Главная > Дополнительно > Ограничители перенапряжения нелинейные (опн)

Ограничители перенапряжения нелинейные (опн)

Содержание

1 Назначение и принцип действия ОПН
2 Выбор ОПН
3 Преимущества ограничителей ОПНп перед вентильными разрядниками и ОПН
4 Технические характеристики ОПН
5 Конструкция ОПН
6 Ограничители перенапряжений ОПН-0,38 (ОПН-0,4); ОПН-П-0,38 (ОПН-П-0,4) УХЛ1
- 6.1 Условия эксплуатации ОПН-П-0,38 (ОПН-П-0,4) УХЛ1
- 6.2 Конструкция и работа ограничителей перенапряжений
  - 6.2.1 Условное обозначение ОПН-П-0,38 УХЛ1
7 ОПН типа КР, РТ, РВ, РК
8 Характеристики ограничителя перенапряжений ОПНп-10/12/10/1-III УХЛ1(УХЛ2)
9 Ограничители перенапряжений нелинейные полимерные (ОПН):
10 Технические характеристики ограничителей перенапряжений ОПН-П-0,38
11 Общие характеристики ОПН 3, 6, 10 кВ

Назначение и принцип действия ОПН

Ограничители перенапряжения нелинейные (ОПН) – это широко распространенные в промышленности высоковольтные аппараты, применяемые в сетях среднего и высокого классов напряжения переменного тока. Нелинейные ограничители защищают изоляцию электрооборудования подстанции и электрических сетей от скачков коммутационных и атмосферных перенапряжений.

Ограничители предназначены для эксплуатации при температуре от – 60°С до + 45°С (для внутренней установки максимальная температура + 55°С) и до 1000 метров над уровнем моря.

Защитная функция ОПН состоит в том, что при номинальной работе электроустановки ток, ограничитель перенапряжения пропускает ничтожно малый – доли миллиампера. Если происходит импульсный скачек напряжения, сопротивление ограничителя мгновенно падает до единиц Ом, варисторы при этом переходят в проводящее состояние и ограничивают дальнейшее нарастание перенапряжения, преобразовывая энергию импульса в тепловую энергию, которая рассеивается в окружающую среду. Ограничитель возвращается вновь в непроводящее состояние после окончания волны перенапряжения. ОПН может эффективно ограничивать высокочастотные скачки перенапряжения за счет мгновенного перехода в проводящее состояние.

Рисунок 1 – График изменения напряжения на оборудовании и тока через ОПН при воздействии перенапряжений.

Выбор ОПН

Нелинейные искажения

При выборе ОПН для конкретного случая, необходимо применять официальные рекомендации международных стандартов или методические указания (МЭК 60099-5).Параметры ограничителя выбирают исходя из назначения, места установки, необходимого уровня ограничения перенапряжений, схемы сети и ее параметров (способа заземления нейтрали, максимального рабочего напряжения сети, степени компенсации емкостного тока на землю и его величины и т.д.).

По назначению ограничители применяют для защиты оборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений. Места для установки, а так же расстояния от защищаемого оборудования до ограничителей должны соответствовать требованиям «Правил устройства электроустановок», раздел 4 седьмое издание ПУЭ.

Преимущества ограничителей ОПНп перед вентильными разрядниками и ОПН

Постоянное подключение к защищаемому оборудованию
Высокий уровень ограничения всех видов перенапряжений
Безинерционное отслеживание перепадов напряжений
Малое время срабатывания ОПНп при перенапряжениях
Стабильность характеристик на протяжении всего срока службы
ОПНп не требуют обслуживания, не повреждаются при транспортировке и хранении
Высокая надежность при эксплуатации
Стойкость к атмосферным осадкам и загрязнениям
Малый вес и габаритные размеры

Высокая механическая прочность и малая масса ОПНп позволяет устанавливать их непосредственно на линиях электропередач, на выводах трансформаторов и электродвигателей, в ячейках КРУ, а также между фазами для глубокого ограничения межфазовых перенапряжений.

Технические характеристики ОПН

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

Таблица 1 – Технические характеристики ограничителей типа ОПН 6 – 10кВ (ОПН-КР/TEL–X/X УХЛ1(2)10/11.5)

Наименование параметров	6/6.0	6/6.9	10/10.5	10/11.5	10/12
Класс напряжения сети, кВ	6	6	10	10	10
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение Uнд; кВ	6.0	6.9	10.5	11.5	12.0
Номинальный разрядный ток 8/20 мкс, Iн; кА	10	10	10	10	10
Остаточное напряжение Uост; кВ; не более:
– при коммутационном импульсе тока
125 А 30/60мкс	14.3	16.2	24.8	26.9	29.7
250 А 30/60мкс	14.6	16.5	25.4	27.6	30.4
500 А 30/60мкс	15.0	17.5	26.1	28.3	31.3
– при грозовом импульсе тока
5000 А, 8/20мкс	17.7	20.0	30.7	33.3	36.9
10000 А, 8/20мкс	19.0	21.5	33.0	35.8	39.6
20000 А, 8/20мкс	21.2	24.0	36.7	39.9	44.1
при крутом импульсе тока 10000А, 1/10мкс	21.3	24.1	36.9	40.1	44.3
Емкостный ток проводимости Iс, мА, не более:
амплитуда	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
действующее значение	0.45	0.45	0.45	0.45	0.45
Удельная энергия ОПН, кДж/кВ Uнд, не менее	3.6	3.6	3.6	3.6	3.6
Максимальная амплитуда импульса тока 4/10мкс, кА	100	100	100	100	100
Взрывобезопасный ток при коротком замыкании Iкз, кА	16	16	16	16	16
Максимальное изгибающее усилие, Н	305	305	305	305	305

Характеристики ОПН представленные на рисунках 5 и 6 получены для ограничителей производителя TEL.Характеристика «напряжение-время» ограничителей 6 — 10кВ типа ОПН–КР при образовании квазистационарных перенапряжений показана на рисунке – 5.

Рисунок 5 – Характеристика «напряжение–время»: 1 – с предварительным нагружением 3.6 кДж/кВ Uнд; 2 — без предварительного нагружения энергией.

Таблица 2 – Технические характеристики ограничителей типа ОПН 35 – 110 – 220 кВ (ОПН/TEL–X/X–550 УХЛ1)

Наименование параметров	35/40.5	110/78	110/84	220/146	220/156	220/168
Класс напряжения сети, кВ	35	110	110	220	220	220
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение Uнд; кВ	40.5	78	84	146	156	168
Номинальный разрядный ток 8/20 мкс, Iн; кА	10	10	10	10	10	10
Остаточное напряжение Uост; кВ; не более:
– при коммутационном импульсе тока
125 А 30/60мкс	93	178	191	334	356	386
250 А 30/60мкс	98	188	202	352	376	404
500 А 30/60мкс	101	192	207	362	384	414
– при грозовом импульсе тока
5000 А, 8/20мкс	119	230	247	428	460	494
10000 А, 8/20мкс	130	250	269	468	500	538
20000 А, 8/20мкс	146	295	301	524	560	602
при крутом импульсе тока 10000А, 1/10мкс	153	295	317	552	590	634
Емкостный ток проводимости Iс, мА, не более:
амплитуда	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9	0.9
действующее значение	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7	0.7
Удельная энергия ОПН, кДж/кВ Uнд, не менее	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5
Максимальная амплитуда импульса тока 4/10мкс, кА	100	100	100	100	100	100
Взрывобезопасный ток при коротком замыкании Iкз, кА	30	30	30	30	30	30
Максимальное изгибающее усилие, Н	580	600	600	640	640	640

Характеристика «напряжение–время» ограничителей 35 – 220кВ типа ОПН–35,110,220 при образовании квазистационарных перенапряжений показана на рисунке – 6 .

Рисунок 6 – Характеристика «напряжение–время»: 1 — с предварительным рассеиванием энергии 5.5 кДж/кВ Uнд; 2 — без предварительного рассеивания энергии

Конструкция ОПН

Защита от перенапряжения в частных домах

Ограничители типов КР, РТ и РВ представляют собой высоковольтные аппараты, состоящие из последовательно соединенных варисторов, размещенных внутри изоляционного корпуса. Безопасное нахождение ОПН под напряжением обеспечивает высоко-нелинейная вольтамперная характеристика варисторов. При изготовлении ограничителей классов напряжения 3-10кВ, колонка резисторов находится между металлическими электродами и запрессовывается в оболочку из особого атмосфероустойчивого полимера.Ограничители типа РК состоят из блоков варисторов соединенных последовательно, находящихся внутри покрышки. Покрышка состоит из стеклопластикового цилиндра.

Ограничители перенапряжений ОПН-0,38 (ОПН-0,4); ОПН-П-0,38 (ОПН-П-0,4) УХЛ1

Ограничители ОПН-П-0,38 (ОПН-П-0,4) нелинейные с полимерной (пластмассовой) или фарфоровой ОПН-0,38 (ОПН-0,4) изоляцией предназначены для защиты от коммутационных и атмосферных перенапряжений изоляции электрооборудования подстанций и сетей на классы напряжения 0,38 кВ.

Ограничители перенапряжений устанавливаются в сетях переменного тока частотой 50 Гц с глухо заземленной нейтралью и включаются параллельно защищаемому объекту.

ОПН-П-0,38 УХЛ1 могут устанавливаться в тех местах электроустановок, где ранее предусматривалось применение разрядников РВН-0,5.

Условия эксплуатации ОПН-П-0,38 (ОПН-П-0,4) УХЛ1

ОПН-П-0,38 (ОПН-П-0,4) могут эксплуатироваться в условиях открытого воздуха или внутри помещений:

при температуре окружающей среды: от минус 60 до плюс 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 без гололеда не более 40 м/с.;
скорость ветра при гололеде не более 15м/с.

Конструкция и работа ограничителей перенапряжений

Конструктивно ограничители ОПН-П-0,38 выполнены в виде единичного нелинейного резистора сжатого пружиной, заключенных в полимерный (пластмассовый) корпус.

Условное обозначение ОПН-П-0,38 УХЛ1

В структуре условного обозначения ОПН-П принято:

О	— ограничитель;
П	— перенапряжения;
Н	— нелинейный;
П	— полимерная изоляция;
0,38	— класс напряжения сети, кВ;
УХЛ	— климатическое исполнение;
1	— категория размещения;

ОПН типа КР, РТ, РВ, РК

ОПН–КР предназначены для защиты электрооборудования в сетях от 6 до 10 кВ. Рекомендуются для защиты трансформаторов и двигателей.

ОПН-РТ рекомендованы для защиты ответственного электрооборудования в сетях от 3 до 10 кВ при частых воздействиях перенапряжений. Используются для защиты трансформаторов электродуговых печей, электрических генераторов и др.

ОПН-РВ рекомендуются для применения вместо вентильных разрядников серии РВО. Ограничители типа ОПН-РВ не требуют проведения предварительных расчетов, так как отстроены от перенапряжений при однофазных дуговых замыканиях.

ОПН-РК предназначены для эксплуатации в районах 1-3 степени загрязнения атмосферы, применяются в сетях 35-110 кВ. Разработаны специально для защиты изоляции нейтрали трансформаторов 110 кВ.

Характеристики ограничителя перенапряжений ОПНп-10/12/10/1-III УХЛ1(УХЛ2)

Наименование	Единица изм.	Значение
Класс напряжения сети	кВ	10
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, Uнр	кВдейств.	12
Напряжение на ограничителе кВ действ., допустимое в течение времени:
20	мин	13,3
10	сек	15,4
1	сек	16,9
0,15	сек	17,8
Номинальный разрядный ток (амплитуда грозового импульса тока 8/20 мкс), Iа	А	10000
Ток пропускной способности (значение амплитуды прямоугольного импульса тока длительностью 2000 мкс), Iа	А	450
Остающееся напряжение, кВ амп, не более, при грозовом импульсе тока 8/20 мкс с амплитудой:
5000	A	35,8
10000	A	38,4
20000	A	44,5
Остающееся напряжение, кВ амп, не более, при коммутационном импульсе тока 30/60 мкс с амплитудой:
150	A	29,0
500	A	30,9
Остающееся напряжение, кВ амп, не более, при крутом импульсе тока 1/10 мкс с амплитудой 10000 А	кВ	41,3
Совокупность воздействий, выдерживаемая ограничителем:
20 импульсов тока прямоугольной формы длительностью 2000 мс с амплитудой	А	450
20 импульсов тока 8/20 мкс с амплитудой	А	10000
2 импульса большого тока 4/10 мкс с амплитудой	кА	100
Классификационное напряжение при амплитуде активной составляющей классификационного тока 1 мА амп, не менее	кВ	21,1

Ограничители перенапряжений нелинейные полимерные (ОПН):

1. ОПН для сетей классов напряжения до 3 кВ

2. ОПН для сетей классов напряжения 3 кВ

3. ОПН для сетей классов напряжения 6 кВ

4. ОПН для сетей классов напряжения 10 кВ

5. ОПН для сетей классов напряжения 15 кВ

6. ОПН для сетей классов напряжения 20 кВ

7. ОПН для сетей классов напряжения 25 кВ

8. ОПН для сетей классов напряжения 35 кВ

9. ОПН для сетей классов напряжения 110 кВ

10. ОПН для сетей классов напряжения 150 кВ

11. ОПН для сетей классов напряжения 220 кВ

12. ОПН для сетей классов напряжения 330 кВ

13. ОПН для сетей классов напряжения 500 кВ

14. ОПН для сетей классов напряжения 750 кВ

Для просмотра каталожных листов, габаритных чертежей и сертификатов кликните на наименование типа ограничителя

№ п/п	Тип ограничителя	Класс напряж., кВ	Ток взр. безопасн(кА)	Класс проп. способности 2000 мкс (А)	Кат. по длине пути утечки	Высота, Н, мм	Масса, кг
		0,64	10	II (600)	—	170	3,7
2.		1,28	3,8
		3	20	I (400)	4	214	1,3
4.
5.
6.		2	184
7.		II (650)	4	214
8.
9.		2	184
10.		I (400)	2	142	1,12
11.		II (650)	1,22
		6	I (400)	4	260	1,7
13.
14.
15.
16.
17.
18.		1	230	1,3
19.
20.
21.		142	1,0
22.
23.
24.		6	20	II (650)	4	260	1,8
25.
26.
27.		1	230	1,3
28.
29.
30.		142	1,43
31.
32.
33.		65	4	275	6,5
34.		III (900)	7,0
35.		IV (1600)	340	13,8
		10	20	I (400)	4	305	2,2
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.		1	230	1,7
44.
45.
46.		188	1,6
47.
48.
49.		II (650)	4	305	2,2
50.
51.
52.		1	230	1,7
53.
54.		188	1,6
55.
56.
57.		40	4	320	7,5
58.		III (900)	8,0
59.		65	IV (1600)	370	15,6
		15	20	I (400)	4	448	4,3
61.		II (650)
62.
		20	I (400)	4	538	5,3
64.
65.		II (650)
	ОПН-25/15-10(I) УХЛ1	25	I (270)	2	390	3,5
67.	ОПН-25/30-10(II) УХЛ1	40	II (550)	3	665	25
68.	ОПН-25/30-10(II) УХЛ1 М	553	29,0
		35	20	I (400)	3	731	8,2
70.
71.		II (650)
72.
73.		65	710	16
74.		17
75.		18
76.		575	26,5
77.		27,5
78.		III (900)	28,5
79.
80.
81.		35	65	4	710	16
82.		17
83.		18
		110	65	II (650)	4	830	32
85.		32,5
86.		840	22
87.
88.		III (900)	830	35
89.		36
90.		840	25
91.
92.		II (650)	2	1115	36
93.		3	38
94.		4	39
95.		2	1160	25
96.		3	26
97.		4	27
98.		2	1115	36
99.		3	38
100.		4	39
101.		2	1160	25
102.		3	26
103.		4	27
104.		2	1115	36,5
105.		3	38,5
106.		4	39,5
107.		2	1160	25,5
108.		3	26,5
109.		4	27,5
110.		2	1115	37
111.		3	39
112.		4	40
113.		2	1160	26
114.		3	27
115.		4	28
116.		2	1115	37,5
117.		3	39
118.		4	40
119.		2	1160	26
120.		3	27
121.		4	28
122.		I (400)	2	1115	34,5
123.		4	37,0
124.		2	1160	25,0
125.		3	26,0
126.		4	27,0
127.		II (650)	2	1115	41,5
128.		3	43
130.		4	44
130.		2	1160	27
131.		3	28
132.		4	30
133.		III (900)	2	1115	40,5
134.		41,0
135.		41,5
136.		42,5
137.		44,0
138.		3	42,0
139.		42,5
140.		43,0
141.		43,5
142.		44,5
143.		4	43
144.		43,5
145.		44,0
146.		44,5
147.		46,0
148.		IV (1600)	2	52
149.		53
150.		54
151.		55
152.		53
153.		3	54
154.		55
155.		56
156.		57
157.		55
158.		4	55
159.		56
160.		57
161.		58
162.		56
		220	65	II (650)	2	2200	76,5
164.		77,0
165.		79,0
166.		3	80,0
167.		80,5
168.		82,5
169.		4	81,5
170.		82,5
171.		84,0
172.		66,0
173.		III (900)	2	83,0
174.		84,5
175.		90,0
176.		3	86,5
177.		88,0
178.		92,5
179.		4	88,5
180.		89,5
181.		95,5
182.		75,0
183.		IV (1600)	2	106
184.		108
185.		109
186.		3	108
187.		109
188.		110
189.		4	109
190.		110
191.		111
		150	65	II (650)	2	1660	64,5
193.		65,0
194.		66,0
195.		3	66,5
196.		67,0
197.		67,5
198.		4	67,5
199.		68,0
200.		68,5
201.		III (900)	2	71,0
202.		72,5
203.		75,0
204.		3	73,0
205.		74,5
206.		76,0
207.		4	73,5
208.		75,0
209.		77,0
		330	65	III (900)	2	3800	325
211.		326
212.		327
213.		3	330
214.		331
215.		332
216.		4	332
217.		333
218.		335
219.		IV (1600)	2	355
220.		356
221.		358
222.		3	361
223.		362
224.		363
225.		4	363
226.		364
227.		366
228.		V (2500)	2	3630	592
229.		594
230.		598
231.		3	607
232.		609
233.		613
234.		4	616
235.		618
236.		621
		500	65	IV (1600)	2	4850	446
238.		448
239.		450
240.		3	453
241.		455
242.		457
243.		4	456
244.		458
245.		460
246.		2	4740	703
247.		707
248.		713
249.		3	723
250.		727
251.		734
252.		4	734
253.		738
254.		745
255.		V (2500)	2	750
256.		758
257.		765
258.		3	771
259.		778
260.		786
261.		4	782
262.		789
263.		797
264.	ОПН-РП-500/318-20/1240(IV) 2 УХЛ1	IV (1240)	2	6680	1300
		750	65	V (1800)	2	6950	1076
266.		1082
267.		1092
268.		3	1094
269.		1100
270.		1110
271.		4	1111
272.		1116
273.		1126
274.		V (2500)	2	1149
275.		1160
276.		1172
277.		3	1167
278.		1178
279.		1190
280.		4	1183
281.		1194
282.		1206

Технические характеристики ограничителей перенапряжений ОПН-П-0,38

Параметр ограничителя	Единица измерения	ОПН-П-0,38 УХЛ1
Класс напряжения сети	кВ	0,38
Наибольшее рабочее напряжение (длительно действующее)	кВ	0,4
Номинальный разрядный ток	кА	2,5
Остающееся напряжение при импульсном токе 8/20 мкс	кВ
		1,4
		1,6
		1,7
Длина пути утечки внешней изоляции	см	8,0
Расчётный ток коммутационного перенапряжения на волне 30/60 мкс	А	125
Остающееся напряжение при расчётном токе коммутационного перенапряжения	кВ	1,3
Двадцатикратная токовая пропускная способность токовая пропускная способность
	А	125
	кА	3
Группа вибропрочности виброустойчивости по ГОСТ 17516.1-90		М6
Допустимое натяжение проводов, не менее	Н	10
Допустимый крутящий момент на выводе	Нм	2,5
Масса	кг	0,32
Срок службы	лет	25

Возможные модификации:

Общие характеристики ОПН 3, 6, 10 кВ

Наименование параметра	Норма для исполнения
ОПНп- 3/550/3,6-УХЛ1(2)	ОПНп-6/550/…УХЛ1(2)	ОПНп-10/550/…УХЛ1(2)
Класс напряжения сети, кВ	3	6	10
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ограничителя, кВ (действ.)	3,6	6,0	6,6	7,2	7,6	10,5	11,5	12	12,7
Номинальное напряжение ограничителя, кВ	4,50	7,50	8,25	9,00	9,50	13,1	14,4	15,0	15,9
Номинальный разрядный ток, кА	10
Остающееся напряжение при грозовых импульсах тока 8/20 мкс, кВ с амплитудой:
— 5000 А	10,6	17,7	19,5	21,3	22,5	31,0	34,0	35,5	37,5
— 10000 А	11,5	19,2	21,1	23,0	24,3	33,6	36,8	38,4	40,6
— 20000 А	13,0	21,6	23,8	25,9	27,4	37,8	41,4	43,2	45,8
Остающееся напряжение при коммутационных импульсах тока 30/60 мкс, кВ с амплитудой:
— 250 А	8,56	14,3	15,7	17,1	18,1	25,0	27,4	28,5	30,2
— 500 А	8,94	14,9	16,4	17,9	18,9	26,1	28,6	29,8	31,5
— 1000 А	9,50	15,8	17,4	19,0	20,0	27,7	30,3	31,7	33,5
Остающееся напряжение при быстронарастающих импульсах тока 1/10 мкс с максимальным значением 10000 А, кВ не более	11,8	19,7	21,7	23,7	25,0	34,5	37,8	39,4	41,7
Ток пропускной способности, А	550
Количество воздействий импульсов тока:
при прямоугольных импульсах тока 8/20 мкс с максимальным значением 550 А, не менее	20
при грозовых импульсах тока 8/20 мкс с максимальным значением 10000А, не менее
при импульсах большого тока 4/10 мкс с максимальным значением 100 кА, не менее	2
Классификационное напряжение ограничителя (при классификационном токе Iкл=2 мА), кВ не менее	4,54	7,56	8,32	9,07	9,58	13,2	14,5	15,1	16,0
Способность к рассеиванию нергии расчетного прямоугольного импульса 2000 мкс, кДж не менее	11,7	19,4	21,4	23,3	24,6	34,0	37,3	38,9	41,1
Удельная рассеиваемая энергия, кДж/кВ не менее	3,24

Оцените статью:

Оставить комментарий

Вы должны войти, чтобы оставить комментарий.

Подключиться: