Область применения и принцип работы ограничителей перенапряжения (ОПН)
- Подробности
- Опубликовано 28.03.2017 19:56
Область применения ограничителей напряжения
Ограничители перенапряжения (ОПН) - это высоковольтные аппараты, широко применяемые в промышленности. Область их применения распространяется на сети среднего и высокого классов напряжения переменного тока промышленной частоты. ОПН используются для защиты от повышенного сетевого и атмосферного напряжения
ОПН широко используются для защиты:
- двигателей
- трансформаторов
- подстанций подвижного состава
- компенсаторов напряжения
- различных электроустановок и электрических машин
ОПН для защиты трансформатора
Конструкция ограничителя перенапряжения
Основным элементом ОПН является варистор с нелинейным сопротивлением. При нормальном напряжении сопротивление варистора высокое, поэтому он не проводит электрический ток. В случае скачков напряжения варистор мгновенно переключается в проводящий режим, защищая электрооборудование от высокого напряжения. В конструкцию ОПН заложены одна или несколько последовательных/ парралельных цепочек варисторов.
Варисторы в основном состоят из окиси цинка в оболочке из глифталевой эмали для улучшения проводимости. В процессе изготовления в оксид цинка добавляют примеси других металлов образуя p-n переходы, которые обеспечивают нелинейность вольт-ампеной характеристики варистора.
Принцип действия ОПН
Защитная функция ограничителя перенапряжения состоит в том, что при нормальном напряжении, ограничитель перенапряжений опн пропускает минимальный ток в доли миллиампера. В случае возникновения импульсных скачков напряжения, ток через ограничитель резко возрастает, ограничивая тем самым максимальное напряжение, приложенное к электроустановке.
Принцип работы ОПН можно увидеть из вольт-амперной характеристики ограничителя.
На 1-м участке характеристики ОПН работает при нормальном напряжении, на 2-м участке ограничитель переходит в проводящее состояние при возрастании приложенного напряжения. 3-й участок является аварийным и характеризуется резким возрастанием сопротивление ОПН.
Виды ограничителей перенапряжения:
Для промышленного применения чаще всего используются два вида ОПН:
ОГРАНИЧИТЕЛИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НЕЛИНЕЙНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ (ОПНп)
В данных аппаратах колонки варисторов расположены в полимерном корпусе из высокомолекулярного каучука. К недостаткам ОПНп относят небольшую механическую прочность и влияние перепадов температур на сопротивление изоляции.
Преимущества полимерных ограничителей перенапряжения:
- Высокая взрывобезопасность
- Высокая герметичность
- Небольшой вес
- Простота монтажа
- Возможность работы в загрязненных условиях
- Хорошие разрядные характеристики
ОГРАНИЧИТЕЛИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ НЕЛИНЕЙНЫЕ ФАРФОРОВЫЕ (ОПН)
Фарфоровые ОПН состоят из колонки варисторов, прижатой к боковой поверхности стеклопластиковой трубы, внутри фарфоровой покрышки. Фарфоровые ОПН отлично переносят перепады температур и обладают прекрасными механическими харктеристиками. В последнее время фарфоровые ОПН стали заменять на полимерные из-за ряда недостатков.
Недостатки фарфоровых ограничителей перенапряжения:
- Высокая масса и габариты
- Взрывоопасность
- Низкая герметичность из-за низких эксплуатационных характеристик резиновых уплотнителей
- Худшие в сравнении с ОПНп тепловые характеристики