Устройство защиты от атмосферных перенапряжений – конструкция, механизм действия

Устройство защиты от атмосферных перенапряжений (УЗПН) способствует предохранению самонесущего изолированного провода (СИП) от пережога и воздушной линии (ВЛ) от перенапряжений, что может быть следствием атмосферных явлений во время грозы (молнии). Такие устройства используется, когда речь идет об электросетях переменного тока с номинальным напряжением от 6 до 35 кВ.

Состоит УЗПН из:

• Ограничителя перенапряжений нелинейного (ОПН). Это аппарат защиты, наделенный герметичным корпусом, который выполнен из специального полимера и содержит последовательно соединенные варисторы. Его крепеж осуществляют на опорные конструкции ЛЭП.
• Искровой промежуток (ИП). Внешний воздушный промежуток, разделяет электроды в установках высокого напряжения. Защищает изоляцию от перенапряжений и воздействия электрической дуги.
• Комплект арматуры, посредством чего осуществляется монтаж устройства и его подключение к ЛЭП.

Технические характеристики устройства защиты от перенапряжения УЗПН:

Основное предназначение УЗПН – защита электрооборудования высоковольтных линий и приёмных устройств, подключенных к ВЛ от больших импульсов (скачков) в электрических сетях из-за грозовых разрядов, ударов молнии в непосредственной близости от ЛЭП. Также устройство предотвращает коммутационное перенапряжение.

Среди основных характеристик данных устройств:

• класс напряжения сети;
• длина ИП;
• способность рассеивать энергию;
• наиболее длительно допустимое рабочее напряжение;
• остающееся напряжение при грозовых импульсах;
• импульсное 50%-ное разрядное напряжение. 

В зависимости от этих характеристик могут быть разные виды УЗПН.

Принцип установки конструкции

Данные аппараты размещают по одному на каждую промежуточную или анкерную опору, меняя фазы в шахматном порядке. Если есть необходимость, то на каждую опорную конструкцию могут установить по три УЗПН – по одному на фазу с шагом в два пролёта. Такой вариант особенно рекомендован при защите следующих объектов:

• ВЛЗ 6-35 кВ с пролётами свыше 80 метров.
• Локальных объектов на ЛЭП.
• Особо ответственных ВЛ и линий с крайне высокими сопротивлениями заземления опор.

Монтаж включает в себя и установку ИП соответствующих параметров. Все работы необходимо выполнять, следуя «Руководству по эксплуатации» и ПУЭ (правилам устройства электроустановок) с соблюдением необходимых мер безопасности. Способ монтажа также необходимо выбирать, ориентируясь на напряжение ЛЭП и тип изоляторов на опоре. 

Особенности УЗПН

Механизм действия устройства защиты от атмосферных перенапряжений основан на том, что проводимость варисторов находится в тесной зависимости от приложенного напряжения. Если перенапряжение отсутствует, то ОПН ток не пропускает. А когда в электросети возникает перенапряжение, то снижается сопротивление ограничителя и включается в работу эффект защиты. 

Самое главное отличие УЗПН от других электроустановок, направленных на решение тех же задач – высокие защитные свойства, позволяющие защищать провода, не отключая ВЛЗ. Помимо этого, устройство прекрасно работает при наличии различных загрязнений и полном замыкании ИП в результате внешнего воздействия (гололёда, дерева, упавшего на линию и так далее). Повреждённый аппарат легко обнаружить и заменить. Исключается возможность выхода из строя электрических сетей на долгое время.

Устройство от перепадов напряжения защищает от импульсов грозовых разрядов как бытовое, так и промышленное оборудование. Грозовой разряд не сможет нанести серьёзный ущерб, если оно будет подключено.  УЗПН предотвращает аварийные ситуации и воспламенение, защищает от короткого замыкания и пробоев изоляции и отвечает за безопасную эксплуатацию опор, изоляторов, подвесок и других элементов ЛЭП.