Ограничитель перенапряжения ОПН-10 – это устройство, предназначенное для защиты электрооборудования в сетях с номинальным напряжением 10 кВ от импульсных перенапряжений, вызванных атмосферными разрядами (ударами молнии) и коммутационными процессами.
Расшифровка обозначения ОПН-10:
ОПН:Ограничитель ПереНапряжений.
10: Номинальное напряжение сети в киловольтах (кВ).
Принцип работы:
ОПН-10 работает на основе варисторов – полупроводниковых резисторов с нелинейной вольт-амперной характеристикой.
В нормальном режиме: При рабочем напряжении сети варисторы обладают очень высоким сопротивлением, и через ОПН протекает лишь незначительный ток утечки (микроамперы).
При импульсном перенапряжении: Сопротивление варисторов резко падает, обеспечивая отвод импульса тока в землю и ограничивая напряжение на защищаемом оборудовании до безопасного уровня.
После спада импульса: Сопротивление варисторов быстро восстанавливается до исходного значения, и ОПН возвращается в непроводящее состояние. Важно отметить отсутствие сопровождающего тока, что является ключевым преимуществом ОПН перед разрядниками.
Основные технические характеристики ОПН-10:
Характеристики могут незначительно отличаться в зависимости от производителя и конкретной модели. Поэтому всегда необходимо обращаться к технической документации конкретного производителя. Ниже приведены типичные значения:
Номинальное напряжение (U<sub>ном</sub>): 10 кВ.
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (U<sub>нр</sub> или U<sub>c</sub>): 12 кВ. Это максимальное напряжение, которое ОПН может выдерживать длительно без повреждения.
Номинальный разрядный ток (I<sub>н.р.</sub>): Определяет способность ОПН отводить импульсы тока. Типичные значения: 5 кА, 10 кА, 20 кА. Выбор зависит от уровня грозовой активности в регионе и категории защищаемого объекта.
Ток пропускной способности: Характеризует способность ОПН выдерживать многократные импульсные воздействия. Измеряется в Амперах (А) и может составлять сотни Ампер. Например, 250А, 400А, 550А. Этот параметр важен для оценки способности ОПН выдерживать повторяющиеся коммутационные перенапряжения.
Остающееся напряжение (U<sub>ост</sub>): Напряжение на ОПН во время протекания импульсного тока. Чем ниже U<sub>ост</sub>, тем лучше защита оборудования. Зависит от значения импульсного тока. Приводится в технической документации для различных значений I<sub>н.р.</sub>. Это один из важнейших параметров, определяющий уровень защиты.
Импульсный ток 8/20 мкс: Стандартный импульс тока, имитирующий воздействие молнии. Значения указываются в кА. 8 мкс - время нарастания импульса до максимального значения, 20 мкс - время спада импульса до половины максимального значения.
Фронт волны импульса: Характеризует скорость нарастания импульса напряжения.
Длина волны импульса: Характеризует длительность импульса напряжения.
Ток утечки (I<sub>ут</sub>): Ток, протекающий через ОПН при рабочем напряжении. Должен быть минимальным (микроамперы).
Энергия рассеивания: Энергия, которую ОПН способен поглотить при импульсном перенапряжении. Измеряется в килоджоулях на киловольт номинального напряжения (кДж/кВ). Этот параметр важен для оценки способности ОПН выдерживать энергию импульса перенапряжения.
Климатическое исполнение и категория размещения: УХЛ1 (для умеренного и холодного климата, наружная установка). Возможно исполнение УХЛ2 (для установки внутри помещений).
Степень защиты оболочки: IP (например, IP65). Характеризует защиту от проникновения пыли и влаги.
Материал корпуса: Полимер (наиболее распространенный) или фарфор. Полимерные корпуса обладают лучшей механической прочностью и устойчивостью к загрязнениям.
Масса и габаритные размеры: Зависят от характеристик ОПН.
Длина пути утечки: Минимальное расстояние по поверхности изоляции между токоведущими частями и заземленными элементами. Важный параметр для обеспечения надежной работы в условиях загрязнения.
Преимущества ОПН-10:
Значительно меньшее остающееся напряжение: Обеспечивает более эффективную защиту оборудования.
Отсутствие сопровождающего тока: После отвода импульса тока ОПН мгновенно возвращается в непроводящее состояние, что предотвращает возникновение короткого замыкания и не требует отключения защищаемой линии.
Большая пропускная способность по току: ОПН способны выдерживать более мощные импульсы перенапряжения.
Длительный срок службы: Обусловлен отсутствием износа искровых промежутков.
Меньшие габариты и вес: Облегчают монтаж и обслуживание.
Стойкость к загрязнениям и атмосферным воздействиям: Полимерный корпус обеспечивает надежную работу в различных условиях.
Области применения:
Линии электропередачи 10 кВ.
Трансформаторные подстанции 10 кВ.
Распределительные устройства 10 кВ.
Электрооборудование 10 кВ (трансформаторы, электродвигатели, генераторы и др.).
Меры безопасности:
Монтаж и обслуживание ОПН должны выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением правил техники безопасности при работе с электроустановками высокого напряжения.
Перед началом работ необходимо убедиться в отсутствии напряжения.
Не допускается эксплуатация ОПН с поврежденным корпусом.
Выбор ОПН-10:
При выборе ОПН необходимо учитывать следующие параметры:
Номинальное напряжение сети (10 кВ).
Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение (U<sub>нр</sub> или U<sub>c</sub>).
Номинальный разрядный ток (I<sub>н.р.</sub>): Выбирается в зависимости от уровня грозовой активности в районе установки (карты интенсивности грозовой деятельности) и категории защищаемого объекта.
Уровень защиты оборудования: Остающееся напряжение ОПН должно быть ниже допустимого уровня для защищаемого оборудования (уровень изоляции).
Климатическое исполнение и категория размещения: В зависимости от условий эксплуатации (наружная или внутренняя установка, температура, влажность, загрязненность).
Ток пропускной способности.
Тип изоляции (полимерная или фарфоровая).
Необходимость дополнительных опций: Например, наличие встроенного разъединителя или индикатора срабатывания.