110 кВ переменного тока частотой 50 Гц.

Конструктивно ограничители ОПН-п на 110 кВ выполнены в виде колонки варисторов в полимерном герметичном влагонепроницаемом корпусе, укрепленном металлическими фланцами. Ограничители комплектуются регистраторами срабатывания с измерением токов утечки и экранной арматурой.

Условия эксплуатации: районы с умеренным и холодным климатом УХЛ, категория размещения 1 по ГОСТ 15150-69, районы 2-5 степени загрязнения атмосферы по ПУЭ:2006, на высоте не более 1000 м над уровнем моря. Предельные значения температуры окружающей среды: от -60°C до +50°C.

Ограничители перенапряжений пожаро- и взрывобезопасны, максимальный выдерживаемый ток короткого замыкания – 40 кА. Выдерживают механическую нагрузку от тяжения проводов в горизонтальном направлении не менее 500 Н.

Ограничители перенапряжений прошли полный комплекс испытаний и соответствуют техническим условиям ТУ У 31.2-00130441-018:2008 и ТУ У 31.2-00130441-020:2008.

Подробные характеристики, расшифровка обозначения, размеры указаны ниже. Наша компания гарантирует качество и работу ограничителей ОПНп-110 в течение 2 лет с момента их приобретения. Это подкрепляется необходимыми документами по качеству.

Окончательная цена на ограничитель перенапряжения ОПНп-110/73/10/500 зависит от количества, сроков поставки, производителя, страны происхождения и формы оплаты.

Электрические (защитные) характеристики и параметры ОПНп-110/73/10/500:

Серия ограничителя перенапряженияОПНп-110/73/10/500, -01
Класс напряжения110 кВ
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение Uнро73 кВ
Номинальный разрядный ток10 кА
Номинальное напряжение ОПН Uн опн (Ur)92 кВ
Класс разряда линии2
Пропускная способность ОПН (2000 мкс)500 А
Удельная энергоемкость ОПН (два импульса)5,0 кДж/кВ(Uнро)
Максимальные остающиеся напряженияпри коммутационном импульсе тока 30/60 мкс с амплитудой500 А179,6 кВ
1000 А185,0 кВ
при грозовом импульсе тока 8/20 мкс с амплитудой5 кА220,9 кВ
10 кА234,2 кВ
Длина пути утечки, не менее275(382) см
Масса17(19,2) кг

Расшифровка маркировки (обозначения) ОПНп-110/73/10/500:

ОПНп110/73/10/500УХЛ1
ОПНпОграничитель Перенапряжений Нелинейный в полимерном корпусе.
110Класс напряжения сети, кВ.
73Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение Uнро, кВ.
10Номинальный разрядный ток, кА.
500Ток пропускной способности ОПН, А.
УХЛ1Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69:
УХЛ – умеренный холодный климат, 1 – для эксплуатации на открытом воздухе. В обозначении ОПН допускается не указывать климатическое исполнение и категорию размещения.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры ОПНп-110:

В комплект поставки может входить регистратор срабатывания. Для подключения регистратора срабатывания ограничители перенапряжений комплектуются изолирующим основанием (рис. «б») или изготавливаются с изолированным выводом (рис. «в»).

ОПНп на класс напряжения 110 кВ комплектуются электростатическим экраном.

Регистратор срабатывания ограничителей перенапряжения

Регистратор срабатывания ограничителя предназначен для регистрации числа срабатываний ограничителя перенапряжений, измерения и индикации тока утечки и проводимости. Регистратор выполнен в корпусе из нержавеющей стали.

Число срабатываний (коммутационных и грозовых перенапряжений) отображается на счётчике часового типа. Значение тока проводимости (утечки) отображается на миллиамперметре с диапазоном 0…3 мА.

Контроль и автоматическая индикация состояния ограничителя осуществляется с помощью двух светодиодов: при токе проводимости ≥0,15 мА светится первый светодиод, что говорит о нормальной работе, а при ≥1,5 мА загорается второй светодиод, что указывает на аварийное состояние ограничителя. Внешний вид, технические характеристики регистратора указаны ниже.

Серия регистратораJCQF2 10/800
Напряжение сети10. 330 кВ
Максимальное напряжение на приборном вводе регистратора при грозовом импульсе1,5 кВ
Выдерживаемый импульсный ток прямоугольной формы 2 мс800 А
Выдерживаемый ток импульса 4/10 мкс100 кА
Номинальный разрядный ток (грозовой импульс 8/20 мкс)10 кА
Диапазон измерения переменного тока проводимости0. 3 мА
Контролируемое число срабатываний регистратора0. 99
Масса1,3 кг
Габаритные размеры100x162x186 мм

Ограничители ОПНп применяются для защиты:

  • электрооборудования подстанций открытого и закрытого типа
  • воздушных линий электропередач
  • кабельных сетей
  • генераторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей сетей собственных нужд электростанций и промышленных предприятий
  • батарей статических конденсаторов и фазокомпенсирующих устройств
  • оборудования электроподвижного состава
  • контактной сети переменного и постоянного тока электрифицированных железных дорог
  • устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог
  • электрооборудования специализированных промышленных предприятий (химической, нефтяной, газовой и др. промышленности)

Ограничители перенапряжения относятся к современному типу защитных устройств. Конструктивно ограничители перенапряжения представляют собой нелинейное сопротивление – резистор или варистор – в герметизированном высокопрочном полимерном корпусе.

При возникновении перенапряжения сопротивление варисторов мгновенно уменьшается на несколько порядков (от МОм до десятков Ом), соответственно возрастает сила тока от миллиампер (при рабочем напряжения) до тысяч ампер (при воздействии перенапряжения). Таким образом происходит сброс импульсного перенапряжения.

Благодаря быстроте срабатывания, повышенной пропускной способности и резко нелинейной вольтамперной характеристики ограничители ОПНп позволяют реализовать низкий защитный уровень для всех видов перенапряжений. Это позволяет исключить из конструкции ограничителей искровые промежутки, характерные для традиционных вентильных разрядников типа РВО и РВС. Отсутствие искрового промежутка обеспечивает постоянное подключение ограничителей перенапряжений к защищаемому оборудованию.

ОПН 110 кв принцип работы

Ограничители перенапряжения ОПН-10 предназначены для применения на открытом воздухе в условиях умеренного и холодного климата при температуре от минус 60 до плюс 60 градусов С.
Преимущественной областью применения ограничителей типа ОПН являются распределительные сети с тяжелыми эксплуатационными условиями (кабельные сети, сети с вращающимися электрическими машинами и электродуговыми печами), с повышенными емкостными токами при однофазных коротких замыканиях на землю.

Условное обозначение ограничителей перенапряжения ОПН:

ОПН — ограничитель перенапряжения нелинейный;
п — буква, обозначающая материал покрышки ( полимер );
10 — класс напряжения сети в киловольтах;
12 — наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение в киловольтах;
10 — номинальный разрядный ток в кА;
1 — класс разряда линии;
IV — степень загрязнения по ГОСТ 9920;
УХЛ1 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150.

Ограничители перенапряжения ОПН-10 — устройство и принцип работы

Ограничители перенапряжения ОПН состоят из колонки варисторов, заключенных в покрышку. Покрышка представляет стеклопластиковую трубу на которую опрессована оболочка из трекингостойкой кремнийорганической резины. Колонка варисторов поджата с двух сторон алюминиевыми выводами, которые ввернуты внутрь трубы.
Защитное действие обусловлено тем, что при появлении опасного для изоляции перенапряжения, протекающий через варисторы ОПН импульсный ток не создает опасного для изоляции повышения напряжения.

Ограничители перенапряжения ОПНп (ОПН) применяются для защиты:

— электрооборудования подстанций открытого и закрытого типа;
— кабельных сетей;
— воздушных линий электропередач;
— генераторов, синхронных компенсаторов и электродвигателей сетей собственных нужд электростанций и промышленных предприятий;
— батарей статических конденсаторов и фазокомпенсирующих устройств;
— оборудования электроподвижного состава;
— контактной сети переменного и постоянного тока электрифицированных железных дорог;
— устройств электроснабжения электрифицированных железных дорог;
— электрооборудования специализированных промышленных предприятий (химической , нефтяной, газовой и др. промышленности).

Ограничители перенапряжения ОПНп (ОПН) предназначены для работы в сетях:

— общего назначения, работающих в режиме эффективного заземления нейтрали;
— распределительных, работающих в режиме с изолированной, компенсированной и резестивно заземленной нейтралью;
— генераторного напряжения;
— собственных нужд электростанций;
— распределительных промышленных предприятий, имеющих специфику производства.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОГРАНИЧИТЕЛЕЙ ОПН-10

Класс напряжения сети, кВ действ.

Наибольшее длительно допустимое рабочее
напряжение (Uнр), кВ действ.

Номинальное напряжение (Uн), кВ действ.

Номинальный разрядный ток, кА

Классификационное напряжение при амплитуде
активного тока 10−3 А (Uкл), кВдейств., не менее

Остающееся напряжение при коммутационном
импульсе тока 30/60 мкс, кВ, не более

— с амплитудой 150А

— с амплитудой 500А

Остающееся напряжение при грозовом импульсе
тока 8/20 мкс, кВ, не более

— с амплитудой 1000 А

— с амплитудой 5000 А

— с амплитудой 10000 А

— с амплитудой 20000 А

Остающееся напряжение при импульсе тока 1/10 мкс,
амплитудой 10 кА, кВ, не более

Удельная энергоемкость, кДж/кВ UНР (за одно воздействие )

Ток проводимости ограничителя не более, мА

Онлайн помощник домашнего мастера

Ограничитель перенапряжения (ОПН): применение в сетях, основные типы и советы по монтажу. Обзор самых эффективных методов защиты!

  • Оборудование

Первым делом, о чем задумывается человек при работе с электрооборудованием и сетями, так это о безопасной работе всей это системы без аварий и перебоев. Это относится и к простым домам и квартирам, и к целым промышленным комплексам. Везде нуждаются в стабильной и безопасной поставке электроэнергии до конечного потребителя.

Наибольшую опасность вызывают падение и рост напряжения в многократных пределах на короткой дистанции. На это влияют и классические грозы, от которых никто не убережет, а также процессы коммутации внутри электроустановки.

Импульсы могут быстро поломать любое дорогое оборудование, да и от возникновения пожара вы не будете застрахованы. Для избегания пиковых величин разработаны специализированные приборы – ограничители перенапряжения.

Краткое содержимое статьи:

Назначение

Сначала нужно разобраться, как работает ограничитель перенапряжения. Его главная черта – это предохранение электрических приборов от высоковольтных перегрузок, влияющих на напряжение. Энергетики решили отдать предпочтение именно этому виду устройств, так как они достаточно просты и надежны в применении.

Предшествующие образцы работали с промежутками искр. Здесь же уже в бой идут нелинейные резисторы. Они выполнены на основе, где главной составляющей является окись цинка.

Устройство

Если посмотреть на фото ограничителя от перенапряжения, то можно быстро разобраться даже на глаз во многих частях, из которых он состоит. Во главе угла тут варистор, который берет на себя роль переменного нелинейного резистора. Их в составе несколько штук. Все они размещаются в корпусе, которые выполнен из фарфоровой части и полимеров высокой прочности.

По конструкции ОПН создается таким образом, чтобы вся система была полностью безопасна от возгораний и взрывов. Особенно это характерно в моменты, когда происходит замыкание.

Очень многое в данном случае зависит от того, куда вы хотите поставить этот прибор. Из-за этого фактора подбираются виды ограничителей перенапряжения. Есть те, кто созданы для защитных функций на линиях электропередач и на оборудовании громоздких промышленных объектах.

На корпусе можно увидеть болт для контактов. Через него и подключаются к системе. Основание должно быть полностью защищено от любых контактов с поверхностью земли.

Если же говорим про приборы, используемые в квартирах, частных домах и дачах, то они компактны. Их главная функция – предохранение электрических устройств от пиковых показателей.

У них всегда есть удобные крепежные элементы, да и над дизайном уже стали неплохо работать, хотя обычно это элементы находятся далеко от человеческих глаз. Уже есть специальные пульты дистанционного управления и индикаторы, которые влияют на режимы работы.

Что входит в модульный ограничитель:

  • Корпус
  • Предохраняющая часть
  • Сменный варистор
  • Указывающий износ модуль варистора
  • Зажимные насечки
  • Принципы работы

Некоторые технические характеристики опн вам уже известны, а вот принципы их жизнедеятельности не совсем. Вольтамперные характеристики (ВАХ) действуют нелинейно у варисторов. Для их трудоспособности необходим материал с примесями окиси цинка и оксидами иных металлов.

Получается своеобразная колонка из цепи варисторов, которая работает как с параллельными, так и с последовательными подключениями p-n переходов. Это и обуславливает природу ВАХ резисторных ограничителей

Резистор находится в состоянии покоя, когда напряжение соответствует значениям по номиналу. В варисторах совсем незначительные величины, что объясняется характером емкости.

Если возникает какой-то импульс, который может в конечном итоге привести к поломке изоляционных свойств, то ОПН переносит серьезные колебания тока. Перенапряжения не происходит, а величина в электрооборудовании быстро снижается до безопасных величин.

Виды ОПН

Вы уже поняли, что конструкция бывает совершенно разных типов в зависимости от способов применения, но всё-таки со всеми устройствами так и не ознакомились. Как выбрать ограничитель перенапряжения для дома вы узнаете ниже, узнав в деталях все возможные видовые особенности.

Различаются ОПН по следующим характеристикам:

  • Изоляционный тип (полимерный или фарфорный)
  • Количество колонок
  • Величина стандартного напряжения
  • Установочное место прибора

Можно потом углубиться в конкретные особенности и отличия трехфазных и однофазных приборов. Есть к тому же и классификация, которая относится к месту установки – делятся на B, C и D. Но нам куда важнее разобраться с техническими свойствами.

Технические характеристики

Разобрать обозначение опн на схеме не так уж и сложно, а вот понять все более мелки детали потруднее. Вы должны определить максимально возможное напряжение, которое не помешает работать ОПН без ввода ограничительных значений по времени.

Надо узнать и напряжение по номиналу, которое способе выдерживать прибор в рабочем состоянии в течении десяти минут. Также понять необходимо значения тока во время действия значений по номиналу. Обычно, это незначительные цифры.

Разрядный ток по номиналу – это величина, которая будет определять условие работы опн во время грозы. Есть ещё и значение тока при сильных перенапряжениях в коммутации, а также вся пропускная способность. Самое важное, это устойчивая работа при коротком замыкании, не ведущая к перегреву проводов и оболочек защиты.

Конечно, есть в интернете инструкция как подключить опн своими руками, но лучше всё-таки доверять профессионалам, если не совсем уверены в своих силах. Защищать надо не только серьезные объекты с дорогостоящим оборудованием, но и дома, квартиры и даже летние домики. Это не только обезопасить электроприборы, но и обезопасит человека, когда он будет находиться внутри помещения днем и ночью.

Сейчас это вполне себе решаемый вопрос. От вас требуется только выбрать подходящую модель. Подключить все не так уж и сложно, если есть маломальский опыт в электромонтаже. Всё это пригодится, чтобы подобрать нужный вариант по цене и качеству для конкретного случая.

О необходимости контроля тока утечки ограничителей перенапряжений в эксплуатации

Шумилов М.Ю. канд. техн. наук

Нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН), пришедшие на смену устаревшим вентильным разрядникам, в настоящее время являются одним из основных средств пассивной защиты электроэнергетических установок в широком диапазоне от низких до сверхвысоких напряжений.

Массовое внедрение ОПН для защиты электроэнергетических установок началось более 20 лет назад, благодаря чему был накоплен большой опыт эксплуатации этих защитных аппаратов. ОПН зарекомендовали себя как исключительно эффективный инструмент для защиты от атмосферных и коммутационных перенапряжений, однако накопленный опыт эксплуатации ОПН показал, что ограничители перенапряжений также подвержены аварийному выходу из строя по ряду причин, связанных с недостатками конструкций некоторых ОПН, старением варисторов в ОПН, неудачным выбором ОПН для конкретных условий эксплуатации, а также в связи с нештатными экстремальными электрическими и механическими нагрузками.

ОПН, как и любое другое изделие, имеет в своем сроке службы три характерных периода (рис. 1.): приработка, нормальная эксплуатация и старение, износ.


Рис. 1. – Обобщенная диаграмма частоты отказов f(t) ОПН в эксплуатации.

На фотографии (рис.2) сделанной в 2011 г. на Углегорской ТЭС приведены последствия неудачного ввода в эксплуатацию (период приработки ОПН по графику на рис.1) полимерного ограничителя перенапряжений 110 кВ.


Рис.2. – Последствия взрыва ОПН-110 кВ на Углегорской ТЭС.

На бетонной свае осталось только фарфоровое изолирующее основание ограничителя перенапряжений. ОПН взорвался спустя несколько недель после ввода в эксплуатацию. В результате взрыва ОПН осколками были выведены из строя три трансформатора напряжения, расположенных в непосредственной близости. Причиной выхода из строя ОПН, сопровожденного взрывом был заводской брак – плохая герметизация полимерной защитной оболочки, что в результате проникновения влаги под полимерную оболочку привело к росту тока утечки ОПН и, далее внутреннему пробою. Из опыта эксплуатации, как ОПН, так и других аппаратов имеющих полимерную композиционную защитную оболочку известно, что проникновение влаги под оболочку редко происходит мгновенно. Это явление может развиваться на протяжении месяцев, но всегда сопровождается ростом тока проводимости через изоляцию. Выход из строя ОПН, связанный с потерей герметичности является одной из самых распространенных причин отказов ОПН в эксплуатации, а наиболее эффективным методом выявления разгерметизированных ОПН является периодический или непрерывный контроль тока утечки, протекающего через ОПН.

На рис. 3 приведен фото еще одного полимерного ограничителя перенапряжений, вышедшего из строя спустя несколько недель после ввода в эксплуатацию на одной из подстанций Донецкоблэнерго.


Рис.3 – Фото вышедшего из строя ОПНп-110 кВ на подстанции Донецкоблэнерго.

В данном случае выход из строя ОПН произошел также спустя несколько недель после ввода в эксплуатацию. При изготовлении данного ОПН был допущен производственный брак – неполное отверждение низкомолекулярного силиконового наполнителя, заполняющего полость между колонкой варисторов и несущей стеклопластиковой трубой. Вследствие протекания активного тока утечки через неотвержденный силиконовый наполнитель произошел сильный нагрев стеклопластиковой трубы с последующим ее размягчением, что привело к необратимой деформации корпуса ОПН. В данном случае аварийного отключения удалось избежать благодаря тому, что оперативный персонал своевременно заметил деформацию ОПН и его незамедлительно отключили и демонтировали. В данном случае также очевидно, что в случае своевременного контроля тока утечки, протекающего через ОПН было бы возможно намного раньше выявить неисправность и безопасно вывести дефектный ОПН из эксплуатации.

В настоящее время в Украине эксплуатируется еще большое количество ограничителей перенапряжений, изготовленных около 20 лет назад российскими предприятиями, главным образом в Санкт-Петербурге и Новосибирске. Согласно рис. 1 такой длительный срок эксплуатации ОПН соответствует третьему периоду – периоду старения, износа.

На рис. 4. Изображен ОПН-750 кВ в фарфоровом корпусе выведенный из эксплуатации в 2016 г. на Запорожской атомной станции.


Рис. 4. – ОПН-750 кВ изготовленный в 1999 г. «Корниловским фарфоровым заводом» был введен в эксплуатацию на Запорожской АЭС в 2000 г., выведен из эксплуатации в 2016 г.

На ЗАЭС ежегодно проводилось техническое обслуживание ОПН-750 согласно требований заводской инструкции по эксплуатации. Начиная с 2007 г. было обнаружено снижение сопротивления изоляции с 129 000 МОм до 23 700 МОм в июле 2007 г.

Одновременно наблюдался рост тока проводимости через ОПН под рабочим напряжением с 3,01 мА (50,17 % от максимально допустимого) в 2009 г. до 3,637 мА в 2016г. С 26.07.2016 г. до 12.08.2016 г. величина тока проводимости возросла до 3,983 мА (66,38 % от максимально допустимого). В связи с ростом тока проводимости с августе 2016 г. было принято решение о необходимости ежедневного тепловизионного контроля состояния ОПН.


Рис. 5. — Фото с помощью тепловизора “THV-489” зоны локального нагрева нижнего элемент ОПН-750 на ЗАЭС.

Таким образом была выявлена зона локального нагрева в нижней части нижнего элемента ОПН, температура которой на 2,8 ºС превышала температуру всего ОПН. 14.08.2016 г. ОПН-750 , зав № 79 был снят с эксплуатации.

Данный эпизод из опыта эксплуатации ограничителей перенапряжений свидетельствует о необходимости контроля тока утечки не только новых вводимых в эксплуатацию ОПН, но и ОПН находящихся в эксплуатации длительное время (более 10 лет).

Приборы для диагностики ограничителей перенапряжений в эксплуатации

В настоящее время в Украине на предприятии ООО «Славянский завод высоковольтных изоляторов» разработан современный диагностический прибор – беспроводный регистратор срабатывания ОПН с индикацией тока утечки «ОПН-Визор-II».

Регистратор «ОПН-Визор-II» предназначен для контроля и диагностики нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН) на классы напряжения 3 – 750 кВ, эксплуатирующихся на электростанциях, открытых распределительных устройствах среднего и высокого классов напряжения.

Регистратор «ОПН-Визор-II» позволяет удаленно (до 100 м от ОПН) контролировать полный ток утечки ограничителя перенапряжений, а также число защитных срабатываний ОПН.

Регистратор срабатывания ОПН «ОПН-Визор-II» представляет собой комплект из одного компактного автономного базового модуля (приемник сигналов) и нескольких беспроводных датчиков (до 100 шт.), устанавливаемых в разрыв заземляющего провода на контролируемых ОПН. Обмен информацией между базовым модулем «ОПН-Визор-II» и датчиками, установленными на ОПН осуществляется беспроводно по радиоканалу на расстоянии до 100 м.

Каждый датчик срабатывания ОПН с контролем тока утечки «ОПН-Визор-II» является полностью электронным прибором, не содержащим в конструкции подвижных частей, что положительно сказывается на продолжительности непрерывной работы датчика. Герметичный корпус датчика выполнен из прочного электроизоляционного пластика, устойчивого к воздействию окружающей среды.


Рис. 6. — Датчик регистратора срабатывания ОПН типа «ОПН-Визор-II»

Каждый датчик тока утечки и срабатывания ОПН «ОПН-Визор-II» является полностью автономным, не требующим обслуживания в эксплуатации. В отличие от импортных аналогов, которые в своей конструкции имеют элементы питания в виде литиевых батарей или солнечных элементов, датчики тока утечки и срабатывания ОПН «ОПН-Визор-II» не содержат элементов питания. Энергию для измерения и передачи информации датчики тока утечки ОПН «ОПН-Визор-II» берут от проходящего через них тока утечки ОПН. Такая схема работы позволяет продлить непрерывный срок службы датчиков «ОПН-Визор-II» без необходимости их технического обслуживания до нескольких десятков лет.

Базовый модуль регистратора срабатываний ОПН «ОПН-Визор-II» компактный, оснащен ярким многострочным цветным жидкокристаллическим дисплеем, на котором отображается информация от всех датчиков, находящихся в зоне радио доступности базового модуля (в радиусе 100 м). Базовый модуль регистратора может одновременно получать и отображать информацию от 20 и более датчиков. Базовый модуль имеет малые размеры, питается от аккумулятора, аналогичного аккумуляторам мобильного телефона. Зарядка аккумулятора базового модуля регистратора срабатываний ОПН «ОПН-Визор-II» осуществляется от любого стандартного зарядного устройства для мобильных телефонов с микро-USB коннектором.


Рис. 7. — Базовый модуль регистратора срабатывания ОПН типа «ОПН-Визор-II»

Основные преимущества регистратора срабатывания «ОПН-Визор-II»

1. Для контроля тока утечки и количества срабатываний не требуется визуальный контакт с датчиком «ОПН-Визор-II» установленном на ОПН. Данные передаются удаленно по радиоканалу.

2. Датчики регистратора не содержат батарей (гальванических или солнечных) и, следовательно, не требуют технического обслуживания для замены элементов питания.

3. Информацию о токах утечки и количестве срабатывания ОПН можно получить на расстоянии до 100 м.

4. Данные с опрошенных базовым модулем датчиков после обхода сохраняется в энергонезависимой памяти базового модуля.

5. Датчики и базовый модуль не требуют никакой предварительной настройки. Готовы к работе прямо «из коробки».

Технические характеристики регистратора срабатывания «ОПН-Визор-II»

Наименование параметраЗначение параметра
Напряжение сети, кВ3-750
Максимальное напряжение на приборном вводе регистратора при грозовом импульсе, кВ1,5
Выдерживаемый импульсный ток прямоугольной формы 2000 мкс, А800-2000
Номинальный разрядный ток (грозовой импульс 8/20 мкс), А10000
Диапазон измерений переменного тока проводимости, мА0÷10
Контролируемое число срабатываний регистратора0-999
Масса датчика, кг0,6
Масса базового модуля, кг0,6
Габаритные размеры датчика, мм240×165×75
Габаритные размеры базового модуля, мм190×110×60
Количество датчиков, которые могут работать одновременно с одним базовым модулемОт 1 до 100
Питание автономного датчикаБез батарей, питание током утечки ОПН
Периодичность обслуживания датчиковНеобслуживаемые

При значении полного тока проводимости ОПН от 0 до 1 мА строка с данными об этом ОПН отображается на экране зеленым цветом; при значении тока от 1 до 2 мА — желтым цветом; при токе выше 2 мА — красным цветом. Ограничители перенапряжений на классы 500 и 750 кВ имеют несколько большие нормированные токи утечки, для этих ОПН существует исполнение прибора «ОПН-Визор-II» рассчитанный на больший ток и увеличенные уставки токов утечки при индикации.


Рис. 8. — Схема монтажа датчика беспроводного регистратора срабатывания с индикацией тока проводимости ограничителей перенапряжений «ОПН-Визор-ІІ»


Рис. 9. — Экран базового модуля «ОПН-Визор-II»

После монтажа и подачи напряжения в течение 2-х минут датчики входят в нормальный рабочий режим и могут быть сразу опрошены базовым модулем. Никаких специальных настроек делать не требуется.

Опыт эксплуатации нелинейных ограничителей перенапряжений показывает, что несмотря на исключительно высокие защитные характеристики ОПН сами могут быть причиной аварийной ситуации, и требуют регулярной диагностики в эксплуатации для предотвращения аварий.

Использование современных безопасных регистраторов срабатывания ОПН с индикацией тока утечки и возможностью дистанционного снятия показаний для регулярного мониторинга тока утечки ограничителей перенапряжений в эксплуатации, особенно в период ввода в эксплуатацию ОПН и в период длительной эксплуатации (10 лет и более) позволит предотвратить аварийные ситуации и спланировать безопасный вывод из эксплуатации ограничителей перенапряжений эксплуатационные характеристики которых вышли за нормированные пределы.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector