Грозозахисні розрядники посібник з вибору та застосування

Визначення

Згідно з NEC 2005, розрядник визначений як: «Захисний пристрій для обмеження перепадів напруги за рахунок придушення імпульсного струму, яке також запобігає перебігу супровідного струму, при цьому зберігаючи здатність до повторення даних функцій».

Типи/Класифікація

Існує три основні типи обмежувачів перенапруги:

Трубчасті розрядники
Вентильні розрядники (спочатку нелінійний резисторний тип з іскровими проміжками, нині – карбідокремнієвий тип без іскрових проміжків)
ОПН – обмежувачі перенапруги нелінійні (металооксидний тип без іскрових проміжків)

Виділяютьчотири (4) класи розрядників :

Станційний клас
Проміжний клас
Розподільний клас (високого, середнього та малого навантаження)
Допоміжний клас

З трьох зазначених вище типів розрядників трубчастий тип не використовується. Вентильні розрядники нелінійного резисторного типу з іскровими проміжками використовувалися в середині 1970-х років і до цього часу їх застосування також припинено. Традиційний тип з карбідкремнієвими блоками/дисками використовується досі. Сьогодні найпоширеніші металооксидні обмежувачі перенапруги без іскрових проміжків. У цій статті ми не розглядаємо допоміжного класу. Щодо чотирьох класів розрядників, що розглядаються в цій статті, розрядники станційного класу є найкращими, враховуючи їхню вартість, довговічність та якість захисту в цілому. Він має найнижчий (найкращий) ступінь захисту та енергію розряду в порівнянні з вищими (гіршими) рівнями захисту уінших класів. Як зазначено вище, розподільчий клас має кілька ступенів навантаження. Розрядники високої продуктивності довговічніші і мають нижчі захисні характеристики. Корпус такого розрядника може бути полімерним чи фарфоровим. Ми зосередимося на металооксидних обмежувачах перенапруги (ГНН) без іскрових проміжків, оскільки вони є найбільш надійними та продуктивними. Будь ласка, враховуйте, що розрядники з іскровими проміжками і без таких служать для тих самих цілей, тому процес їх вибору та застосування аналогічний. Тим не менш, необхідність використовувати більш високі рівні напруги для вентильних розрядників та можливість контамінації іскрового проміжку означає, що ступінь захисту та надійності буде дещо нижчим. У разі відмови вентильних розрядників, читачеві варто розглянути можливість заміни їх на металооксидні ОПН без іскрових проміжків.

Стандарти/Правила

Вибір та застосування

Основна мета застосування розрядника – вибрати пристрій із найнижчим порогом перенапруги, який би забезпечував належний захист ізоляції обладнання та, будучи підключеним до енергосистеми, мав задовільний номінальний термін служби. Варто віддавати перевагу розрядникам із мінімальним порогом спрацьовування, оскільки вони забезпечують найвищий рівень захисту ізоляції обладнання. Між ступенем захисту та терміном експлуатації обмежувача перенапруги є тонка грань. Високий поріг спрацювання збільшить термін служби розрядника на конкретній енергоустановці, але зменшить ступінь захисту ізоляції обладнання. Таким чином, при виборі обмежувача перенапруги читачеві необхідно взяти до уваги обидва моменти - термін експлуатації розрядника і безпеку обладнання. Найкращевстановлювати розрядник якомога ближче до устаткування, що захищається, переважно у допоміжному розподільчому щиті. Така вимога заснована на математиці хвильової теорії, згідно з якою падаюча і відбита хвиля направляються в вузлову точку (або щитову обладнання, що захищається). Довжина проводів для заземлення з'єднання обмежувачів перенапруги з терміналами обладнання має бути мінімальною. Провід необхідно прокладати прямо, по можливості уникаючи вигинів. Цим гарантується, що сплеск енергії піде в землю найкоротшим шляхом. Збільшення довжини дроту зменшить захисну здатність обмежувача перенапруги у зв'язку з додатковим опором у дроті. Щобправильно підібрати обмежувач перенапруги з урахуванням умов застосування, необхідно взяти до уваги такі основні моменти:

Постійна напруга мережі
Тимчасові перенапруги
Комутаційні перенапруги (найчастіше беруться до уваги для конденсаторних батарей, кабелів, а також для передачі напруги 345 кВт та вище)
Грозові перенапруги
*Конфігурація системи (заземлена або не заземлена/заземлення з ізольованою нейтраллю)

У Таблиці 1 представлені рівні спрацьовування розрядників, які зазвичай застосовуються для систем з різною лінійною напругою. Потужність розрядника визначається середньоквадратичною напругою, з якою він пройшов випробування робочого циклу, відповідно до вказівок відповідного стандарту.

Таблиця 1 Типові рівні спрацьовування розрядників для різних напруг мережі

Рівень спрацьовування розрядника (кВ)

Номінальна напруга мережі (кВ)

Мережаіз заземленою нейтраллю

Мережа із ізольованою чи компенсованою нейтраллю