ОПН: расшифровка, принцип работы ограничителя перенапряжения

Перенапряжения в электрических сетях - распространенная проблема, которая может привести к выходу из строя дорогостоящего оборудования. Чтобы ее решить, применяются ограничители перенапряжений (ОПН). Давайте разберемся, что это за устройства, как они работают и защищают от опасных импульсов напряжения.

Назначение и принцип действия ОПН

Ограничитель перенапряжения (ОПН) - это электрическое устройство, предназначенное для защиты оборудования от опасных перенапряжений, возникающих в электрической сети.

Причины возникновения перенапряжений могут быть разные:

• Грозовые разряды
• Коммутационные процессы
• Резонансные явления

Ранее для защиты от перенапряжений использовались в основном вентильные разрядники. Но они имеют существенные недостатки:

• Необходимость технического обслуживания искровых промежутков
• Низкая скорость срабатывания
• Опасность возгорания из-за дуги

В отличие от вентильных разрядников, ОПН являются безискровыми ограничителями перенапряжения. Они состоят из нелинейных резисторов - варисторов, соединенных последовательно в колонки. Варисторы выполнены на основе оксида цинка и обладают высокой нелинейностью вольт-амперной характеристики.

Когда напряжение в сети превышает допустимый уровень, сопротивление варисторов резко падает, и они начинают проводить ток. Энергия перенапряжения рассеивается в виде тепла, и амплитуда импульса ограничивается.

Классификация ОПН

Существует несколько способов классифицировать ограничители перенапряжения:

• По классу напряжения сети: До 1000 В Выше 1000 В (6, 10, 35, 110, 220 кВ)
• По материалу корпуса: С фарфоровой изоляцией С полимерной изоляцией
• По типу конструкции: Подвесные Опорные Комбинированные
• По количеству фаз: Однофазные Трехфазные

Основные характеристики и параметры ОПН

Для выбора ОПН необходимо ориентироваться на такие характеристики:

• Наибольшее допустимое рабочее напряжение
• Номинальный разрядный ток (амплитуда импульса 8/20 мкс)
• Остающееся напряжение
• Ток пропускной способности
• Рассеиваемая энергия

Чем выше эти показатели, тем лучше ОПН справится с защитой оборудования от мощных перенапряжений.

Для особо ответственных потребителей электроэнергии, таких как нефтегазовое оборудование, рекомендуется выбирать ОПН с запасом по всем характеристикам.

Маркировка и обозначение ОПН на схемах

Расшифровка маркировки ОПН-110/12,5/20/2(500) УХЛ1:

• ОПН - ограничитель перенапряжений нелинейный
• 110 - класс напряжения сети, кВ
• 12,5 - наибольшее рабочее напряжение, кВ
• 20 - номинальный разрядный ток, кА
• 2 - класс пропускной способности
• (500) - ток пропускной способности, кА
• УХЛ1 - климатическое исполнение

На электрических схемах ОПН чаще всего обозначают так: ОПН-110

Особенности монтажа и подключения

При монтаже ОПН нужно учитывать:

• Расстояние от защищаемого оборудования
• Способ крепления (на штатное место, фланец, кронштейн)
• Вертикальность установки
• Порядок подключения (фаза-земля)

ОПН включаются параллельно нагрузке. Перед монтажом проводятся электрические испытания.

При замене вентильных разрядников устанавливают ОПН на их штатное место.

Эксплуатация и обслуживание

В процессе эксплуатации необходимо:

• Периодически проверять работоспособность ОПН
• Проводить профилактические испытания
• Следить за чистотой поверхности
• Заменять вышедшие из строя ОПН

Регулярное техобслуживание позволит продлить срок службы ограничителей перенапряжения.

При поиске неисправностей полезно использовать современные методы диагностики, такие как инфракрасная термография.

Выбор ОПН для конкретных объектов

При выборе ОПН для защиты нефтегазового оборудования важно:

• Учесть особенности режимов работы
• Заложить запас по основным параметрам
• Применить многоступенчатую защиту
• Выбрать надежных производителей

Для бытовой техники в частном доме могут подойти недорогие однофазные ОПН классом напряжения 220 или 380 В.

Правильный подбор ограничителя перенапряжения поможет надежно защитить любое оборудование от опасных импульсов в сети.

Выбор ОПН в зависимости от мощности защищаемого оборудования

При выборе ОПН важно учитывать мощность защищаемого оборудования. Чем больше мощность, тем выше должны быть основные параметры ограничителя перенапряжения.

Для мощных электродвигателей, сварочных аппаратов, компрессоров и другого силового оборудования нужно выбирать ОПН с повышенным номинальным разрядным током (не менее 50 кА), высоким классом пропускной способности (не ниже 3) и большой рассеиваемой энергией (свыше 600 кДж/кВ).

Особенности применения ОПН в системах с изолированной нейтралью

В сетях 6-35 кВ с изолированной нейтралью ограничители перенапряжения часто устанавливают не только между фазами и землей, но и между нейтралью и землей. Это необходимо для защиты оборудования от перенапряжений в нейтрали, которые могут возникать при определенных режимах работы сети.

Для ОПН в нейтрали обычно выбирают модели с несколько заниженными характеристиками по сравнению с фазными ограничителями.

Защита от перенапряжений на границе разных уровней напряжения

Особое внимание при выборе ОПН нужно уделить точкам присоединения оборудования низшего класса напряжения к сетям более высокого напряжения. Например, подстанции 10/0,4 кВ или трансформаторные пункты 35/6 кВ.

В таких местах рекомендуется применять каскадную схему защиты: мощные ОПН высшего напряжения у трансформатора и дополнительные ОПН на низшей стороне.

Опн расшифровка цен при выборе ограничителя перенапряжения

При расшифровке маркировки ограничителя перенапряжения важно обращать внимание не только на технические характеристики, но и на цену ОПН. Она может существенно различаться у разных производителей.

Цена зависит от используемых материалов, степени автоматизации производства, объемов выпуска, а также "раскрученности" бренда.

Не стоит выбирать самые дешевые неизвестные ОПН. Но и переплачивать за известные "фирмы" тоже не обязательно.

Применение ОПН в бытовой электротехнике

Для защиты бытовых электроприборов и оргтехники часто используются небольшие однофазные ограничители перенапряжения классов напряжения до 330 В.

ОПН в розетку или вилку удобно подключать для защиты дорогих и чувствительных устройств: компьютеров, телевизоров, холодильников и т.д. Это позволит продлить им срок службы.