Разрядники: назначение, типы, принцип работы

Содержание

Техническое обслуживание и ремонт разрядников

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание и ремонт разрядников рассмотрим на примере разрядника РВП-10. Он состоит (рисунок 7) из многократных искровых промежутков и последовательных нелинейных резисторов (сопротивлений), помещенных в фарфоровый корпус. Единичный искровой промежуток состоит из двух фасонных латунных электродов 14, приклеенных к изоляционной миканитовой или картонной прокладке 15. Искровые промежутки в определенном количестве помещены в бакелитово-бумажный цилиндр, который не позволяет им смещаться друг относительно друга.

Резисторы набирают из вилитовых (вилит — запеченная смесь карборунда и жидкого стекла) дисков, плоскости которых металлизируют алюминием, а боковые поверхности покрывают изолирующей обмазкой.

Разрядник, как правило, находится все время во включенном положении

При осмотрах, особенно после грозы, и автоматических отключениях обращают внимание на целостность фарфоровых корпусов: они должны быть очищены от грязи и пыли и осмотрены. При наличии трещин на корпусе разрядник заменяют. Незначительные трещины эмалевого покрытия допускают дальнейшую эксплуатацию разрядника

Головки болтов и гайки должны быть окрашены, чтобы не было ржавых подтеков

Незначительные трещины эмалевого покрытия допускают дальнейшую эксплуатацию разрядника. Головки болтов и гайки должны быть окрашены, чтобы не было ржавых подтеков.

Ремонт

Наиболее характерные повреждения разрядников: сколы и трещины фарфорового корпуса, нарушения герметичности и крепления внутренних деталей разрядника, увеличенный ток утечки (более 10 мА) и низкое пробивное напряжение промышленной частоты (менее 26— 30,5 кВ).

Рисунок 7 – Вентильный разрядник РВП-10: а — общий вид, б — единичный искровой промежуток; 1 — металлический сегмент, 2 — озоностойкая резина, 3 — хомут, 4 — искровые промежутки, 5 — металлический колпак, 6 — болт для присоединения шин, 7 — спиральная пружина, 8 — изоляционный цилиндр, 9 — прокладка из фетра или войлока, 10 — резисторы, 11 — фарфоровый корпус, 12 — нижняя диафрагма, 13 — болт для заземления, 14 — латунный электрод, 15 — изоляционная прокладка из миканита или картона

Полная ревизия разрядника производится одновременно с проведением текущего или капитального ремонта всего оборудования подстанции

Разрядник отсоединяют от шин и осторожно в вертикальном положении переносят к месту проверки и профилактических испытаний. Легким покачиванием проверяют на слух плотность укладки внутренних деталей. Измеряют ток утечки и величину пробивного напряжения

При обнаружении неисправностей или отступления от норм электрических показателей разрядник заменяют новым, проверенным. Вскрытие разрядника с целью ремонта его деталей является сложной операцией, требует специального оборудования и опыта ремонтного персонала. Вскрытие разрядника возможно в чистом, сухом, теплом, светлом помещении. Замену отдельных деталей или изменение их взаимного расположения, а также ремонт их проводят в строгом соответствии с заводскими инструкциями

Измеряют ток утечки и величину пробивного напряжения. При обнаружении неисправностей или отступления от норм электрических показателей разрядник заменяют новым, проверенным. Вскрытие разрядника с целью ремонта его деталей является сложной операцией, требует специального оборудования и опыта ремонтного персонала. Вскрытие разрядника возможно в чистом, сухом, теплом, светлом помещении. Замену отдельных деталей или изменение их взаимного расположения, а также ремонт их проводят в строгом соответствии с заводскими инструкциями.

При ремонте трубчатых разрядников проверяют искровой промежуток, целостность деталей и в случае повреждений разрядник заменяют новым.

Выбор разрядников

Прежде всего, нужно определиться с классом прибора:

Класс A ― это устройства для защиты от прямого удара молнии в электросеть или в объект, расположенный рядом с ЛЭП. Устанавливаются снаружи, обычно в местах подключения кабеля к воздушной линии. Если есть молниеотвод, то устанавливаются в обязательном порядке. Надёжно справляются с импульсами 6 кВ.
Класс B ― эти приборы устанавливаются на вводах в здания при условии, что наружная защита уже имеется. Наиболее часто применяются в качестве первой линии защиты частных домов. Порог срабатывания составляет 4 кВ.
Класс C ― защита от остаточного перенапряжения величиной до 2,5 кВ. Как правило, устройства этого класса размещаются в распределительных щитах, но предпочтительней установка рядом с защищаемым электроприбором на расстоянии не более 5 м. Поскольку ток в заземляющем проводе молниеотвода создаёт импульс перенапряжения в проводах электропроводки, то при его наличии ограничитель следует располагать на минимально возможном расстоянии.
Класс D ― ограничители для оборудования чувствительного к импульсному перенапряжению. Их подключение желательно, если расстояние от устройства C до оборудования более 15 м. Их монтаж допустим, если уже имеется защита более высокого уровня, иначе они выйдут из строя при первом же импульсе выше 1,5 кВ.

В соответствии с указанным ранжиром создаются схемы селективной защиты. Самой популярной является схема B ― C , которая надёжно защищает от перенапряжения 1,5 ― 2,5 кВ. Для защиты дорогостоящей электронной аппаратуры сооружается защита от A до D включительно.

Выбор по параметрам

Выбирать конкретное защитное устройство, работающее на разрядниках или варисторах, нужно по следующим параметрам:

максимально допустимое рабочее напряжение, при котором устройство остаётся в исходном состоянии;
значение номинального напряжения указывает при каком перенапряжении в момент запуска оборудования ограничитель будет заблокирован на 10 секунд;
номинальный ток разряда, по величине которого определяется класс устройства;
величина пропускаемого тока показывает, какое перенапряжение может быть сброшено без выхода прибора из строя;
устойчивость к медленному увеличению напряжения показывает возможность пропускания прибором аномальных токов без критических последствий;
максимально допустимый ток, пропускаемый устройством;
устойчивость к коротким замыканиям, способных вывести ограничитель из строя, но не приводящих к взрыву корпуса.

Остальные значения, указанные в техническом паспорте нужны для проведения испытаний и наладки систем защиты на промышленных предприятиях. Поскольку создание системы защиты от перенапряжения дело ответственное, то если нет опыта лучше монтаж разрядников и заземления поручить специалистам.

Характеристики

Разрядные характеристики РДИП-10 обеспечивают то, что ни один из изоляторов всех трех фаз в данной схеме не перекрывается, поскольку каждый из них защищен разрядником, установленным электрически параллельно ему и расположенным либо непосредственно рядом с изолятором, либо на соседней опоре.

Популярные статьи Пьезоэлемент

При уровнях индуктированных перенапряжений, близких к импульсному напряжению срабатывания разрядника, возможно перекрытие разрядника лишь на одной опоре, приводящее к однофазному замыканию на землю. Ток замыкания при этом не превышает 10-20 А, и петлевой разрядник с общей длиной перекрытия 80 см гарантированно исключает возникновение силовой дуги.

Основные технические характеристики

Класс напряжения	10 кВ
Длина перекрытия по поверхности	78 см
Внешний искровой промежуток	2-4 см
Импульсное 50 %-ное разрядное напряжение, не более на положительной полярности на отрицательной полярности	110 кВ 90 кВ
Напряжение координации с изолятором ШФ10-Г *	300 кВ
Многократно выдерживаемое внутренней изоляцией импульсное напряжение, не менее	50 импульсов 300 кВ
Выдерживаемое напряжение промышленной частоты, не менее в сухом состоянии под дождём	42 кВ 28 кВ
Многократно выдерживаемый импульсный ток 8/20 мкс, не менее	20 импульсов 40 кА
Масса	2,3 кг
Срок службы, не менее	30 лет

Установка

Разрядник предназначен для защиты ВЛ 6, 10 кВ от индуктированных грозовых перенапряжений, которые составляют подавляющую долю от общего числа грозовых перенапряжений, способных приводить к перекрытиям изоляции.

Известно, что величина индуктированных перенапряжений не превосходит значения 300 кВ, и это позволяет при правильной организации молниезащиты исключить возможность одновременного перекрытия двух или трех фаз на одной опоре и, соответственно, междуфазных коротких замыканий. Для этого необходимо устанавливать по одному разряднику на опору с чередованием фаз, например, на первой опоре разрядник устанавливается на фазу А, на второй – на фазу В, на третьей – на фазу С и т. д.

При такой системе установки индуктированное на линии грозовое перенапряжение приводит к перекрытию разрядников на разных фазах соседних опор и образованию контура междуфазного замыкания сопровождающего тока напряжения промышленной частоты, в который включены сработавшие разрядники и сопротивления заземления опор, ограничивающие этот ток на уровне нескольких сотен ампер, способствуя его гашению и предотвращению отключения ВЛ.

РДИП1-10-IV-УХЛ1

РАЗРЯДНИК ДЛИННО-ИСКРОВОЙ ПЕТЛЕВОЙ МОДИФИЦИРОВАННЫЙ РДИП1-10-IV-УХЛ1

РДИП1-10 по характеристикам, принципу действия и назначению не отличается от разрядника РДИП-10-IV-УХЛ1, являясь лишь его конструктивной модификацией.

Конструктивное отличие РДИП1 от РДИП сводится к измененным форме изгиба петли, деталям узла крепления и способу обеспечения воздушного зазора между разрядником и проводом. Воздушный разрядный промежуток между электродом РДИП1 и проводом сохраняет установленные параметры независимо от геометрии провода в пролете и даже при проскальзывании провода в обвязке на изоляторе.

Название	Значение
Класс напряжения, кВ	6-10
Проводник	ВЛЗ (СИП)
Тип перенапряжения	Индуктированное
Габариты упаковки, см	71,5/55,0/43,0
Ед.изм.	шт
Количество в упаковке, шт.	10

В вентильном разряднике для гашения дуги используется нелинейное сопротивление

На протяжении многих десятилетий на электрических сетях широко используются вентильные разрядники. Они представляют собой последовательно соединенный газовый разрядник и нелинейное сопротивление. В нашей стране обычно используются сопротивления из вилита — композиционного материала на основе карбида кремния. Сопротивление вилитового резистора тем меньше, чем больше сила тока. Когда происходит импульсное перенапряжение и срабатывает разрядник, сила тока через резистор резко возрастает и его сопротивление снижается. Но когда импульс прошел и продолжается самоподдерживающийся дуговой разряд, сила тока падает, сопротивление резистора возрастает, что приводит к уменьшению напряжения на контактах разрядника. Таким способом гасится дуговой разряд. Вентильный разрядник выдерживает до 20 срабатываний.

Разновидностью вентильного разрядника является магнитовентильный, где для гашения дуги дополнительно используется магнитное поле.

Несколько выбивается из общего ряда трубчатый разрядник, который также относится к искровым. В нем камера не является герметичной и заполнена твердым веществом — поливинилхлоридом. «Земля» выполнена в виде трубки, другой электрод выполнен в виде стержня, коаксиально расположенного в этой трубе. При искровом разряде в толще поливинилхлорида вырабатывается газ, стремящийся выйти наружу. Течение газа осуществляет гашение дуги. Трубчатые разрядники выдерживают до 10 срабатываний. Их основное преимущество — дешевизна, но в остальном их характеристики находятся не на самом высоком уровне, поэтому такие разрядники постепенно заменяют твердотельными.

Чтение схем: разрядники и предохранители

Разрядники, как и предохранители, защищают электрооборудования от повреждений, которые могут возникнуть в результате короткого замыкания. Разрядники защищают изоляционное покрытие электроустановок от разрушения перенапряжениями, в одних случаях внешними, например, грозовыми, а в другом – внутренними, возникающими внутри самой установки (коммутационные перенапряжения). Основная же задача предохранителей заключается в отключении места, в котором возникло КЗ (короткое замыкание).

Предохранители. Ниже на рисунке проиллюстрированы обозначения предохранителей. № 1 – данное обозначение можно применять в любом случае. Бывают схемы, в которых предохранители обозначены через №№ 2-3 – инерционно-плавкие предохранители; №№ 4-5 -тугоплавкие предохранители; № 6 – быстродействующие предохранители.

Обычно, быстродействующие предохранители используются в выпрямительных установках для защиты полупроводниковых выпрямителей. В устройствах связи, по причине того, что линии длинные, а сечения проводников очень мало, значение тока КЗ очень ограничено. По этой причине в таких установках не применяются обычные предохранители, их заменяют термическими предохранительными катушками – № 7. Термические катушки используются также в устройствах сигнализации.

В современных установках, предохранители совмещают либо с выключателями, либо с разъемами.

Разрядники. Общее обозначение двухэлектродного искрового промежутка проиллюстрировано на рисунке под №8. Общее обозначение разрядников (не учитывая его тип) приведен под номером 11. Для указания типа применяются обозначения: № 9 – шаровой разрядник; № 10 – роговой; № 12 – трубчатый разрядник; № 13 – вентильный разрядник (данный указатель отменен, но его можно встретить на некоторых старых схемах); № 14 – вентильный разрядник; № 16 вакуумный разрядник, № 17 двухэлектродный ионный разрядник с газовым наполнителем. Газовое наполнение на схемах обозначается жирной точкой внутри изображения баллона.

Для предотвращения массового пробоя изоляции и поражения человека электричеством при нарушении изоляционного покрытия между обмотками высшего и низшего напряжения трансформатора, применяются пробивные предохранители № 15. Этот тип предохранителей подключают между нейтралью обмоток низшего напряжения и землей – если обмотка соединена в звезду. Если треугольник – то между одним из фазных проводов и землей.

Применение

В электрических сетях часто возникают импульсные всплески напряжения, вызванные коммутациями электроаппаратов, атмосферными разрядами или иными причинами. Несмотря на кратковременность такого перенапряжения, его может быть достаточно для пробоя изоляции или p-n переходов полупроводниковых приборов и, как следствие, короткого замыкания, приводящего к разрушительным последствиям. Для того, чтобы устранить вероятность короткого замыкания, можно применять более надёжную изоляцию и высоковольтные полупроводниковые приборы, но это приводит к значительному увеличению стоимости оборудования. В связи с этим в электрических сетях целесообразно применять разрядники.

https://youtube.com/watch?v=5UIw_7oo19Y

Виды разрядников

Воздушные (трубчатые) разрядники изготовляются в виде трубок из полимера, который при нагреве может выделять большое количество газа. На концах трубки закреплены электроды, расстояние между которыми определяет величину напряжения срабатывания. Во время пробоя материал трубки начинает выделять газ, который выходя через отверстие в корпусе, создаёт дутьё, гасящее электрическую дугу. Напряжение срабатывания превышает 1 кВ.

Газовые разновидности конструктивно аналогичны предыдущим моделям. Пробой осуществляется в герметичной трубке из керамики, содержащей инертный газ. Ионизация газа обеспечивает более быстрое срабатывание, а его давление надёжное гашение дуги. Порог срабатывания может быть от 60 вольт до 5 кВ. Для индикации превышения напряжения часто используется неоновая лампочка.

Вентильные устройства состоят из нескольких искровых промежутков, соединяемых последовательно, и сопротивления, составленного из вилитовых дисков (рабочий резистор). Между собой они соединяются последовательно. Поскольку характеристики вилита зависят от влажности, его помещают в герметичную оболочку.

Во время пробоя задачей резистора является понижение тока короткого замыкания до величины, успешно гасимой искровыми промежутками. Так как величина сопротивления вилита нелинейная ― она тем меньше, чем больше ток, то это даёт возможность пропускать значительный ток при малом падении напряжения. К преимуществам данных приборов нужно отнести срабатывание без шумовых и световых эффектов. Эти разрядники википедия характеризует устаревшими и уже не производящимися.

Магнитовентильные модификации собираются из ряда блоков, снабжённых магнитными искровыми промежутками, и равным им количеством дисков из вилита. Единичный блок состоит из ряда последовательно соединённых искровых промежутков и постоянного магнита, помещённых в корпус из фарфора. В момент пробоя возникшая дуга под воздействием магнитного поля образуемого кольцевым магнитом приобретает вращение, поэтому гасится быстрее, чем в вентильных устройствах.

В длинно-искровых устройствах используется явление скользящего разряда, обеспечивающего значительную протяжённость пути импульса по наружной стороне разрядного элемента. По длине разрядный элемент значительно превышает изолятор электролинии, но электрическая прочность его меньше, поэтому возможность возникновение дуги равна нулю. Этот вид используется на 3-ёхфазных линиях электропередачи. Они могут работать при температуре от — 60° C до + 50° C 30 лет.

В ограничителях перенапряжения нелинейных искровые промежутки отсутствуют. Вместо них используются последовательно соединённые окисно-цинковые варисторы. Их сопротивление тем меньше, чем больше сила тока, поэтому отведение импульса перенапряжения происходит очень быстро с моментальным возвратом в исходное положение. Для пропуска больших токов допускается параллельная установка нескольких ограничителей одной марки. Ограничитель устанавливается на весь срок службы защищаемого объекта.

Разрядники на воздушные линии электропередач

Воздушные линии электропередачи (ВЛ) состоят из проводов и вспомогательных устройств и имеют огромную протяженность — до нескольких тысяч километров. Линии электропередач уязвимы не только для прямого попадания молнии, но и для её электромагнитного импульса. Он может повреждать оборудование, которое находится на расстоянии до нескольких километров от точки удара. В течение грозового сезона примерно на каждые 30 км сети приходится один удар молнии. Даже если удаётся избежать негативных последствий короткого замыкания в виде пережога проводов ВЛ, прямое попадание молнии приводит к быстрому старению оборудования и экономическим потерям из-за отключений линии.

Мероприятия по защите от молнии для воздушных линий электропередач обходится в несколько раз дешевле, чем затраты на непосредственное устранение ущерба.

Установка разрядников на всем протяжении воздушных линий и на подходах к подстанциям и кабельным вставкам позволяет исключить перекрытия изоляции ВЛ и все негативные сопровождающие последствия как при индуктированных грозовых перенапряжениях, так и при прямом ударе молнии (ПУМ). ·

АО «НПО «Стример» уже более 20 лет ведёт разработку устройств молниезащиты, а ряд наших экспертов занимаются прикладной научной работой с 1959 года.

Наши решения:

одобрены научно-техническим советом РАО «ЕЭС России»;
прописаны в положении о технической политике ОАО «ФСК ЕЭС»;
рекомендованы к применению нормативной документацией ОАО «РЖД», ПАО «Россети», ПАО «Ленэнерго»;
предусмотрены в типовых проектах АО «НТЦ ФСК ЕЭС»;
сотни тысяч устройств эксплуатируются в таких крупных российских компаниях, как: ПАО «ФСК ЕЭС», ПАО «Газпром», ПАО «Газпром нефть», ОАО «РЖД», ПАО «Транснефть», ПАО «Россети», ПАО «Лукойл», ОАО «ТНК-ВР Холдинг», ПАО «НК «Роснефть» и др.

В энергосистеме России установлено более 1 800 000 единиц нашей продукции. Наиболее популярным и востребованным решением являются мультикамерные разрядники — инновационное средство молниезащиты ВЛ, не имеющее аналогов в мире.

Разработки АО НПО “Стример” повышают энергоэффективность и надежность линий электропередачи, направлены на сокращение расходов на эксплуатацию и ремонтных издержек.

Мы обеспечиваем:

отсутствие грозовых отключений ВЛ;
защиту подстанционного оборудования;
безопасность изоляторов;
защиту проводов от пережога.
промышленную безопасность;

Чтобы заказать разрядники на воздушные линии электропередач, узнать цены на молниезащиту для ВЛ и другую информацию, свяжитесь с нами по номеру +7 (812) 327 08 08 или напишите на электронную почту order@streamer.ru.

Общее устройство и принцип работы

Принцип работы разрядника довольно прост, как и его устройство. При возникновение перенапряжения на электродах разрядника значительно возрастает напряжение. Если это напряжение станет больше напряжение пробоя, которое прописано в характеристике устройства, то возникнет пробой.

Чтобы этого не произошло, в разряднике присутствует дугогасительное устройство. В зависимости от вида разрядника имеются различные виды дугогасительных устройств. Все разрядники подразделяются на несколько видов.

Предлагаем ознакомиться Как сажать помидоры семенами

Ниже представлены основные виды разрядников.

Высокочастотное оборудование защищается не только молниеотводами, но и с помощью высоковольтных разрядников. Каждый из них состоит из двух основных частей – электродов и устройства для гашения дуги.

После пробоя в действие вступает дугогасительное устройство. Под действием импульса повышается ионизация искрового промежутка, в результате чего пробивается фазное напряжение, действующее в нормальном режиме. Оно приводит к короткому замыканию и срабатыванию защитных устройств на этом участке. Основной задачей дугогасительного устройства как раз и является скорейшее устранение замыкания, до срабатывания средств защиты.

Широкое распространение получили конструкции газовых разрядников. В их состав входит коаксиальный элемент с незначительным разрядным промежутком, и патрон с выводом на землю. В промежутке между ними выполняется установка газоразрядного элемента в форме таблетки, заключенного в стеклянную или керамическую оболочку и оборудованного электродами с каждой стороны. Внутреннее пространство оболочки заполнено газом – аргоном или неоном.

В случае перенапряжения происходит срабатывание защиты: под действием высокой температуры в разряднике наступает резкое падение сопротивления. После этого образуется дуговой разряд с напряжением около 10 вольт. Каждый такой разрядник оборудуется собственным заземлением, в противном случае он будет бесполезен.

Газоразрядная трубка считается одноразовой деталью разрядника, требующая замены после каждого срабатывания.

Предлагаем ознакомиться Таблицы веса и роста бройлеров по дням (вес и рост цыпленка в месячном возрасте)

Конструкция и принцип действия

Вентильный разрядник РВМК-1150

Вентильный разрядник состоит из двух основных компонентов: многократного искрового промежутка (состоящего из нескольких однократных) и рабочего резистора (состоящего из последовательного набора вилитовых или тиритовых дисков). Многократный искровой промежуток последовательно соединен с рабочим резистором. В связи с тем, что вилит меняет характеристики при увлажнении, рабочий резистор герметично закрывается от внешней среды. Во время перенапряжения многократный искровой промежуток пробивается, задача рабочего резистора — снизить значение сопровождающего тока до величины, которая сможет быть успешно погашена искровыми промежутками. Вентиль обладает особенным свойством — его вольт-амперная характеристика нелинейна — падает с увеличением значения силы тока. Это свойство позволяет пропустить больший ток при меньшем падении напряжения. Благодаря этому свойству вилита вентильные разрядники и получили своё название. Среди прочих преимуществ вентильных разрядников следует отметить бесшумность срабатывания и отсутствие выбросов газа или пламени.

Вентильный разрядник РВС-10 и его характеристики

Разрядник типа РВС-10 (разрядник вентильный станционный на 10 кВ) показан на рисунке. Основными элементами являются вилитовые кольца 1, искровые промежутки 2 и рабочие резисторы 3. Эти элементы расположены внутри фарфорового кожуха 4, который с торцов имеет специальные фланцы 5 для крепления и присоединения разрядника.

Рабочие резисторы 3 изменяют свои характеристики при наличии влаги. Кроме того, влага, оседая на стенках и деталях внутри разрядника, ухудшает его изоляцию и создает возможность перекрытия. Для исключения проникновения влаги кожух разрядника герметизируется по торцам с помощью пластин 6 и уплотнительных прокладок из озоностойкой резины 7.

Работа разрядника происходит в следующем порядке.

При появлении перенапряжения пробиваются три последовательно включенных блока искровых промежутков 2. Импульс тока при этом через рабочие резисторы замыкается на землю. Возникший сопровождающий ток ограничивается рабочими резисторами, которые создают условия для гашения дуги сопровождающего тока.

Обслуживание и диагностика ОПН

В процессе эксплуатации ограничители перенапряжения не являются одноразовым элементом. Поэтому могут многократно производить операции перевода импульсного разряда на заземляющую шину автоматически. Из-за особенностей протекания и величины перенапряжения ОПН может утрачивать заводские параметры, снижать эффективность работы до полного выхода со строя. Для предотвращения подобных ситуаций они подвергаются периодической проверке в процессе эксплуатации, которая регламентируется п.2.8.7 ПТЭЭП. При этом проверяется:

Сопротивление – не менее раза в 6 лет, измеряется при помощи мегаомметра.
Ток проводимости – проверяется только при условии снижения предыдущего параметра.
Пробивное напряжение и герметичность проверяются только после заводского ремонта или при приемке в эксплуатацию на заводе. Самостоятельно электроснабжающими и эксплуатирующими организациями такие меры диагностики для ограничителей не производятся.
Тепловизионные измерения должны выполняться в соответствии с регламентом изготовителя или местными планово-предупредительными ремонтами.

Также в процессе эксплуатации может выполняться внешний осмотр устройства на наличие подгаров, сколов, загрязнения или других дефектов в изоляции.

Устройство и принцип действия

Конструктивно ограничитель перенапряжения включает в себя полупроводниковый элемент с нелинейной величиной сопротивления. Как правило, в роли таких элементов выступают вилитовые диски, изготовленные на основе оксидов цинка с включением в из состав тех или иных примесей. Снаружи диски закрываются защитной рубашкой, а на концах имеют электрические выводы, один из которых подводится к защищаемой электрической сети, а второй заземляется. Пример частного варианта устройства ограничителя перенапряжения представлен на рисунке 1 ниже:

Рисунок 1: устройство ограничителя перенапряжения

Работа ОПН схожа с обычным варистором, отличительной особенностью ограничителя являются некоторые различия с характеристикой варистора в части проводимости и скорости нарастания. Принцип действия ограничителя перенапряжения заключается в его нелинейной вольт-амперной характеристике (ВАХ). Это означает, что при номинальном напряжении сопротивление варисторов достаточно большое и ток через них не протекает – его сопротивление изоляции соизмеримо с изоляцией кабелей, изоляторов и электрических приборов.

В рабочем режиме при возникновении грозовых разрядов или других высоковольтных импульсов сопротивление нелинейных резисторов внутри ограничителя резко снижается. Как правило, эта величина приближается к нулю или несоизмеримо меньше сопротивления сети и всех подключенных к ней приборов. Поэтому при коммутационных или грозовых перенапряжениях ток разряда протекает только через ограничитель перенапряжения на землю, чем и обеспечивается защита электрооборудования.

Пределы срабатывания ограничителя перенапряжений на разряды молний или другие импульсные перенапряжения определяются его ВАХ.

Рис. 2: вольтамперная характеристика ОПН

Как видите из рисунка 2, при работе ограничителя перенапряжения до 600В, протекающий через него ток будет равен нулю. Как только это значение пересечет отметку в 600В, сопротивление резко уменьшиться и протекающий ток увеличиться до сотен и тысяч ампер.

Здесь кривая характеристики представлена тремя участками: