Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего

электротехники и электроэнергетики
 
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННЫЕ АППАРАТЫ

Нелинейный ограничитель перенапряжений

(ОПН)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучить назначение, принцип действия нелинейного ограничителя перенапряжений (ОПН). Исследовать

характеристики ОПН и методы проведения испытаний ОПН

и коммутационных перенапряжений. Представляет собой последовательно соединенные металлооксидные варисторы без

каких либо искровых промежутков, заключенные в изоляционный корпус. Защитное действие ОПН объясняется высоконелинейной характеристикой варисторов, их сопротивлением от нескольких порядков МОм в закрытом состоянии и мА токами при рабочем напряжении до нескольких Ом в открытом состоянии и десятками тысяч ампер на волне перенапряжения.

значение напряжения переменного тока, которое может быть подведено к зажимам

ОПН без ограничения времени.
Номинальное напряжение - это нормативный параметр согласно МЭК99-4, определяющий значение переменного напряжения, которое ОПН должен выдерживать в течение 10 секунд при рабочих испытаниях.
Ток проводимости - 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.
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.
Номинальный разрядный ток - это ток по которому классифицируется защитный уровень ОПН в грозовом режиме при импульсе 8/20 мкс.
Расчетный ток коммутационного перенапряжения - это ток, по которому классифицируется защитный уровень при коммутационных пере напряжениях с параметрами импульса 30/60 мкс.
Предельный разрядный ток - это пиковое значение грозового разрядного тока формой 4/10 мкс, который применяется для проверки прочности ОПН в случае прямого удара молнии в месте его установки.
Токовая пропускная способность - это норматив ресурса ОПН за весь срок эксплуатации при наиболее неблагоприятных случаях ограничения как грозовых, так и коммутационных перенапряжений. Эквивалентом пропускной способности является класс разряда линии, который по МЭК99-4 имеет 5 классов.
Устойчивость к короткому замыканию в ОПН - это способность поврежденного ограничителя выдерживать без взрыва покрышки токи короткого замыкания сети в месте установки ОПН.

напряжение сети, кВ; Также на такие напряжения 0,2; 0,38; 3,

6, 10 и 20 кВ

40,5 – Максимальное расчетное рабочее напряжение сети в точке установки защитного аппарата кВ;

10 – Номинальным разрядный ток грозовых импульсов, кА;

2 – класс по пропускной способности (класс разряда линии, пропускная способность в режиме ограничения коммутационных токов), ;

УХЛ – климатическое исполнение;

1 – категория размещения по ГОСТ 15150 - 69.

от – 40 до +40 С;

максимальная солнечная радиация 1,1

кДж/м; 2

высота над уровнем моря не более 1000 м;

частота не менее 48 Гц, не более 52 Гц;

напряжение промышленной частоты, приложенное длительно между выводами ограничителя, не превышает его длительного рабочего напряжения;

механические воздействия не превосходят величин, оговоренных покупателем;

условия загрязнения соответствуют выбранной длине утечки.

воздействующих на ОПН, следует иметь ввиду, что в сетях до

35 кВ включительно с изолированной и резонансно – заземленной нейтралью при замыканиях на землю одной из фаз на двух здоровых фазах устанавливается линейное напряжение √3Uфм, где Uфм - максимальное фазное напряжение.

Напряжение на подстанциях в нормальном режиме не должно быть более , чем 1,2 U ном в сетях 3-20 кВ и 1,15 U ном – на подстанциях 35 кВ. Должно действовать напряжение не более:

Выбор ОПН

Для определения расчетной величины рабочего напряжения ограничителей, до 35 кВ включительно, необходимо знать величину максимального допустимого рабочего напряжения Uнр и зависимости

импульсная испытательная волна по ГОСТ 1516.3-96;
UНОМ – номинальное напряжение

трансформатора со стороны обмотки исследуемой сети или электрических машин.

проходная, многофидерная);
числа и количества защитных аппаратов;
типа и характеристик самих

защитных аппаратов;
типа защищаемых машин, конденсаторных батарей, силовых фильтров;
расстояния между защищаемым оборудованием и защищаемым аппаратом , местом установки ОПН (на подстанции, линии и др.)

Амплитуда импульсных токов через ограничители 0,5 – 35 кВ

например, между вводами силовых трансформаторов и землей;

параллельно электрооборудованию вдоль

передачи, например, параллельно токоограничивающим реакторам или заградителям высокочастотной связи;

между фазами электрооборудования и линий, например, между фазами распредустройства с уменьшенными относительно общепринятых междуфазными расстояниями.

секции, присоединения электродвигателей, силовых трансформаторов, батарей поперечной компенсации, синхронных компенсаторов,

фазокомпенсирующих устройств, дугогосящих реакторов);

на тепловых, гидравлических и атомных электростанциях;

на столбах, в комплектных подстанциях типа КТП и КТПН;

на линиях для защиты ослабленных мест (пересечения линий высокого напряжения между собой, пересечения линий ВН с линиями связи, с электрифицированной и не электрифицированной железной дорогой);

на высоких переходных опорах;

на разъединителях секционирования, вблизи кабельных вставок, на ослабленных (железобетонных и металлических) опорах линий, имеющих смешанные опоры и т.д.).