Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ОГРАНИЧИТЕЛИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ОПН ПОЛИМЕРНЫЕ (ОПН-П)

ОГРАНИЧИТЕЛИ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЯ ОПН ПОЛИМЕРНЫЕ (ОПН-П)

ОПН-6

ОПН-6 Расшифровка обозначения ограничителей перенапряжения
Заявка

ОПН-П-10

ОПН для сетей 10 кВ

ОПН-П-10

Расшифровка обозначения ограничителей перенапряжения:

ОПН-10 Расшифровка обозначения ограничителей перенапряжения

Номенклатура ограничителей перенапряжения для электроустановок напряжением 10 кВОсновные параметры
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ограничителя, кВНоминальное напряжение ограничителя, кВ, не менееТок пропускной способности, АНоминальный разрядный ток, кАРассеиваемая энергия, кДж/кВ, не менее
ОПН-П-10/10,5/5/300 УХЛ110,513,130052,0
ОПН-П-10/10,5/10/400 УХЛ110,513,1400102,6
ОПН-П-10/11,5/10/400 УХЛ111,514,4400102,6
ОПН-П-10/12/10/400 УХЛ112,015,0400102,6
ОПН-П-10/12,7/10/400 УХЛ112,715,9400102,6
ОПН-П-10/10,5/10/550 УХЛ110,513,1550103,0
ОПН-П-10/11,5/10/550 УХЛ111,514,4550103,0
ОПН-П-10/12/10/550 УХЛ112,015,0550103,0
ОПН-П-10/12,7/10/550 УХЛ112,715,9550103,0
ОПН-П-10/10,5/10/680 УХЛ110,513,2680103,6
ОПН-П-10/11,5/10/680 УХЛ111,514,5680103,6
ОПН-П-10/12/10/680 УХЛ112,015,1680103,6
ОПН-П-10/12,7/10/680 УХЛ112,716,0680103,6

ОПН-6

ОПН для сетей 20 кВ

ОПН-П-35

Расшифровка обозначения ограничителей перенапряжения:

ОПН-20 Расшифровка обозначения ограничителей перенапряжения

Номенклатура ограничителей перенапряжения для электроустановок напряжением 20 кВОсновные параметры
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ограничителя, кВНоминальное напряжение ограничителя, кВ, не менееТок пропускной способности, АНоминальный разрядный ток, кАРассеиваемая энергия, кДж/кВ, не менее
ОПН-П-20/18/5/300 УХЛ17,69,030052,0
ОПН-П-20/24/10/400 УХЛ17,69,5400102,6
ОПН-П-20/24/10/550 УХЛ16,07,5550103,0
ОПН-П-20/24/10/680 УХЛ16,68,3550103,0

ОПН-П-35

ОПН для сетей 35 кВ

ОПН-П-35

Расшифровка обозначения ограничителей перенапряжения:

ОПН-35 Расшифровка обозначения ограничителей перенапряжения

Номенклатура ограничителей перенапряжения для электроустановок напряжением 35 кВОсновные параметры
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение ограничителя, кВНоминальное напряжение ограничителя, кВ, не менееТок пропускной способности, АНоминальный разрядный ток, кАРассеиваемая энергия, кДж/кВ, не менее
ОПН-П-35/38/10/400 УХЛ138,047,5400102,6
ОПН-П-35/40,5/10/400 УХЛ140,550,6400102,6
ОПН-П-35/42/10/400 УХЛ142,052,5400102,6
ОПН-П-35/38/10/550 УХЛ138,047,5550103,0
ОПН-П-35/40,5/10/550 УХЛ140,550,6550103,0
ОПН-П-35/42/10/550 УХЛ142,052,5550103,0
ОПН-П-35/38/10/680 УХЛ138,046,6680103,6
ОПН-П-35/40,5/10/680 УХЛ140,551,0680103,6
ОПН-П-35/42/10/680 УХЛ142,052,9680103,6

О компании

Форэнерго Форэнерго

Предприятие «Энергия 21» работает на рынке с 1993 года и одной из первых в России начала производить полимерные изоляторы. Поэтому в компании накоплен самый большой опыт работы с электроизоляционными полимерами.

Освоение производства ограничителей перенапряжения является логичным применением опыта компании в связке с новыми научными знаниями, внесенными в коллектив молодыми специалистами в области электротехники, пополнившими кадровый состав предприятия в течение последних нескольких лет.

Проект производства ОПН на предприятии «Энергия 21» является своего рода продуктом интеграции и кооперации с рядом ведущих российских предприятий электротехнической отрасли России и зарубежья. Проект реализован чуть более чем за 2 года, в течение которых проведена колоссальная работа по изучению рынка ОПН, российского и зарубежного опыта их производства, техтребований электросетей и опыта их эксплуатации. Проведен огромный объем исследовательской и опытно-конструкторской работы. Разработаны производственные нормативы, проведена массу испытаний в самых современных испытательных центрах в России и за рубежом.

В результате на предприятии реализован полный производственный цикл по выпуску ограничителей перенапряжения. Практически все комплектующие для ОПН изготавливаются на предприятии.

Номенклатура ОПН предприятия «Энергия 21»

Номенклатура ограничителей перенапряжения ОПН предприятия «Энергия 21»

ОПН для сетей 6 кВ

ОПН-П-6/6,0/10/400 УХЛ1
ОПН-П-6/6,6/10/400 УХЛ1
ОПН-П-6/6,9/10/400 УХЛ1
ОПН-П-6/7,2/10/400 УХЛ1
ОПН-П-6/7,6/10/400 УХЛ1

ОПН-П-6/6,0/10/550 УХЛ1
ОПН-П-6/6,6/10/550 УХЛ1
ОПН-П-6/6,9/10/550 УХЛ1
ОПН-П-6/7,2/10/550 УХЛ1
ОПН-П-6/7,6/10/550 УХЛ1

ОПН-П-6/6,0/10/680 УХЛ1
ОПН-П-6/6,6/10/680 УХЛ1
ОПН-П-6/6,9/10/680 УХЛ1
ОПН-П-6/7,2/10/680 УХЛ1
ОПН-П-6/7,6/10/680 УХЛ1

ОПН для сетей 10 кВ

ОПН-П-10/10,5/10/400 УХЛ1
ОПН-П-10/11,5/10/400 УХЛ1
ОПН-П-10/12/10/400 УХЛ1
ОПН-П-10/12,7/10/400 УХЛ1

ОПН-П-10/10,5/10/550 УХЛ1
ОПН-П-10/11,5/10/550 УХЛ1
ОПН-П-10/12/10/550 УХЛ1
ОПН-П-10/12,7/10/550 УХЛ1

ОПН-П-10/10,5/10/680 УХЛ1
ОПН-П-10/11,5/10/680 УХЛ1
ОПН-П-10/12/10/680 УХЛ1
ОПН-П-10/12,7/10/680 УХЛ1

ОПН для сетей 15 кВ

ОПН-П-15/17,5/10/400 УХЛ1
ОПН-П-15/18/10/400 УХЛ1
ОПН-П-15/19/10/400 УХЛ1

ОПН-П-15/17,5/10/550 УХЛ1
ОПН-П-15/18/10/550 УХЛ1
ОПН-П-15/19/10/550 УХЛ1

ОПН-П-15/17,5/10/680 УХЛ1
ОПН-П-15/18/10/680 УХЛ1
ОПН-П-15/19/10/680 УХЛ1

ОПН для сетей 20 кВ

ОПН-П-20/24/10/400 УХЛ1
ОПН-П-20/24/10/550 УХЛ1

ОПН для сетей 35 кВ

ОПН-П-35/38/10/400 УХЛ1
ОПН-П-35/40,5/10/400 УХЛ1
ОПН-П-35/42/10/400 УХЛ1

ОПН-П-35/38/10/550 УХЛ1
ОПН-П-35/40,5/10/550 УХЛ1
ОПН-П-35/42/10/550 УХЛ1

ОПН-П-35/38/10/680 УХЛ1
ОПН-П-35/40,5/10/680 УХЛ1
ОПН-П-35/42/10/680 УХЛ1

ОПН для сетей 110 кВ

ОПН-П-110/73/10/550 УХЛ1
ОПН-П-110/77/10/550 УХЛ1
ОПН-П-110/84/10/550 УХЛ1
ОПН-П-110/88/10/550 УХЛ1

ОПН-П-110/73/10/680 УХЛ1
ОПН-П-110/77/10/680 УХЛ1
ОПН-П-110/84/10/680 УХЛ1
ОПН-П-110/88/10/680 УХЛ1

ОПН для сетей 150 кВ

ОПН-П-150/100/10/550 УХЛ1
ОПН-П-150/105/10/550 УХЛ1
ОПН-П-150/110/10/550 УХЛ1
ОПН-П-150/115/10/550 УХЛ1
ОПН-П-150/120/10/550 УХЛ1

ОПН-П-150/100/10/680 УХЛ1
ОПН-П-150/105/10/680 УХЛ1
ОПН-П-150/110/10/680 УХЛ1
ОПН-П-150/115/10/680 УХЛ1
ОПН-П-150/120/10/680 УХЛ1

ОПН для сетей 220 кВ

ОПН-П-220/154/10/550 УХЛ1
ОПН-П-220/157/10/550 УХЛ1
ОПН-П-220/163/10/550 УХЛ1
ОПН-П-220/176/10/550 УХЛ1

ОПН-П-220/154/10/680 УХЛ1
ОПН-П-220/157/10/680 УХЛ1
ОПН-П-220/163/10/680 УХЛ1
ОПН-П-220/176/10/680 УХЛ1

ОПН 3,3 кВ и 27,5 кВ для контактной сети жд

ОПН 27,5 кВ для сетей внешнего эл.снабжения жд

ОПН-П-27,5/30/10/400 УХЛ1
ОПН-П-27,5/30/10/550 УХЛ1
ОПН-П-27,5/30/10/680 УХЛ1

Контроль качества при производстве ОПН

Для обеспечения высокого качества продукции на предприятии «Энергия 21» создана одна из лучших испытательных лабораторий, позволяющая проводить весь цикл квалификационных, типовых и периодических испытаний ОПН, а также проводить обширные опытные и исследовательские работы.

При создании испытательной лаборатории учтен передовой опыт в области испытаний защиты от перенапряжения, использовано современное испытательное оборудование, имеющее аттестацию. Часть испытательных установок в лаборатории предприятия «Энергия 21» на сегодня являются единственными в России.

Читайте так же:
Переходник на бензопилу под болгарку цена

В лаборатории проводятся следующие испытания:

  • Электрические испытания параметров ОПН до 750 кВ;
  • Испытания импульсами токов до 100 кВ;
  • Измерение остающихся напряжений при срабатывании ОПН, в том числе — на полностью собранных ограничителях;
  • Измерение активных потерь ограничителей;
  • Механические и климатические испытания.

В лаборатории активно ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы для дальнейшего расширения ассортиментной линейки и при изготовлении ОПН на заказ с нестандартными параметрами.

Что такое УЗИП? Ограничители перенапряжения, разрядники и ОПН, воздушные, вентильные, модульные варианты

К устройствам защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) в соответствии с ГОСТ Р 51992-2011 относятся приборы, предназначенные для защиты электроустановок и электрических сетей от последствий перенапряжений, возникающих в переходных режимах, а также вследствие ударов молнии, про них и поговорим на СтабЭксперт.ру.

УЗИП предназначены для подключения к сетям переменного тока, имеющего частоту 50 – 60 Гц напряжением до 1000 вольт, а также к цепям постоянного тока напряжением до 1500 вольт.

Классификация устройств

Стандартом предусмотрена классификация устройств по следующим параметрам:

  • числу вводов;
  • по способу осуществления защитных функций;
  • по месту расположения;
  • по способу монтажа;
  • по набору защитных функций;
  • по степени защиты наружной оболочки;
  • по роду тока питания.

Так выглядят устройства для защиты от грозовых и коммутационных перенапряжений.

По признаку количества вводов приборы защиты делятся на одновводные, то есть, имеющие один ввод и двухвводные. Защита может осуществляться различными способами, существуют устройства коммутирующего типа, приборы, осуществляющие ограничение напряжения, а также аппараты комбинированного типа. Место установки защиты зависит от вида защищаемого оборудования. Установка может осуществляться как наружно, так и внутри помещений. Способ установки аппаратов может быть стационарным либо переносным. Виды защит, содержащиеся в приборе, могут составлять комбинации из схем различных типов:

  • защиты теплового типа;
  • защиты, реагирующей на появление токов утечки;
  • защиты от сверхтока.

Степень защиты по IP должна соответствовать условиям эксплуатации. Приборы могут питаться переменным или постоянным током.

Типы УЗИП

Основной принцип защиты сетей и электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений заключается в подключении заземляющего контура для принятия импульсного разряда и снижение волны перенапряжения. Осуществляется это двумя путями:

  • разрядом импульса перенапряжения через воздушный промежуток;
  • снижением уровня перенапряжения посредством применения нелинейного элемента.

Разрядники

Принцип работы разрядников основан на способности высокого напряжения пробивать воздушный промежуток. Напряжение пробоя промежутка зависит главным образом от величины воздушного зазора.

Воздушный разрядник

Конструкция воздушного разрядника очень проста. Величина воздушного зазора между фазным и заземляющим проводом выбирается таким образом, что он гарантированно не пробивается при рабочем напряжении, но в случае кратного увеличения этого значения происходит пробой. При этом образуется электрическая цепь через дуговой разряд между фазой и защитным заземлением. Импульс тока, уходящий в заземляющее устройство, снимает перенапряжение и защищает силовые цепи от повреждения.

Вентильный разрядник

Усовершенствованной моделью воздушного разрядника является разрядник вентильного типа. Конструкция вентильного разрядника включает в себя несколько компонентов:

  • искровой промежуток, разделённый на несколько воздушных зазоров;
  • резистора.

Рабочий резистор представляет собой набор последовательно соединённых между собой дисков, изготовленных из вилита или тирита. Свойства этих материалов таковы, что вольт-амперная характеристика рабочего сопротивления является нелинейной. Это свойство позволяет пропускать большие импульсные токи перенапряжений при малом падении напряжения на самом элементе. Благодаря нелинейности характеристики разрядник получил название вентильный. Срабатывание вентильных разрядников происходит практически бесшумно, кроме этого, не наблюдается такое обильное выделение газа и пламени как в случае с воздушным разрядником.

ОПН — ограничители перенапряжения

Ограничители перенапряжения являются следующим этапом эволюции устройств, защищающих от импульсных бросков напряжения. Данный прибор не содержит воздушных промежутков. Основным элементом устройства является варистор. Если быть более точным, набор варисторов. Для получения необходимых рабочих характеристик варисторы соединяются между собой в последовательные или параллельно – последовательные блоки.

Основу варистора составляет оксид цинка. В процессе изготовления варистора добавляются также оксиды других металлов. СтабЭксперт.ру напоминает, что в результате, готовое изделие представляет собой набор p–n переходов, соединённых параллельно и последовательно. Наличие данных полупроводниковых переходов определяет нелинейные свойства варистора. Варисторы заключены в фарфоровый или полимерный корпус ограничителя перенапряжения. Сопротивление варисторов ОПН очень велико в диапазоне рабочего напряжения. При возникновении импульсного броска напряжения, сопротивление ОПН резко падает, пропуская импульсный ток на землю.

Ограничители перенапряжения имеют некоторые конструктивные и функциональные различия. Классификация ОПН осуществляется по следующим признакам:

  • материалу изоляции;
  • конструкции устройств;
  • рабочему напряжению;
  • месту монтажа.

По поводу изоляции уже было сказано, применяется фарфор либо полимерная композиция. Конструктивно ограничители перенапряжения бывают одноколонковыми и многоколонковыми. ОПН выпускаются для каждого класса напряжения: 6-10 киловольт и выше. Монтируются ограничители перенапряжения в закрытых или открытых распределительных устройствах (ЗРУ, ОРУ).

Домашние модульные УЗИП для установки в распределительных устройствах 0,4 кВ

Для защиты внутридомовой электропроводки и бытовой техники от бросков напряжения, имеющих грозовую и переходную природу, многие производители электротехники выпускают компактные приборы модульного исполнения, которые удобно располагаются в распределительных шкафах.

Читайте так же:
Оборудование для вальцовки труб

АВДТ

Подобные УЗИП ставят на DIN-рейку.

Монтаж

Подключаются модульные УЗИП между фазным и защитным заземляющим проводом. Присоединение должно осуществляться после автоматического выключателя. При этом в момент возникновения перенапряжения и открывания варистора устройства, повышенный ток варистора протекает через выключатель, вызывая срабатывание защиты. Отключаясь, автоматический выключатель разрывает связь нагрузки с внешней сетью, являющейся источником повышенного напряжения.

Нелинейные ограничители перенапряжений

Наука и новые технологии Г. А. ГУСЕЙНОВ, Г. А. Евдокунин. Санкт-Петербургский государственный политехнический университет 4488

Большая часть повреждений высоковольтного электрооборудования связана с возникновением перенапряжений в электрических сетях грозового или коммутационного происхождения. Поэтому глубокое ограничение перенапряжений позволяет значительно повысить надежность работы электрооборудования. Применение нелинейных ограничителей перенапряжений (ОПН) на основе оксидно-цинковых варисторов (ОЦВ) обеспечивает особенно глубокое ограничение перенапряжений и, соответственно, значительно повышает надежность работы высоковольтного электрооборудования.

Широко освоенное в настоящее время производство нелинейных ограничителей перенапряжений в фарфоровых покрышках ограничивает область применения ОПН из‑за большой массы, трудностей создания в подвесном исполнении, взрывоопасности и, наконец, возможности повреждения фарфоровых покрышек при транспортировке, монтаже и в процессе эксплуатации.

Оксидно-цинковые ограничители в полимерных корпусах лишены этих недостатков. Значительно более легкие, взрывобезопасные, высокотехнологичные в производстве, ОПН в полимерных корпусах могут быть подвешены непосредственно на линиях, установлены на выводах трансформаторов и электродвигателей, в ячейках КРУ, а также между фазами для глубокого ограничения междуфазовых перенапряжений.

В последнее время наблюдается существенный прогресс в разработке новых конструкций ОПН. Прежде всего достигнута высокая стабильность характеристик основного элемента ОПН-ОЦВ, а также существенно увеличена (и доведена до 900‑1 100 А / см2 при грозовых импульсах) допустимая плотность тока через варисторы. Такие характеристики ОЦВ при высокой степени нелинейности их вольт-амперной характеристики обеспечивают возможность значительного уменьшения размеров и массы ОПН. Это, в свою очередь, дает возможность создания ОПН в одноколонковом исполнении практически на все классы напряжения.

Кроме того, при одноколонковом исполнении ОЦВ обеспечивается максимальная степень использования объема корпуса ОПН, что определяет значительное снижение их массы по сравнению с многоколонковыми конструкциями.

От модульных конструкций – к одноэлементным

Современный аппарат состоит из колонки ОЦВ, помещенной в изолирующий корпус из стеклопластика с ребристым покрытием из кремнийорганического каучука и металлическими фланцами на концах.

Некоторые производители ОПН с полимерной изоляцией на напряжение выше 110 кВ выпускают аппараты сборными из отдельных модулей. Каждый модуль имеет высоту около 1000 мм, полностью герметизирован, транспортируется и складируется отдельно. Сборка ОПН из отдельных модулей производится на месте установки. При этом соединительным элементом является цилиндрическая металлическая муфта с внутренней резьбой, которая наворачивается на стыкуемые оконцеватели отдельных модулей. Для обеспечения электрического соединения модулей предусмотрен розеточный контакт, изолированный от металлического оконцевателя. Поэтому токи утечки поверхности корпусов ОПН при увлажнении их поверхности не попадают в столб варисторов, что опасно в связи с возможным перегревом варисторов и преждевременным выходом их из строя.

Однако модульная конструкция ОПН является громоздкой и ненадежной при эксплуатации, имеет низкие механические характеристики при растягивающих и изгибающих нагрузках.

Технология производства стеклопластиковых цилиндров, полученных методом намотки стекложгута на соответствующей оправке и нанесения на них защитного ребристого покрытия, не ограничивает длины корпуса, что позволяет изготавливать ОПН в одноэлементном исполнении без технологических ограничений по высоте. Такая конструкция обеспечивает минимальную металлоемкость и высоту ОПН и существенно повышает надежность работы аппаратов при увлажнении загрязненной поверхности аппарата.

Высокая механическая прочность стеклопластикового цилиндра на растяжении позволяет изготовить ОПН-110 кВ и выше с толщиной стенки не более 5‑6 мм, толщина покрытия из кремнийорганической резины – 5 мм. Малый диаметр корпуса определяет относительно низкую его стоимость. Однако при опорном исполнении ОПН – 330 кВ и выше необходимо применение изоляционных оттяжек в трех направлениях под углом 120о для обеспечения устойчивости конструкции под воздействием растяжения проводов, ветровых и гололедных нагрузок.

Идеальны в подвесном исполнении

Наиболее благоприятные условия для работы ОПН с полимерной изоляцией – в подвесном исполнении, когда стеклопластиковый корпус ОПН подвергается воздействию только растягивающихся усилий, по отношению к которым стеклопластиковые корпуса имеют большие запасы прочности.

Выравнивание распределения напряжения вдоль столба варисторов при рабочем напряжении для ОПН от 110 кВ и выше производится с помощью тороидальных экранов. Этот способ значительно дешевле, чем способ выравнивания распределения напряжения с помощью шунтирующих колонок варисторов керамических конденсаторов, применяемых в ряде конструкций ОПН. Вместе с тем он обеспечивает значительно большую надежность работы ОПН, поскольку полностью исключает использование конденсаторов, надежность работы которых невысока.

Полимерная покрышка позволяет не только значительно снизить вес и габариты ОПН, но и значительно облегчает условия работы варисторов в ОПН, что в конечном счете значительно повышает надежность работы ОПН. Дело в том, что кремнийорганическая резина по своим технологическим и прочностным свойствам (как механическим, так и электрическим) позволяет создавать ребра малой толщины (около 6 мм в основании и 2 мм у конца). Поэтому необходимую длину пути тока утечки можно обеспечить большим количеством ребер с небольшим вылетом.

При этом повышается эффективность использования длины пути тока утечки и значительно уменьшается напряжение на подсушенном межреберном участке покрышки. Это приводит к уменьшению дополнительных токов смещения, протекающих через варисторы и вызывающих дополнительный разогрев и ускоренное старение. Поэтому полимерные покрышки определяют значительное преимущество ОПН по сравнению с ограничителями с фарфоровыми покрышками. В связи с этим не требуется увеличения длины пути тока утечки ОПН с полимерными покрышками по сравнению с рекомендуемыми для высоковольтного оборудования (как это принято для ОПН в фарфоровых корпусах).

Читайте так же:
Ремонт зарядного устройства для аккумулятора автомобиля

Для надежной работы необходим контроль состояния ОЦВ

Для обеспечения надежности работы ОПН в процессе эксплуатации необходима оценка состояния активных элементов – оксидно-цинковых варисторов. Это обеспечивается измерением токов проводимости через варисторы специальным устройством. Для этого ОПН отключают от сети, снимают с фундамента и переносят в специальную лабораторию.

Наиболее предпочтительным является контроль состояния варисторов в ОПН под рабочим напряжением (см. рис 1 а). Для этого аппарат (1) устанавливают на изоляционную подставку (2), а измерение токов проводимости осуществляют подключением специального устройства (3) к нижнему металлическому фланцу (4).

Указанный способ оценки состояния активных элементов в ОПН также существенно усложняет конструкцию в целом, увеличивается высота аппарата, снижается механическая прочность на изгиб.

Нами предлагается новый способ измерения токов проводимости через варисторы под рабочим напряжением (см. рис. 1 б). При этом в изоляционной покрышке ОПН (1), между нижним фланцем (4) и активными нелинейными элементами – варисторами устанавливается изоляционная приставка (на рис. не указана), а металлический контакт между колонкой варисторов и измерительным устройством (3) осуществляется с помощью кольца (5), установленного на поверхности корпуса ОПН (1).

Проведенные испытания на герметичность узла соединения металлического электрода с колонкой варисторов, установленной внутри макета ОПН, показали положительные результаты. Условия испытания: измерение электрического сопротивления между электродом (5) и нижним фланцем (4) макета ОПН до и после его кипячения в деминерализованной воде в течение 48 часов (5 циклов).

Указанный способ измерения токов проводимости через варисторы в ОПН существенно отличается от существующих простотой конструкции, надежностью и достоверностью полученных результатов измерений под рабочим напряжением.

Принцип работы ограничителя перенапряжения

НАШИ КОНТАКТЫ:

Телефон (812) 331-40-40

Офис: 188668, Ленинградская область, Всеволожский район, д. Лесколово,
Зелёная, 2а ;

Почтовый адрес: 191144, г.Санкт-Петербург, а/я 1;

Правила ведения реестра акционеров

3.3. Эксплуатационные вопросы ограничителей перенапряжений

3.3. Эксплуатационные вопросы ограничителей перенапряжений.

При выборе точек установки нелинейных ограничителей перенапряжений определялись объекты, для которых в установке ОПН имеется неотложная необходимость, причем от установки ОПН на выбранном объекте будет наибольший эффект. К таким объектам относятся силовые трансформаторы, сборные шины или секции подстанций, выпрямительные станции и др.

Характеристика аппаратов 0,4 – 27,5 кВ

ОПН-04УХЛ2,ОПН-0,64 УХЛ2, ОПН-0,7УХЛ2, ОПН-1,23 УХЛ2,ОПН-1,28УХЛ2, ОПН-1,8 УХЛ2, ОПНП-0,64УХЛ2,ОПНП-1,23 УХЛ2, ОПНП-1,28 УХЛ2

ОПН-1,5 УХЛ1, ОПН-2,2 УХЛ1, ОПН-3 УХЛ1, ОПНТМ-1,5 УХЛ1, ОПНТМ-3,3 УХЛ1

Номинальное напряжение кВ

Наибольшее рабочее напряжение кВ

Расчетный ток коммутационных перенапряжений, А

Uост при расчетном токе коммутацион. перенапряжений, кВ, не более

Номинальный разрядный ток, кА

Uост при номиналь-ном разрядном токе, кВ, не более

Пропускная способ-ность при волне 1,2/ 2,5 мс (2 мс) – 20 воздействий, А

Вторичные обмотки тяговых трансформаторов электровозов переменного тока

Устройство электроснабжения электрофицированных ж/д переменного тока, электро-оборудования и тяговые электродвигатели, вспомогательные машины электроподвижного состава постоянного тока

Контактная сеть постоянного тока

Контактная сеть переменного тока

Примечание: Расчетный ток коммутационных напряжений в скобках с учетом высших гармоник.

В сетях до 0,4 кВ ограничители перенапряжений должны быть установлены между фазами и землей (иногда между фазами). Основными объектами при этом являются трансформаторы, объекты электронной и полупроводниковой техники, цепи сигнализации, управления и блокировки, электродвигатели и др.

В сетях 3, 6, 10, 15, 25, 27,5 кВ должны быть защищены трансформаторы, секции, сборная шина комплектом ограничителей перенапряжений, в сетях 35, 110 и 220 кВ – ограничителями в присоединениях обмоток трансформаторов, сборных шин, в том числе резервных.

Способ подключения ОПН к сетям в значительной степени зависит от класса напряжения сети. В сетях НН ограничители могут быть подключены к сетям в любом месте, удобном для их монтажа и эксплуатации. Например, около автоматов, пускателей и др.

Нелинейные ограничители перенапряжений к сетям 3, 6, 10, 15, 25, 27,5 кВ подключаются в ячейке трансформаторов напряжения через свои предохранители или наглухо, а также в свободных (резервных) ячейках через выключатель. В этом случае аппарат считается включенным к сборным шинам (секциям).

При подключении ОПН до 35 кВ в ячейках трансформаторов напряжения они должны иметь собственные предохранители с вставками порядка 30-40 А (см. дальше). Эксперименты показали, что такие предохранители выдерживают максимально возможные коммутационные токи порядка 400 – 800 А, формой 1,2/2,5 мс. Аппараты 3 – 27,5 кВ к секциям ВН должны быть подключены проводами сечением

В сетях 3, 6 и 10 кВ в первую очередь должны быть защищены генераторы, синхронные компенсаторы и высоковольтные электродвигатели (если нейтраль этих машин не выведена, то тремя нелинейными ограничителями перенапряжения, в противном случае, четырьмя ОПН). Кроме того, эти защитные аппараты должны быть подключены к секциям ГРУ, ТП, РП сетей собственных нужд электростанций.

Читайте так же:
Уони 13 55 расшифровка что такое 55

В сетях 35, 110 и 220 кВ ограничители перенапряжений должны быть установлены для защиты изоляции соответствующих обмоток трансформаторов и автотрансформаторов, сборных шин, в том числе резервных.

При условии подключения ОПН-3, ОПН-6, ОПН-10, ОПН-15, ОПН-25 и ОПН-27,5 в ячейках ТН аппараты должны иметь собственные предохранители с вставками порядка 15 – 20А (см. дальше). Специальные эксперименты показали, что такие предохранители выдерживают максимально возможные коммутационные токи порядка 300 – 500 А формой 1,5/2,5 мс.

Аппараты 3 – 27,5 кВ к сетям должны быть подключены проводами сечением

20 кв.мм и изоляцией, рассчитанной на 20 – 70 кВ.

Аппараты могут быть подключены также к фидерам в сторону кабеля (за выключателем) или к зажимам трансформаторов и электродвигателей. В этом случае предохранители не нужны, а провода для подключения должны иметь сечения

Нелинейные ограничители перенапряжений 35, 110 и 220 кВ к ОРУ соответствующего класса напряжения могут подключаться взамен существующих штатных вентильных разрядников или в линейных ячейках на соответствующих конструкциях, отвечающих правилам техники безопасности и устройства электроустановок.

При эксплуатации нелинейных ограничителей перенапряжений необходимо соблюдать следующие правила:

1. Эксплуатация должна вестись в соответствии с правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок;

2. Условия эксплуатации внешней изоляции (фарфоровых или стеклянных покрышек) определяются общими требованиями, предъявляемыми к внешней изоляции соответствующих классов напряжения;

3. Профилактические испытания нелинейных ограничителей перенапряжения должны проводится не менее чем 1 раз в три года. Для этого к ограничителю перенапряжений прикладывается максимальное расчетное напряжение; при этом ток через варисторы должен быть не более 0,45 мА для ОПН-3, ОПН-6, ОПН-10, ОПН-15, ОПН-25, ОПН-35, 1мА для ОПН-110 и ОПН-220;

4. При испытаниях изоляции электрооборудования и фидеров, нелинейные ограничители перенапряжений должны быть отключены от сети во избежание массового выхода из строя. Это объясняется тем, что испытательное напряжение всех видов оборудования, в том числе сборных шин (секций) и фидеров значительно выше, чем максимальное рабочее напряжение нелинейных ограничителей перенапряжений.

Методика расчета предохранителей для подключения к сетям подробно изложена в литературе.

При нормальном режиме без перенапряжений через ОПН течет ток, величина которого составляет доли миллиампера. При перенапряжениях через аппарат могут иметь место токи коммутационного характера (миллисекундного диапазона) величиной до 500 – 600 А и импульсного характера до 4 – 5 кА. И, наконец, при повреждении ОПН через них будут протекать токи короткого замыкания (килоамперы) с учетом остаточного сопротивления варисторов. Предохранители ОПН, разумеется, без срабатывания должны пропускать первые три тока, а срабатывать только при КЗ. Поэтому выбор сечения плавких вставок должен производится таким образом, чтобы предохранители при коммутационных и импульсных токах не срабатывали.

Полагаем, что проводник плавкой вставки из меди. Удельное сопротивление ro такой проволоки при температуре Тo = 20 0 С равно ro = 1,78 х 10 -8 Ом х м, при плавлении меди (Тпл = 1083 0 С) оно растет до величины rт = rо [1+a ( Тпл — Тo) = 1,78 х 10 -8 [1 + 3,8 x 10 -3 (1083 – 20)] = 8,9 х 10 -8 Ом х м. Поэтому в таблице 3.3. результаты расчета зависимости d =f1 (Imax 8/20мкс) и d = f2 (Imax 1,2/2,5мкс) приведены для упомянутых двух величин rт и rо. Здесь волна 8/20 мкс эквивалентирует стандартный грозовой импульс, волна 1,2/2,5 мс – стандартный коммутационный импульс.

Результаты расчета характеристик плавких вставок

Диамер вставк, мм

Imax 8/20 мкс при rо, кА

Imax 8/20 мкс при rт, кА

Imax 1,2/2,5 мкс при rо, А

Imax 1,2/2,5 мкс при rт, А

По данным таблицы 3.3 можно решить прямую или обратную задачи. При известных токах коммутационных Iк и грозовых Iи перенапряжений можно найти требуемый диаметр плавкой вставки. Так, например, независимо от класса напряжения ОПН при токе Iк = 400 А, Iи = 5кА диаметр проволоки должен быть по требованиям грозовых токов dи = 0,33 мм, коммутационных токов dк = 0,27 мм, поэтому с некоторым запасом принимаем d

0,4 мм. Если, наоборот, известен диаметр проволоки (например, d = 0,2 мм), можно найти пределы токов, при которых плавкая вставка может перегорать (Iк = 244 – 544 А, Iи = 2,12 – 4,72 кА), поэтому расчетный ток должен быть ниже левой границы упомянутых токов.

В комплект нелинейных ограничителей перенапряжений 110 кВ и выше обычно входят и устройства регистрации токов утечки через ОПН под рабочим напряжением. Вместе с тем, аппараты ниже 35 кВ, выпускаемые различными организациями, как правило, не обеспечиваются упомянутыми устройствами, контролирующими работоспособность ОПН.

В ряде случаев, в условиях эксплуатации, ограничители перенапряжений повреждаются. Анализ таких случаев показывает, что выход из строя ограничителей высших и средних классов напряжения в основном связан с несоответствием технических параметров защитных аппаратов и технических условий их эксплуатации. Вкратце рассмотрим эти случаи:

а) в одной из энергосистем причиной выхода из строя ОПН-10 кВ производства Великолукского завода высоковольтной аппаратуры являлись феррорезонансные явления, связанные с трансформаторами напряжения, на эту мысль привел факт выхода из строя нескольких штук ОПН на одной и той же фазе;

Читайте так же:
Настройка аргона для сварки нержавейки

б) в одной из энергосистем повреждения ОПН-6 были связаны с обыкновенными длительными металлическими замыканиями на землю, в то же время как аппараты были изготовлены для горных предприятий, в которых имеет место достаточно быстрая защита от замыкания на землю;

в) на одном из комбинатов целлюлозно-бумажной промышленности повреждения ОПН были связаны с феррорезонансными перенапряжениями в присоединении силовой трансформатор – кабель 6 кВ, возникающими при неполнофазных режимах присоединения;

г) в одной энергосистеме причиной повреждения ограничителей перенапряжений 10 кВ было включение их к батарее конденсаторов (БСК), в то же время как пропускная способность защитных аппаратов не была рассчитана на БСК.

Поскольку варисторы ОПН в течение всего срока службы аппарата находятся под напряжением, возникла проблема обеспечения надежной работы аппарата в районах с повышенным загрязнением атмосферы. Как показывает опыт эксплуатации, расчеты и анализ литературы, наблюдались случаи разрушения ОПН, установленных в таких районах. Проанализируем причину выхода из строя аппаратов.

При увлажнении загрязненной поверхности аппарата по ней течет ток утечки, который может достигать нескольких десятых долей ампера. Это приводит к подсушке поверхности покрышки с образованием узких поперечных зон, ширина которых ограничивается межреберным расстоянием. Увеличение сопротивления подсушенных зон вызывает перераспределения напряжения поверхности и повышение напряжения на подсушенных зонах. Это приводит, в свою очередь, к возникновению разности потенциалов между наружными поверхностями покрышки и варисторов (DU) до нескольких киловольт.

Наличие DU значительной величины приводит к протеканию токов смещения между поверхностями покрышки и варисторов, что вызывает увеличение тока через варисторы, их дополнительный нагрев и ускоренное старение.

Для борьбы с такими явлениями в литературе рекомендуются следующие пути:

· Увеличение диаметра варисторов и переход от многоколонковых к одноколонковым ОПН;

· Уменьшение высоты ОПН, что допустимо при увеличении рабочего градиента напряжения варисторов;

· Уменьшение межреберных расстояний покрышки, что возможно применением стеклопластиковых корпусов;

· Применение заливочных композиций (между варисторами и корпусом) с низкой диэлектрической пропускаемостью.

В ряде случаев на подстанциях всех классов напряжения, в том числе средних, одновременно на работе находятся вентильные разрядники и нелинейные ограничители перенапряжений. Это вызвано одной из следующих причин:

— при выходе из строя разрядников не находятся резервные и приходится их заменить ограничителями перенапряжений;

— по плану модернизации необходимо все вентильные разрядники заменить на ограничители перенапряжений, но по причине нехватки финансовых ресурсов на распред. устройстве проводят замену части разрядников на ОПН;

— по причине нехватки финансовых возможностей, даже на разных фазах комплекта защитных аппаратов стоят ОПН и вентильные разрядники.

Сравнительный анализ показывает, что при установке одновременно на подстанциях вентильных разрядников и ограничителей перенапряжений, естественно, основную «нагрузку» на себя берут последние ввиду их лучшей вольтамперной характеристики, по этой причине ОПН могут повредиться, поэтому в подобных случаях должен быть индивидуальный подход к каждому конкретному случаю «смешанной» установки защитных аппаратов различных типов.

На эффективность нелинейных ограничителей перенапряжений указывалось выше. Здесь лишь приведем общие выводы об эффективности ОПН при организации грозозащиты и при собственных полевых измерениях неограниченных и ограниченных внутренних перенапряжений, возникающих в сетях 6, 10 и 35 кВ различных энергосистем и промышленных предприятий России. Проведение таких измерений в сетях электрифицированной железной дороги затруднено. Как отмечалось, нелинейные ограничители перенапряжений 0,22 – 220 кВ взамен вентильных разрядников в несколько раз улучшают грозозащиту.

При использовании этих защитных аппаратов в каскадных схемах грозозащиты подстанций, показатель надежности возрастает больше.

На рис.3.1., 3.2, 3.3 приведены схемы измерения перенапряжений в сетях 6, 10 и 35 кВ.

В первой из них возбуждались дуговые и коммутационные перенапряжения, во второй – дуговые, а в третьей – коммутационные и феррорезонансные перенапряжения.

На рис. 3.4, 3.5 и 3.6 приведено распределение кратности при наличии и отсутствии соответствующих нелинейных ограничителей перенапряжений. Из этих рисунков видно, что:

— при отсутствии в исследованной схеме 6 кВ ОПН дуговые перенапряжения имели максимальную кратность К=3,4, в то же время как установка ОПН-6 снизила максимальную кратность до уровня К=2,4;

— в этой схеме сети 6 кВ при коммутациях ненагруженного силового трансформатора неограниченные перенапряжения имели максимальную кратность более 6,0, в то же время ограниченные, с помощью ОПН-6, перенапряжения имели максимальную кратность не более 2,7, где максимально проявилось эффективность защитных аппаратов;

— в сети 10 кВ зафиксированы ограниченные и неограниченные перенапряжения, искусственно возбужденные при дуговых замыканиях одной из фаз на землю; в первом случае максимальная кратность составила Кmax = 3,5, а во втором Кmax = 2,6, что значительно ниже кратности испытательного напряжения электродвигателей;

— измерения в сети 35 кВ показали еще большую эффективность нелинейных ограничителей перенапряжений при глубоком ограничении перенапряжений. Так, перенапряжения, возникающие при коммутациях силового трансформатора 35 кВ и феррорезонансе без ОПН имели кратность Кmax = 7,0. Подключение упомянутых защитных аппаратов к сети снизило максимальные кратности до уровня 2,9 и 3,1 соответственно.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector