Разрядник и нелинейные ограничители перенапряжений (НОП)
Разрядник – электрический аппарат, применяемый в распределительных сетях высокого напряжения, основным назначением которого является защита высоковольтного оборудования, линий электропередачи и их изолирующих материалов от возникающих из-за воздействия различных факторов перенапряжений. Принцип действия основан на электрическом пробое газового промежутка при достижении напряжения определенного уровня, значение которого гарантированно ниже электрической прочности изоляции защищаемого оборудования.
По конструкции выделяют два основных типа разрядников – трубчатый и вентильный.
Трубчатый разрядник выполняется в виде полой трубки, выполненной из специальных материалов, выделяющих большое количество газа при термическом воздействии на них электрической дуги. При возникновении перенапряжения происходит пробой воздушного промежутка между электродами разрядника, расположенными внутри трубки. В результате пробоя и возникновения электрической дуги материал трубки нагревается и происходит интенсивное выделение газов, которые вследствие конструкции разрядника устремляются в атмосферу с возникновением эффекта продольного дутья. Происходит гашение электрической дуги.
Вентильный разрядник представляет собой большое количество последовательно соединенных искровых промежутков и резистора с нелинейной вольтамперной характеристикой. При возникновении перенапряжения и пробое искровых промежутков возникает ток, ограничение величины которого происходит за счет нелинейности рабочего резистора, и как следствие дуга успешно гасится. Преимуществом вентильного разрядника по отношению к трубчатому является бесшумность работы и отсутствие выбросов, загрязняющих окружающую среду.
В последнее время в связи с развитием технологий разработки и изготовления полупроводников широкое распространение получили нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН). Принцип действия ОПН основан на нелинейной вольтамперной характеристике входящих в его состав варисторов. При приложенном рабочем напряжении высоковольтной установки или линии электропередач активное сопротивление варисторов составляет порядка 109-1011 Ом, при этом протекающий ток определяется емкостным сопротивлением варистора и составляем несколько миллиампер. Под воздействием напряжения, превышающего пороговое, сопротивление варистора уменьшается до значений от 102 до 10-1 Ом, что обуславливается нелинейной зависимостью сопротивления варистора от приложенного напряжения. Возникает разрядный импульсный ток, таким образом, происходит ограничение дальнейшего нарастания напряжения до опасных для изоляции значений.
Преимуществом ОПН является отсутствие искрового промежутка, подвергающегося постоянным электрическим пробоям, как следствие нет электрода, изнашивающегося с течением времени. Вольтамперная характеристика варисторов в ОПН имеет постоянное значение в течение всего срока эксплуатации, что позволяет избежать постоянного контроля электрических характеристик и проведения технического обслуживания.
