Автоматические защиты от перенапряжения в сети отлично справляются с задачами быстро снять напряжение с электроприемников уже многие десятилетия. Их по старинке электрики называют «Разрядники».
Объяснить это можно тем, что первоначальные конструкции использовали принцип разряда через искровой промежуток. Этот термин плавно перешел к последующим устройствам на базе полупроводниковых элементов или металл-оксидных варисторах. Хотя их называют еще «ОПН» или «Ограничители повышенного напряжения».
Многие ведущие производители бытовой техники встраивают защиту ОПН в свои изделия. Поэтому новые холодильники при созданном критическом режиме электриками просто отключились. Эта функция указывается в паспорте на изделие.
Перенапряжения чаще всего появляются при грозе, когда молния проникает в электрические сети через протяженные ЛЭП. Не исключен также вариант пробоя изоляции высоковольтного оборудования с проникновением высокого потенциала в низковольтную схему. Для таких случаев защиты систем 0,4 кВ используются трехфазные или однофазные устройства.
Принципы работы ограничителей перенапряжений 0,4 кВ
Их подключают между фазным проводом и контуром земли. При обычных условиях эксплуатации сквозь них протекает очень маленький ток с емкостной характеристикой — в доли миллиампер.
Во время превышения допустимой нормы напряжения происходит пробой на землю с отводом энергии через РЕ-проводник за счет теплового рассеивания. Одна из основных задач надежной работы разрядника — исключение ложных действий от рабочих нагрузок в электросети промышленной частоты.
Классификация ОПН 0,4 кВ
Такие устройства выпускаются трех классов: «В», «С», «D». Они работают в комплексе и последовательно снижают уровень опасной энергии.
Ограничители класса В задействуют на вводах зданий как внутреннюю защиту от молний и перенапряжений от коммутаций силовой распределительной сети, главного распред щита с вводным электросчетчиком.
ОПН с классом С монтируют в вводных щитах подъездов или этажей для ликвидации перенапряжений, прошедших через устройства класса В.
Класс D окончательно устраняет последствия аварийного режима в жилом помещении, предохраняет бытовую технику от повреждений. Только комплексное включение дает гарантию защиты.
Промышленные конструкции разрядников
Их устанавливают во всех схемах, особенно там, где оборудование размещено на открытом воздухе. Габариты, мощность и величина рабочего напряжения подбираются к конкретным условиям эксплуатации.
По конструктивному исполнению их подразделяют на:
Разрядники воздушного типа — это полимерная дугогасительная трубка, подвергающаяся термическому разрушению (деструкции). Процесс гашения избыточного потенциала сопровождается большим газовыделением. В их конструкции обычно применяют внутренний и внешние промежутки.
Принцип работы трубчатого воздушного разрядника:
Вакуумные разрядники часто делают с дополнительными управляющими электродами: тригитроны имеют один, а крайтроны — два дополнительных контакта для расширения возможностей регулирования. Изготавливают их в разных корпусах.
Управляемые разрядники, выпущенные предприятиями СССР:
Газовые разрядники имеют сходное устройство, но у них между внешними электродами закачан инертный газ. Конструкция и рабочие состояния разрядников с инертным газом показаны на картинке.
Вентильные разрядники состоят из многократно повторяющихся искровых промежутков и последовательно подключенных резисторов — вилитовых дисков, которые надежно герметизируют от атмосферных воздействий. Нелинейная вольтамперная характеристика вилита позволяет пропускать через него большие величины токов при маленьком падении напряжения.
Такие конструкции не осуществляют выброс газов и пламени в воздух, бесшумны в работе. Их применяют на ответственных объектах.
Защита фазы шин и ТН-110 посредством ОПН-110 показана на фотографии.
Размеры и конструкция из трех вентильных разрядников РВС-110 кВ демонстрирует картинка.
Магнитовентильные разрядники «РВМГ»состоят из последовательных секций вентильных блоков с магнитными искровыми промежутками из постоянных магнитов в фарфоровом цилиндрическом корпусе.
Высоковольтный промышленный ограничитель перенапряжения типа Siemens 3EL2 на фоне опоры высоковольтной ЛЭП 330 кВ выглядит очень внушительно.
Перечень типов разрядников и их свойства можно еще продолжать. Таких конструкций разработано много потому, что атмосферные и коммутационные причины возникновения перенапряжений в электрической сети имеют возможность проявиться в любой неблагоприятный момент времени. А последствия от их воздействия и разрушения оборудования — огромны.
