Типы и характеристики ограничителей перенапряжения

Введение

Атмосферные удары молний по воздушным линиям, голым проводникам или металлическим конструкциям на открытых подстанциях, а также перенапряжения, вызванные коммутационными операциями оборудования и сетей (коммутационные перенапряжения), представляют значительную опасность для электрического оборудования. Для защиты оборудования и облегчения координации изоляции необходимо устанавливать ограничители перенапряжений (также известные как "громоотводы") в точках входа/выхода воздушных линий и в непосредственной близости от трансформаторов, учитывая их ограниченную пространственную зону защиты.

Типы и характеристики ограничителей перенапряжений

Наиболее распространенные ограничители перенапряжений — это нелинейные резисторы из оксида металла (МО), помещенные в фарфор или силиконовую резину. Они подключаются параллельно защищаемому оборудованию и заземляются через заземляющую решетку. Другой тип конструкции использует резисторы из карбида кремния (SiC) (клапанные громоотводы), хотя сегодня они менее распространены.

Основные электрические характеристики:

• Напряжение повторного зажигания: напряжение на громоотводе, при котором последующий ток надежно прерывается после пробоя.

• Максимальное длительно допустимое рабочее напряжение (MCOV): наибольшее частотное напряжение (50 Гц или 60 Гц), которое громоотвод может выдерживать бесконечно долго.

• Номинальный ток короткого замыкания: максимальный ток короткого замыкания, который громоотвод может безопасно выдерживать.

• Номинальный разрядный ток: типичные значения включают 5 кА, 10 кА и 20 кА, указывающие на способность громоотвода рассеивать энергию импульса.

Ограничители перенапряжений подключаются между живыми проводниками и землей. В установках с напряжением выше 52 кВ они могут включать счетчики числа срабатываний для мониторинга производительности. Пример ограничителей перенапряжений показан на рисунке 1.

Дополнительные методы

В воздушных линиях и открытых подстанциях с напряжением выше 52 кВ обычно устанавливают систему защиты от молнии, состоящую из "молниеприемников", "защитных проводов от молний" или комбинации обоих.

Защита от перенапряжений в низковольтных сетях

Оборудование низкого напряжения (LV, где \(V \leq 1 \, \text{кВ}\)), особенно электронные и информационные системы, очень восприимчиво к серьезным повреждениям от разрядов молний, распространяющихся через кабели или строительные конструкции.

Для снижения таких рисков обычно устанавливаются устройства защиты от скачков напряжения (SPD) в низковольтных щитах. Эти устройства имеют стандартные номинальные разрядные токи 5 кА, 10 кА и 20 кА, а некоторые продвинутые модели способны выдерживать 30–70 кА.

Подобно ограничителям перенапряжений, SPD подключаются между живыми проводниками и землей, как показано на рисунке 4. Эта конфигурация отводит импульсные токи от чувствительного оборудования, обеспечивая защиту от событий перенапряжения.