Ограничители перенапряжений в Минске

Ограничители перенапряжений для воздушных ЛЭП и подстанционного оборудования

Ограничители перенапряжений (ОПН) ключевые элементы защиты изоляции электрооборудования от коммутационных и грозовых перенапряжений в сетях переменного тока. В отличие от традиционных вентильных разрядников, ОПН не имеют искровых промежутков и построены на основе нелинейных оксидно-цинковых варисторов (ZnO), что обеспечивает более глубокое ограничение перенапряжений и исключает сопровождающие токи промышленной частоты. Применяются в распределительных устройствах 635 кВ, на воздушных линиях электропередачи 110220 кВ, а также для защиты обмоток силовых трансформаторов, измерительных трансформаторов тока и напряжения, вакуумных выключателей и комплектных трансформаторных подстанций (КТП).

Конструктивные особенности и принцип действия

Активная часть ОПН представляет собой колонку из последовательно соединённых оксидно-цинковых варисторов, заключённых в герметичный корпус из полимерного материала (кремнийорганической резины) или фарфора. Полимерная изоляция обеспечивает высокую механическую прочность, стойкость к ультрафиолетовому излучению и трекингостойкость, что особенно важно при эксплуатации в условиях повышенной загрязнённости атмосферы. Внутренняя полость заполнена осушенным азотом или гелием, что исключает образование внутренних перекрытий при длительной эксплуатации.

Вольт-амперная характеристика варисторов обеспечивает высокое сопротивление при рабочем напряжении и резкое снижение сопротивления при возникновении импульса перенапряжения. После снятия импульса ОПН возвращается в исходное состояние, ограничивая ток проводимости до значений от 0,1 до 1,0 мА. Пропускная способность варисторов определяется классом разряда и варьируется от 5 до 20 кА для грозовых импульсов и от 400 до 2000 А для коммутационных.

Основные технические параметры

Выбор ограничителя перенапряжений осуществляется по номинальному напряжению сети, наибольшему длительно допустимому рабочему напряжению, остающемуся напряжению при нормированных импульсных токах и классу пропускной способности. Для сетей с эффективно заземлённой нейтралью применяются ОПН с более высоким коэффициентом заземления, для сетей с изолированной нейтралью с увеличенным запасом по рабочему напряжению.

Исполнения и области применения

Ограничители перенапряжений выпускаются в различных исполнениях для конкретных условий эксплуатации:

• ОПН для защиты линейной изоляции воздушных ЛЭП устанавливаются на траверсах опор параллельно изоляторам, снижают число отключений при грозовых перекрытиях;
• ОПН для защиты нейтрали силовых трансформаторов рассчитаны на длительное воздействие несимметричных режимов;
• ОПН для защиты электродвигателей и генераторов имеют пониженный уровень остающегося напряжения для защиты витковой изоляции;
• ОПН для распределительных сетей 635 кВ применяются в ячейках КРУ, КСО, на опорах линий и в КТП;
• ОПН с выносным искровым промежутком используются для защиты подстанционного оборудования с высоким уровнем изоляции.

Для сетей с изолированной нейтралью и компенсированной ёмкостной составляющей тока замыкания на землю применяются ОПН с увеличенным значением наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения, что исключает повреждение варисторов при феррорезонансных процессах и дуговых перемежающихся замыканиях. В сетях с эффективно заземлённой нейтралью 110 кВ и выше используются ОПН с усиленной герметизацией и повышенной механической стойкостью к ветровым и гололёдным нагрузкам.

Критерии выбора и условия монтажа

При подборе ОПН необходимо учитывать не только класс напряжения, но и уровень изоляции защищаемого оборудования, ток короткого замыкания в месте установки, а также требования по координации изоляции согласно ГОСТ Р 52725-2007. Для защиты оборудования с ослабленной изоляцией (электродвигатели, генераторы, кабельные линии) выбираются ОПН с пониженным остающимся напряжением, что обеспечивает коэффициент защиты от 1,4 до 1,6.

Монтаж ОПН выполняется на опорных конструкциях или непосредственно на оборудовании. Обязательным условием является наличие заземляющего спуска с минимальным сопротивлением заземлителя, а также соблюдение расстояний до токоведущих частей. Для контроля состояния ОПН в процессе эксплуатации применяются счётчики импульсов тока и устройства регистрации тока проводимости, позволяющие выявлять деградацию варисторов на ранней стадии.

Вопросы и ответы (FAQ)