Устройства защиты от перенапряжений типа УЗПН УЗПН-15 в Минске


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

ПараметрЗначениеУсловия измеренияЕдиницаПримечание
Класс напряжения15длительнокВсеть с изолированной нейтралью
Номинальный разрядный ток10импульс 8/20 мкскАклассификационный параметр
Остающееся напряжение 38,5при 10 кА, 8/20 мкскВзащитный уровень
Ток проводимости 0,6U = 15 кВ, 50 ГцмАактивная составляющая
Пропускная способность 100прямоугольный импульс 2 мсАтермическая стойкость
Диапазон температур–60…+50эксплуатацияCУХЛ1

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.