УЗПН-15: устройства защиты от перенапряжений для сетей 15 кВ
УЗПН-15 — аппарат защиты от перенапряжений нелинейного типа на номинальное напряжение 15 кВ, предназначенный для ограничения коммутационных и грозовых импульсов в распределительных сетях среднего напряжения. Конструктивно устройство объединяет нелинейные оксидно-цинковые резисторы (варисторы) в герметичном полимерном корпусе с кремнийорганической изоляцией и встроенным блоком контроля. В отличие от вентильных разрядников серии РВО, УЗПН-15 не имеет искровых промежутков: ток ограничивается объёмным сопротивлением варисторов во всём диапазоне приложенного напряжения.
Аппараты типа УЗПН применяются в схемах с изолированной или компенсированной нейтралью, где длительное повышение напряжения промышленной частоты при однофазном замыкании на землю достигает 1,73 Uф. Именно поэтому выбор класса УЗПН-15 привязан к уровню длительно допустимого рабочего напряжения, а не только к номиналу сети.
Технические параметры УЗПН-15
| Параметр | Значение | Условия измерения | Единица | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| Класс напряжения | 15 | длительно | кВ | сеть с изолированной нейтралью |
| Номинальный разрядный ток | 10 | импульс 8/20 мкс | кА | классификационный параметр |
| Остающееся напряжение | 38,5 | при 10 кА, 8/20 мкс | кВ | защитный уровень |
| Ток проводимости | 0,6 | U = 15 кВ, 50 Гц | мА | активная составляющая |
| Пропускная способность | 100 | прямоугольный импульс 2 мс | А | термическая стойкость |
| Диапазон температур | –60…+50 | эксплуатация | C | УХЛ1 |
Конструкция и материалы
Активный элемент УЗПН-15 — набор последовательно-параллельных дисков ZnO-варисторов с нелинейностью вольт-амперной характеристики (коэффициент нелинейности 30 в рабочем диапазоне). Корпус выполняется методом прямой заливки варисторного столба кремнийорганической резиной либо заключением в стеклопластиковую трубу с ребрами. Герметизация исключает проникновение влаги и перекрытие по поверхности при увлажнении и загрязнении.
- Варисторный блок — оксид цинка с добавками оксидов висмута, сурьмы, кобальта.
- Изоляционный корпус — кремнийорганическая резина, трекингостойкость не ниже 4,5 кВ по МЭК 60587.
- Выводы — латунные шпильки с антикоррозионным покрытием.
- Блок контроля — термочувствительный индикатор или датчик тока проводимости.
- Крепёж — оцинкованная сталь, монтаж на траверсу или кронштейн.
Область применения
УЗПН-15 устанавливают в распределительных устройствах 15 кВ, на вводах воздушных и кабельных линий, в ячейках КРУ и КСО, на трансформаторных подстанциях 15/0,4 кВ. Аппарат защищает обмотки силовых трансформаторов, измерительные трансформаторы напряжения, кабельные муфты и коммутационное оборудование от грозовых перенапряжений и коммутационных импульсов при отключении вакуумных выключателей.
- Распределительные сети 15 кВ с изолированной нейтралью.
- Ячейки КСО и КРУ, комплектные подстанции КТП.
- Вводы воздушных линий и кабельных линий с изоляцией из сшитого полиэтилена.
- Защита трансформаторов напряжения НАМИ, НОМ, ЗНОМ.
- Схемы с вакуумными и элегазовыми выключателями.
Монтаж и эксплуатация
УЗПН-15 монтируется параллельно защищаемому объекту с минимальной длиной соединительных проводников — индуктивность подводящих шин снижает эффективность ограничения импульса. При установке в КРУ аппарат крепится на изоляционной траверсе, обеспечивая нормируемые расстояния до заземлённых частей. Периодичность осмотров — не реже одного раза в год, с измерением тока проводимости и проверкой целостности корпуса.
Вопросы и ответы
Чем УЗПН-15 отличается от разрядника РВО-10?
УЗПН-15 не содержит искровых промежутков, ограничивает перенапряжение во всём диапазоне токов и имеет существенно меньший уровень остающегося напряжения. Разрядник РВО-10 срабатывает только при пробое промежутка, что даёт более высокий защитный уровень и худшую вольт-секундную характеристику.
Можно ли применять УЗПН-15 в сети 10 кВ?
Да, аппарат класса 15 кВ работоспособен в сети 10 кВ, однако при этом снижается коэффициент использования по длительно допустимому рабочему напряжению. Для сетей 10 кВ с изолированной нейтралью обычно выбирают УЗПН-10 с меньшим остающимся напряжением.
Как проверяют исправность УЗПН-15?
Основной метод — измерение активной составляющей тока проводимости при рабочем напряжении. Рост тока относительно паспортного значения или срабатывание встроенного индикатора указывает на деградацию варисторов и необходимость замены аппарата.
Какой ресурс у УЗПН-15 по числу импульсов?
Ресурс определяется пропускной способностью варисторов и нормируется по числу импульсов заданной формы. При токе 10 кА (8/20 мкс) аппарат выдерживает серию разрядов без изменения характеристик; предельные режимы ограничены термической стойкостью при прямоугольном импульсе.
