Обмежувачі перенапруги — це пристрої, без яких складно уявити мережі електропостачання середньої та високої напруги. Рішення, які ми виробляємо, використовуються в багатьох енергетичних і промислових секторах і різних галузях, але для кожного проєкту вони мають бути правильно підібрані. Дізнайтеся, чому це так важливо.

В електричних мережах можна зустріти різні конструкції обмежувачів перенапруги. Однак справжньою проблемою є вибір параметрів цих пристроїв, що використовуються в енергосистемах середньої та високої напруги. Такі потреби виникають у комунальній енергетиці, промисловості, а також у ВДЕ. Дізнайтеся, як вибрати обмежувачі перенапруги для систем середньої та високої напруги.

Що таке обмежувачі перенапруг і яка їхня функція?

Обмежувачі перенапруги — це електричні пристрої, що характеризуються нелінійними властивостями. При правильному виборі та роботі в номінальних умовах вони не вносять ніяких збоїв у роботу електромережі. Їхня активація відбувається тільки в разі виникнення перенапруги, яка може бути спричинена такими факторами, як удар блискавки або коливання напруги внаслідок перемикання системи електропостачання.

Робота розрядника — це стан, за якого практично вся енергія перенапруги стікає на землю через внутрішню структуру цього пристрою, і перенапруга знижується до безпечного для системи значення. Таким чином, обладнання та енергосистеми, захищені обмежувачами перенапруги, можуть працювати без перешкод. Варто зазначити, що обмежувачі перенапруги розробляють і виробляють для забезпечення тривалої надійності роботи, тоді як перенапруги, як правило, тривають частки секунди, але можуть повторюватися багаторазово. Тому важливо, щоб після спрацьовування розрядника і зникнення перенапруги він якомога швидше повернувся до нормальної роботи.

Обмежувачі перенапруги працюють у складних умовах

Щоб зрозуміти, в яких важких умовах доводиться працювати ОПН, важливо знати, що вони мають ефективно захищати мережі від перенапруг упродовж навіть кількох десятиліть експлуатації, зберігаючи здатність розсіювати енергію протягом цього часу без втрати своїх властивостей. Крім того, підвісні обмежувачі перенапруг можуть витримувати тривалу (часто багаторічну) експлуатацію в умовах:

• сонячного світла та ультрафіолетового випромінювання;
• коливань температури навколишнього середовища;
• атмосферних опадів;
• механічних навантажень.

З іншого боку, правильно підібрані обмежувачі перенапруг мають широкий діапазон захисту. Наприклад, у мережі з номінальною напругою 15 кВ можуть виникати перенапруги до 100 кВ, які ефективно розсіюються розрядниками на землю. Ба більше, перенапруги такого потенціалу можуть виникати неодноразово, а вимоги користувачів передбачають термін служби ОПН до 30 років.

Вибір ОПН: параметри, які необхідно враховувати

Правильний вибір параметрів ОПН враховує безліч чинників і здійснюється за допомогою процедури, яка містить у собі визначення основних даних, зокрема:

• найбільша напруга в системі U_s;
• струм короткого замикання в місці встановлення ОПН;
• коефіцієнт замикання на землю;
• максимальна тривалість замикання на землю;
• спосіб заземлення електромережі та підключення обладнання, що захищається;
• довжини відрізків кабелю;
• передбачувана відстань між ОПН і обладнанням, що захищається;
• напруга постійної роботи ОПН Uc по відношенню до U_s мережі;
• номінальна напруга розрядника по відношенню до випадкових перенапруг TOV;
• значення очікуваних струмів розряду блискавки, що протікають через розрядник;
• номінальний рівень ізоляції обладнання.

Таким чином, ми попередньо обираємо розрядник, що задовольняє вищевказаним вимогам. На наступному етапі ми визначаємо захисні характеристики розрядника для блискавки і комутаційних перенапруг. Потім настає час вибору оптимального місця встановлення розрядника, який має бути змонтований якомога ближче до обладнання, що захищається. Однак це не завжди можливо через технічні умови проєкту або об’єкта. Так було, наприклад, під час роботи з одним із наших клієнтів у Польщі.

Неправильний вибір розрядника — наслідки

Вибір параметрів ОПН — це спільна робота проєктувальників, служб експлуатаційного нагляду і таких компаній, як “Протектел”, які надають підтримку цим фахівцям. У деяких випадках ОПН з відповідними параметрами обираються виключно на основі схеми або опису проєкту мережі. Цей процес пов’язаний з великою відповідальністю, оскільки неправильний вибір ОПН може призвести до серйозних наслідків.

Адже досить усвідомити, що ці пристрої працюють і в мережах найвищої напруги в країні, і на найважливіших об’єктах, що генерують. Відмова мережі електропередачі 400 кВ, яка може стати наслідком неправильного вибору розрядника, може позбавити електропостачання критично важливі об’єкти інфраструктури, наприклад, лікарні та промислові підприємства.

Інший приклад — електростанція Явожно в Польщі, чия потужність покриває до 10% потреби країни в електроенергії. Неправильний вибір розрядників на цьому об’єкті може призвести до широкомасштабної і важковідновлюваної відмови. Її наслідки були б катастрофічними в національному масштабі.

Джерело