Таблица разрядников и ОПН: классы напряжения, характеристики 2025

Таблица 1: Классификация разрядников по классам напряжения

Таблица 2: Технические характеристики ОПН по ГОСТ Р 52725-2007

Таблица 3: Классы защиты низковольтных УЗИП

Таблица 4: Сравнительные характеристики типов разрядников

Таблица 5: Классы пропускной способности ОПН

Оглавление статьи

Общие принципы защиты от перенапряжений

Перенапряжения в электрических сетях представляют серьезную угрозу для работы электрооборудования и могут приводить к серьезным авариям. Эти явления возникают в результате грозовых разрядов, коммутационных процессов и других факторов. Для эффективной защиты применяются специальные устройства - разрядники и ограничители перенапряжений (ОПН).

Принцип работы защитных устройств основан на резком снижении сопротивления при превышении определенного уровня напряжения. При нормальных условиях эксплуатации устройство имеет высокое сопротивление и практически не влияет на работу сети. При возникновении перенапряжения происходит срабатывание защиты, и избыточная энергия отводится в землю через заземляющие устройства.

Классификация разрядников и ОПН

Современная классификация устройств защиты от перенапряжений базируется на принципе действия, конструктивных особенностях и области применения. Основные типы включают трубчатые разрядники, вентильные разрядники и нелинейные ограничители перенапряжений.

Трубчатые разрядники (РТ)

Трубчатые разрядники представляют собой простейший тип защитных устройств, состоящий из дугогасительной трубки из полихлорвинила или фибробакелита с установленными на концах электродами. Применяются преимущественно на воздушных линиях электропередачи напряжением 6-35 кВ для защиты от атмосферных перенапряжений.

Вентильные разрядники (РВ, РВО)

Вентильные разрядники включают в себя многократные искровые промежутки и рабочие резисторы из карбида кремния (вилита). Эти устройства обеспечивают более глубокое ограничение перенапряжений по сравнению с трубчатыми разрядниками и применяются на подстанциях всех классов напряжения.

Нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН)

ОПН представляют собой наиболее современный тип защитных устройств, основанных на использовании варисторов из оксида цинка. Отличительной особенностью является отсутствие искровых промежутков, что обеспечивает более быстрое срабатывание и лучшие защитные характеристики.

Технические характеристики и параметры

Основными техническими характеристиками разрядников и ОПН являются номинальное напряжение, наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение, номинальный разрядный ток, остающееся напряжение и пропускная способность. Эти параметры определяют область применения и эффективность защиты.

Номинальное напряжение и классы напряжения

Номинальное напряжение разрядника соответствует наибольшему рабочему напряжению сети, в которой он применяется. Согласно ГОСТ 29322-2014, стандартными классами напряжения являются: 3, 6, 10, 35, 110, 220, 330, 500 и 750 кВ. Для каждого класса устанавливаются соответствующие значения наибольшего длительно допустимого рабочего напряжения.

Остающееся напряжение и защитные характеристики

Остающееся напряжение - это максимальное напряжение, которое появляется на выводах разрядника при протекании через него разрядного тока. Этот параметр определяет уровень защиты оборудования и должен быть согласован с изоляционными характеристиками защищаемых устройств.

Пропускная способность и энергетические характеристики

Пропускная способность характеризует способность разрядника выдерживать воздействие импульсных токов большой амплитуды. Согласно ГОСТ Р 52725-2007, ОПН классифицируются по пропускной способности на 5 классов, что позволяет выбирать оптимальное устройство для конкретных условий эксплуатации.

Особенности выбора и применения

Правильный выбор разрядников и ОПН требует комплексного анализа параметров защищаемой сети, характеристик оборудования и условий эксплуатации. Основными критериями выбора являются соответствие номинального напряжения, достаточная пропускная способность и обеспечение необходимого уровня ограничения перенапряжений.

Выбор по напряжению

Номинальное напряжение разрядника должно соответствовать наибольшему рабочему напряжению сети. Наибольшее длительно допустимое рабочее напряжение должно быть не менее максимального рабочего напряжения сети с учетом возможных отклонений и режимных факторов.

Выбор по пропускной способности

Класс пропускной способности выбирается исходя из возможных токов короткого замыкания в сети и требований к надежности защиты. Для распределительных сетей 6-35 кВ обычно достаточно 1-2 класса, для мощных подстанций могут потребоваться устройства 3-5 классов.

Установка и эксплуатация

Разрядники и ОПН устанавливаются как можно ближе к защищаемому оборудованию для минимизации индуктивных связей. Соединительные провода должны быть максимально короткими, а заземляющие устройства - иметь минимальное сопротивление растеканию тока.

Сравнительный анализ типов устройств

Развитие технологий защиты от перенапряжений привело к последовательной смене поколений устройств, каждое из которых имеет свои преимущества и недостатки. Современные ОПН практически полностью вытесняют устаревшие типы разрядников в новых проектах и при модернизации существующих установок.

Преимущества ОПН перед вентильными разрядниками

Основными преимуществами ОПН являются отсутствие искровых промежутков, что исключает влияние атмосферных условий на работу устройства, более низкое остающееся напряжение, улучшенные защитные характеристики и больший срок службы. Высоконелинейная вольт-амперная характеристика варисторов обеспечивает стабильную работу при длительном приложении рабочего напряжения.

Области применения различных типов

Трубчатые разрядники сохраняют свою актуальность для защиты воздушных линий в сельской местности благодаря простоте конструкции и низкой стоимости. Вентильные разрядники постепенно выводятся из эксплуатации, но еще широко используются на действующих подстанциях. ОПН являются предпочтительным выбором для всех новых установок и модернизации существующих.

Современные требования и стандарты

Современные требования к устройствам защиты от перенапряжений формулируются в национальных и международных стандартах. В России действует комплекс документов, включающий ГОСТ Р 52725-2021, ГОСТ Р 53735.5-2009 и другие нормативные документы, которые устанавливают технические требования, методы испытаний и правила эксплуатации.

ГОСТ Р 52725-2021

Основной действующий стандарт, заменивший ГОСТ Р 52725-2007 с 1 февраля 2022 года. Устанавливает общие технические условия для ОПН напряжением от 3 до 750 кВ. Документ определяет классификацию устройств, основные параметры, требования к конструкции и материалам, методы испытаний и правила приемки с учетом современных требований.

Требования ПУЭ-7

Правила устройства электроустановок седьмого издания устанавливают обязательность применения защиты от перенапряжений и определяют основные принципы размещения защитных устройств. Особое внимание уделяется координации изоляции и обеспечению селективности защиты. Важно отметить, что ПУЭ-7 не были зарегистрированы Минюстом России, поэтому применяются в добровольном порядке в части, не противоречащей действующему законодательству.

Международные стандарты IEC

Серия стандартов IEC 60099 устанавливает международные требования к разрядникам и ОПН. Российские стандарты гармонизированы с международными требованиями, что обеспечивает совместимость отечественного и зарубежного оборудования.

Перспективы развития и модернизации

Развитие технологий защиты от перенапряжений направлено на повышение надежности, снижение габаритов и стоимости устройств. Основными направлениями совершенствования являются улучшение материалов варисторов, разработка интеллектуальных систем мониторинга и создание комбинированных устройств защиты.

Новые материалы и технологии

Исследования в области материаловедения направлены на создание варисторов с улучшенными характеристиками стабильности и долговечности. Применение нанотехнологий позволяет получать материалы с более высокой нелинейностью вольт-амперной характеристики и улучшенными энергетическими параметрами.

Цифровые технологии и мониторинг

Внедрение цифровых технологий в устройства защиты позволяет реализовать непрерывный мониторинг состояния ОПН, прогнозирование ресурса и оптимизацию режимов работы. Интеллектуальные системы диагностики обеспечивают своевременное выявление деградации параметров и предупреждение аварийных ситуаций.

Экологические аспекты

Современные требования к экологической безопасности стимулируют разработку устройств с улучшенными экологическими характеристиками. Использование полимерной изоляции вместо фарфоровой, отказ от использования элегаза и других вредных веществ способствуют созданию более экологичных решений.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)