Высоковольтное оборудование работает в условиях постоянного электрического напряжения и периодически подвергается воздействию кратковременных импульсных перенапряжений.
Такие импульсы могут возникать из-за:
– удара молнии;
– включения и отключения оборудования;
– коротких замыканий;
– переходных процессов в сети;
– переключений на подстанции.
Даже очень короткий импульс может оказаться опасным для изоляции оборудования.
Именно поэтому на подстанциях и в распределительных устройствах применяются разрядники и другие средства защиты от перенапряжений.
Разрядник — это защитное устройство, которое ограничивает опасное перенапряжение и отводит импульсный ток в землю.
При нормальном рабочем напряжении устройство практически не влияет на работу сети.
Но если напряжение резко превышает допустимый уровень, разрядник срабатывает и создает путь для отвода импульса.
После окончания перенапряжения сеть продолжает работать в обычном режиме.
Основная задача разрядника — защитить изоляцию оборудования.
Без такой защиты перенапряжение может привести к:
– пробою изоляции;
– повреждению трансформатора;
– выходу из строя выключателя;
– разрушению изоляторов;
– повреждению кабеля;
– аварийному отключению подстанции.
Разрядник снижает амплитуду опасного импульса до уровня, который оборудование способно выдержать.
Перенапряжения бывают внешними и внутренними.
Внешние чаще всего связаны с грозой.
Разряд молнии может попасть непосредственно в линию или вызвать импульс в соседних токоведущих частях.
Внутренние возникают при коммутациях внутри энергосистемы.
Например:
– включение трансформатора;
– отключение линии;
– работа выключателя;
– переключение реакторов;
– изменение режима сети.
Разрядники применяются:
– на подстанциях;
– на открытых распределительных устройствах;
– на линиях электропередачи;
– возле силовых трансформаторов;
– на вводах в распределительные устройства;
– на кабельных присоединениях;
– рядом с высоковольтными выключателями.
Место установки выбирается так, чтобы защитное устройство находилось как можно ближе к защищаемому оборудованию.
Силовой трансформатор является одним из самых дорогих элементов подстанции.
Его изоляция особенно чувствительна к импульсным перенапряжениям.
Поэтому устройства защиты обычно устанавливаются возле выводов трансформатора.
Чем короче соединение между разрядником и защищаемым оборудованием, тем эффективнее работает защита.
Сегодня вместе с традиционными разрядниками широко применяются ограничители перенапряжений — ОПН.
ОПН на основе оксидно-цинковых варисторов имеют высокую скорость срабатывания и хорошие защитные характеристики.
Поэтому на современных подстанциях именно ОПН часто используются как основное средство защиты от импульсных перенапряжений.
Оба устройства выполняют сходную функцию — ограничивают перенапряжение.
Однако принцип работы может отличаться.
Классические вентильные разрядники содержат искровые промежутки и нелинейные резисторы.
Современный ОПН обычно работает без искрового промежутка и реагирует на повышение напряжения за счет нелинейных свойств варисторов.
На новых объектах чаще применяются именно ОПН.
При нормальном напряжении через защитное устройство проходит минимальный ток.
Когда появляется опасный импульс, сопротивление резко уменьшается.
Импульсный ток отводится через заземляющее устройство.
После исчезновения перенапряжения сопротивление снова возрастает.
Весь процесс происходит за очень короткое время.
Эффективность разрядника напрямую зависит от системы заземления.
Если путь отвода импульса имеет высокое сопротивление, уровень перенапряжения может остаться опасным.
Поэтому необходимо правильно выполнить:
– соединение с контуром заземления;
– сечение проводника;
– длину соединения;
– контактные соединения.
Чем короче и надежнее заземляющая цепь, тем лучше работает защита.
При выборе разрядника или ОПН учитываются:
– номинальное напряжение сети;
– наибольшее рабочее напряжение;
– уровень изоляции оборудования;
– импульсные токи;
– класс линии;
– место установки;
– климатические условия;
– уровень загрязнения изоляции.
Устройство должно соответствовать конкретному классу напряжения и параметрам сети.
В распределительных сетях 6–10 кВ защита особенно важна на:
– вводах КРУ;
– КСО;
– БКТП;
– трансформаторных подстанциях;
– кабельных линиях;
– переходах воздушная линия — кабель.
Такие узлы часто испытывают значительные коммутационные и грозовые воздействия.
На ОРУ разрядники и ОПН могут устанавливаться рядом с:
– силовыми трансформаторами;
– автотрансформаторами;
– выключателями;
– трансформаторами напряжения;
– вводами линий.
При этом учитываются электрические расстояния и компоновка оборудования.
Даже правильно подобранный разрядник может работать хуже, если он подключен слишком длинными проводниками.
В момент импульса на длинном соединении появляется дополнительное падение напряжения.
Поэтому защитное устройство рекомендуется размещать максимально близко к защищаемому объекту.
Если разрядник поврежден или неправильно подобран, он может:
– потерять защитные свойства;
– перегреться;
– разрушиться при сильном импульсе;
– не ограничить напряжение до безопасного уровня.
Поэтому состояние защитных устройств необходимо контролировать в процессе эксплуатации.
Во время технического обслуживания проверяют:
– состояние корпуса;
– отсутствие трещин;
– состояние контактов;
– надежность заземления;
– отсутствие следов перегрева;
– состояние изоляции.
Для некоторых типов ОПН дополнительно контролируют ток утечки.
Одного совпадения по классу напряжения недостаточно.
Необходимо учитывать:
– режим нейтрали;
– временные перенапряжения;
– требуемый уровень защиты;
– импульсный ток;
– энергоемкость устройства.
Именно поэтому подбор выполняется по параметрам конкретной сети.
Разрядник — это только один элемент системы защиты подстанции.
Комплексная защита также включает:
– молниеотводы;
– грозозащитные тросы;
– заземление;
– изоляцию оборудования;
– правильную компоновку ОРУ.
Все эти элементы работают совместно.
KazElectroSnab комплектует высоковольтное оборудование для подстанций и распределительных устройств с учетом требований проекта.
В состав решений могут входить защитные устройства от перенапряжений, оборудование ОРУ, трансформаторы, выключатели, разъединители, измерительные трансформаторы, ошиновка и другие элементы.
Комплектация подбирается по классу напряжения и техническим параметрам объекта.
Разрядники предназначены для защиты высоковольтного оборудования от опасных импульсных перенапряжений.
Они помогают сохранить изоляцию трансформаторов, выключателей, линий и другого оборудования.
Эффективность защиты зависит не только от самого устройства, но и от правильного выбора, расположения и подключения к системе заземления.
© ТОО «KazElectroSnab» 2026. Все права защищены.
