Ограничитель перенапряжения: все про защиту от скачков напряжения

Устройства защиты импульсных перенапряжений первого класса

Наиболее востребованным, в бытовой защите, являются УЗИП (устройства защиты импульсных перенапряжений) первого класса. Их назначение, защита систем низкого напряжения (не более 1000 Вольт) распределения электроэнергии от следующих источников импульсных перенапряжений в сети:

П.У.М, прямое попадание молнии, и не просто в воздух, а в смонтированную молниевую защиту дома или попадании в ВЛЭ, вблизи от дома, вернее вблизи от абонентского ввода в дом.
Другие грозовые разряды вдали от дома;
Подключения ёмкостных и/или индуктивных нагрузок, а также КЗ в высоковольтных ЛЭП.

Как видите, из перечисленных назначений УЗИП, вполне разумно применение этого устройства, кроме перечисленных выше, если вблизи дома проходит высоковольтная ЛЭП.

Вывод первый

УЗИП (устройства защиты импульсных перенапряжений) обязательно в грозовых районах;
УЗИП обязательно если смонтирована система молниезащиты дома;
УЗИП рекомендовано в домах, вблизи которых проходят высоковольтные ЛЭП.

Нужно обратить внимание, что УЗИП разделяются на разрядники, варисторы, газонаполненные разрядники. У каждого типа устройства свое назначение и свои характеристики

При выборе, важно понимать, что большинство выпускаемых устройств защиты, обеспечивают эффективную защиту, лишь в комплексных схемах защиты

То есть нужно говорить о защите УЗИП на нескольких уровнях

При выборе, важно понимать, что большинство выпускаемых устройств защиты, обеспечивают эффективную защиту, лишь в комплексных схемах защиты. То есть нужно говорить о защите УЗИП на нескольких уровнях. С этой точки зрения, рассматривать отдельное применение УЗИП на вводе в дом не совсем корректно

С этой точки зрения, рассматривать отдельное применение УЗИП на вводе в дом не совсем корректно.

Ограничитель импульсных перенапряжений

Преимущества в использовании ОПН
Технические характеристики ОПН
Устройство ограничителей импульсных перенапряжений
Защита от импульсных перенапряжений

Среди множества защитных устройств широко известен такой высоковольтный аппарат, как ограничитель импульсных перенапряжений. Импульсные перенапрежения возникают в результате нарушений в атмосферных или коммутационных процессах и способны нанести серьезный вред электрооборудованию.

Основным средством защиты дома при попадании молнии служит громоотвод или молниеотвод. Но он не способен справиться с разрядом, проникшим в сеть через воздушные линии. Поэтому проводник, принявший на себя этот импульс, становится основной причиной выхода из строя электрооборудования и домашней аппаратуры, подключенной к данной сети. Чтобы избежать подобных неприятностей рекомендуется их полное отключение на период грозы. Гарантированная защита обеспечивается путем установки ограничителей перенапряжения (ОПН).

Преимущества в использовании ОПН

В обычных средствах защиты установлены карборундовые резисторы, а также соединенные последовательно искровые промежутки. В отличие от них в ОПН устанавливаются нелинейные резисторы, основой которых является окись цинка. Они объединяются в общую колонку, помещенную в фарфоровый или полимерный корпус. Таким образом, обеспечивается их эффективная защита от внешних воздействий и безопасная эксплуатация устройства.

Особенности конструкции оксидно-цинковых резисторов позволяют выполнять ограничителям перенапряжения более широкие функции. Они свободно выдерживают, независимо от времени, постоянное напряжение электрической сети. Размеры и вес ОПН значительно ниже, чем у стандартных вентильных разрядников.

Технические характеристики ОПН

Основной величиной, характеризующей работу ограничителя перенапряжения ОПН, является максимальное действие рабочего напряжения, которое может подводиться к клеммам прибора без каких-либо временных ограничений.

Ток, проходящий через защитное устройство под действием напряжения, называется током проводимости. Его значение измеряется в условиях реальной эксплуатации, а основными показателями служит активность и емкость. Общая величина такого тока может составлять до нескольких сотен микроампер. По этому параметру оцениваются рабочие качества ОПН.

Все импульсные ограничители способны устойчиво переносить медленно изменяющееся напряжение. То есть, они не должны разрушаться в течение определенного времени при повышенном уровне напряжения. Значения, полученные при испытаниях, позволяют настроить защитное отключение прибора по истечению установленного срока.

Величина предельного разрядного тока является максимальным значением грозового разряда. С ее помощью устанавливается предел прочности импульсного ограничителя при прямом попадании молнии.

Нормативный ресурс ОПН определяется и токовой пропускной способностью. Он рассчитывается для работы в наиболее тяжелых условиях, когда присутствуют максимальные грозовые или коммутационные перенапряжения.

Устройство ограничителей импульсных перенапряжений

Производители электротехники пользуются технологией и конструкторскими решениями, которые применяются в других электроустановочных изделиях. Прежде всего, это материал корпуса и габаритные размеры, внешний вид и прочие параметры. Отдельно решаются технические вопросы, связанные с установкой ОПН и его подключением к общим электроустановкам потребителей.

Существуют отдельные требования, предъявляемые именно этому классу устройств. Корпус ограничителя перенапряжений должен обеспечивать защиту от прямых прикосновений. Полностью исключается риск возгорания защитного устройства из-за перегрузок. При его выходе из строя на линии не должно быть коротких замыканий.

Современный ограничитель импульсных перенапряжений оборудуется простой и надежной индикацией. К нему может подключаться сигнализация дистанционного действия.

Выбор основных параметров ОПН

В этой статье речь пойдет о выборе основных параметров ОПН в сети на напряжение 110 кВ. Отдельно хотелось бы поблагодарить за предоставленный расчет Коршунова Сергея Ивановича, надеюсь, данный расчет вам поможет в выборе ОПН.

Предварительно был выбран ОПН-У-110/84-2УХЛ1, теперь данный ОПН нужно проверить соответствует ли он следующим условиям.

1. Выбор наибольшего длительного допустимого рабочего напряжения ОПН.

В соответствии с таблицей 1 наибольшее рабочее напряжение электрооборудования в соответствии с для сетей напряжением 110 кВ составляет:

Uнс=1,05*72,8=76,44 кВ.

Для ОПН-У-110/84-2УХЛ1 Uнд=84 кВ.

Uнд=84>76,44 кВ

2. Выбор ОПН по условиям взрывобезопасности.

Номинальный взрывобезопасный ток в соответствии с п. 3 должен быть больше:

Iвб>1,20*Iкз=1,2*11,5=13,8 кА

Для ОПН-У-110/84-2УХЛ1 Iвб=40 кА.

40>13,8 кА

3. Временно допустимое повышение напряжения на ограничителе.

Максимальное значение напряжения при однофазном КЗ на шинах ОРУ :

Uнр=1,15*110/1,73=73,03 кВ; Uу=1,4*73,03=102,24 кА

Кратность напряжения:

Uу/Uнро=102,24/84=1,22

Время в течении которого выдерживается воздействия напряжения ОПН-У-110/84-2УХЛ1 по приложению Б .

t=1200 > 4 c.

4. Определение защитного уровня ограничителя при грозовых перенапряжениях.

В соответствии с максимальное значения отстающих перенапряжений при грозовом импульсе с амплитудой 10 кА для ограничителей сетей 110 кВ должно быть не более 295 кВ.

Для ОПН-У-110/84-2УХЛ1:

при грозовом импульсе 10 кА Uостг =269 кВ < 295 кВ.

5. Определение защитного уровня ограничителя при коммутационных перенапряжениях.

В соответствии с коммутационные перенапряжения:

Uки=1,35*1,0*1,41*200=381 кВ

Для ОПН-У-110/84-2УХЛ1:

Uостк=211 < 381/1,2=317,5

6. Выбор длины пути утечки внешней изоляции ограничителя.

Согласно требованиям ГОСТ 9920-89 для района со II степенью загрязненности внешней среды удельная длина пути утечки должна быть не менее 2,0 см/кВ или 2 см/кВ *126 кВ=250 см.

Для ОПН-У -110/84-2УХЛ1 минимальная длина пути утечки 280 см > 250 см.

Вывод:

Выбранный тип ОПН-У -110/84-2УХЛ1 соответствует требуемым параметрам, определенным в соответствии с условиями эксплуатации.

Литература:

Методические указания по применению ограничителей в электрических сетях 110-750 кВ. «РАО ЕЭС России».
ГОСТ 1516.3 // Электрооборудование переменного тока на напряжения от 3 до 500 кВ. Требования к электрической прочности изоляции.
ГОСТ 9920-89 Электроустановки переменного тока на напряжения от 3 до 750 кВ. длина пути утечки внешней изоляции.
Основы выбора нелинейных ограничителей перенапряжения. Тимофеев С.А. Красноярск 2003 г.

Важность испытаний

Пожалуй, основной нормативный документ, который мы используем и с которым чаще всего сталкиваемся при производстве приемо-сдаточных испытаний – это ПУЭ. Применительно к ограничителям перенапряжения в нем существует глава 1.8, а конкретно пункт 1.8.3. Он устанавливает нормы и объемы испытаний для ОПН и вентильных разрядников.

Кроме приемо-сдаточных, в соответствии с вышеприведенными документами, могут проводиться такие испытания:

периодическое;
квалификационное;
типовое.

Квалификационная проверка данных устройств нужна для того, чтобы определить имеет ли готовность предприятие для выпуска продукции в данном объеме. Это касается первой промышленной серии либо установочной партии. Немаловажным этапом здесь является проверка взрывобезопасности.

В процессе эксплуатации ОПН вследствие воздействия различных факторов, одним из которых является нерасчетный режим применения, внутри него может возникать повышенное давление.

Как результат возможен взрыв, который влечет за собой повреждения оборудования, которое установлено поблизости, а также, что самое главное – людей, работающих на объекте.

Давайте подробнее остановимся на рассмотрении приемо-сдаточных испытаний. Как отмечалось выше, они регламентируются главой 1.8 ПУЭ п. 1.8.3. Если свести все данные из нее, то получим удобную табличку:

Таким образом, для ОПН существует методика измерения сопротивления и тока проводимости. Как проверить эти параметры рассмотрим ниже.

Замер тока проводимости

На картинке представлены различные схемы подключения для проведения испытаний ОПН, связанных с измерением тока проводимости:

В основном нормативное значение тока проводимости завод изготовитель указывает в техническом паспорте к изделию. Это значение берется на основании проводимых на предприятии испытаний и напрямую зависит от наибольшего длительно прикладываемого напряжения.

Измерение величины тока проводится амперметром или миллиамперметром. К выводам собранной схемы подключается лабораторный источник питания. При подаче нагрузки проводятся измерения тока. Нагрузка должна соответствовать величине наибольшего допустимого длительного напряжения.

Нужно отметить, что работы должны проводиться при установившейся температуре окружающей среды 20 ±15°С, на очищенных и вытертых досуха ограничителях перенапряжения, которые необходимо предварительно отключить от сети.

Замер сопротивления изоляции

Исходя из данных, приведенных в выше представленной таблице, видно, что при испытании ОПН до 3 кВ необходимо использовать мегомметр напряжением 1000 В, если свыше 3 кВ – нужен мегомметр на 2500 В.

Измеренное сопротивление для ОПН до 3 кВ должно быть выше 1000 мОм, напряжением от 3 до 35 кВ – должно быть в пределах рекомендованного изготовителем значения, выше 110 кВ – должно составлять не меньше 3000 мОм, в то же время результат не должен отличаться больше чем на ±30% от ранее произведенных испытаний или значений, указанных изготовителем.

О том, как правильно пользоваться мегаомметром, мы рассказали в соответствующей статье, с которой настоятельно рекомендуем ознакомиться!

По окончании замеров составляется протокол о проведении испытаний ОПН.

В нем указывается наименование и тип ограничителя, значения замеров сопротивления изоляции и тока проводимости, погодные условия, а также приборы, с помощью которых были произведены замеры. Образец протокола приведен ниже:

Напоследок рекомендуем ознакомиться с полезным материалом, предоставленном на видео (качество видеоролика не очень, но все же информация изложена понятно):

Вот и все, что мы хотели рассказать о методике испытания ОПН. Теперь вы знаете, как проводятся работы и для чего это нужно делать!

Интересное по теме:

5.7. Выбор типа ограничителя.

5.7.1. Выбор типа ограничителя осуществляют в
соответствии с определенными в пп. – . значениями параметров ОПН.

5.7.2. Для случая установки ОПН в районах с
повышенной гололедно-ветровой нагрузкой, где возможны частые обрывы проводов,
необходимо проверить выбранный тип ОПН на устойчивость к воздействию
квазиустановившегося перенапряжения, возникшего в результате неполнофазного
режима.

Если при обрыве
провода длина ВЛ, присоединенная к трансформатору менее величины

, где

I_{ХХ %} – ток холостого
хода в %,

S_Н, U_Н – номинальные
мощность и напряжение трансформатора.

С₁ –
погонная емкость прямой последовательности [мкф/км], то перенапряжения не
превышают величины линейного напряжения и не представляют опасности для
электрооборудования.

Если L > L_ПР, то повышение
напряжение определяется по изложенной ниже методике.

На рис.
приведена обобщенная зависимость фазного напряжения на линии U_ФЛ от тока
намагничивания трансформатора I_m с изолированной
нейтралью при обрыве фазы этой линии (отпайки от нее). Параметры зависимости
приведены в о.е.: напряжения – по отношению к номинальному напряжению
трансформатора и тока по отношению к номинальному току намагничивания
трансформатора (току холостого хода).

По двум точкам
строят зависимость напряжения на емкости линии U`_ФЛ, рассчитывая ее
значения по формуле:

U`_ФЛ = I_m_н´ I*_m_н/Y ´ L ´ U_ФН, о.е

где Y – удельная
проводимость линии по нулевой последовательности, сим;

L – длина линии от места обрыва до
трансформатора, км;

I_m_н – номинальный ток намагничивания
трансформаторов, А;

I*_m_н – номинальный ток
намагничивания, о.е. по отношению к номинальному току трансформатора, о.е. – из
рис. ;

U_ФН – номинальное
фазное напряжение трансформатора, кВ.

Пересечение
построенной прямой U`_ФЛ с обобщенными
зависимостями U_ФЛ дает значение
установившегося перенапряжения на линии. Эти перенапряжения могут существовать
несколько часов.

По зависимости
«допустимые повышения напряжения – время» (Приложение ) для случая без предварительного
нагружения энергией при длительности 11000 сек определяют значение К_t, рассчитывают U**_НРО
= U_y/К_t. Полученное
значение U**_НРО сравнивают с
выбранным в п. . U_НРО.

Если U_НРО³ U**_НРО, то выбранный тип ОПН удовлетворяет
всем условиям.

Если U_НРО£ U**_НРО, то выбирают ОПН с новым U_НРО, удовлетворяющим
условию:

U_НРО³ U**_НРО.
Для вновь выбранного U_НРО проводят
проверку остающегося напряжения по п. .

Типы устройств

Все устройства, обеспечивающие защиту от импульсных перенапряжений, подразделяются на два типа, которые отличаются по конструкции и принципу действия. Рассмотрим, как работает УЗИП разных видов.

Вентильные и искровые разрядники. Принцип действия разрядников основан на использовании эффекта искровых промежутков. В конструкции разрядников предусмотрен воздушный зазор в перемычке, соединяющей фазы линии электропередач с заземляющим контуром. При номинальной величине напряжения цепь в перемычке разорвана. В случае воздействия грозового разряда в результате перенапряжения в ЛЭП происходит пробой воздушного зазора, цепь между фазой и землей замыкается, импульс высокого напряжения уходит напрямую в землю. Конструкция вентильного разрядника в цепи с искровым промежутком предусматривает резистор, на котором происходит гашение высоковольтного импульса. Разрядники в большинстве случаев находят применение в сетях высокого напряжения.

Ограничители перенапряжения (ОПН). Данные устройства пришли на смену устаревшим и громоздким разрядникам. Для того чтобы понять, как работает ограничитель, надо вспомнить свойства нелинейных резисторов, принцип работы ОПН построен на использовании их вольтамперных характеристик. В качестве нелинейных резисторов в УЗИП используется варистор. Для людей не искушенных в тонкостях электротехники, немного информации, из чего состоит и как он работает. В качестве основного материала для изготовления варисторов служит оксид цинка. В смеси с окислами других металлов создается сборка, состоящая из p-n переходов, обладающая вольтамперными характеристиками. Когда величина напряжения в сети соответствует номинальным параметрам, ток в цепи варистора близок к нулю. В момент возникновения перенапряжения на p-n переходах происходит резкое возрастание тока, что приводит к снижению напряжения до номинальной величины. После нормализации параметров сети варистор возвращается в непроводящий режим и влияние на работу устройства не оказывает.

Компактные размеры ОПН и обширный диапазон разновидностей данных приборов позволили значительно расширить область применения этих устройств, появилась возможность использования УЗИП, как средства защиты от перенапряжений для частного дома или квартиры. Однако ограничители импульсных напряжений, собранные на варисторах, несмотря на все свои преимущества по сравнению с разрядниками, имеют один существенный недостаток – ограничение ресурса работы. Вследствие встроенной в них тепловой защиты, прибор после срабатывания остается некоторое время неработоспособным, по этой причине на корпусе УЗИП предусмотрено быстросъемное устройство, позволяющее произвести быструю замену модуля.

Более подробно о том, что такое УЗИП и какое у него назначение, вы можете узнать из видео:

https://youtube.com/watch?v=Xp-bwkpuQBA

Зачем проводят испытания ограничителей перенапряжения?

Проведение испытаний ОПН требуется для контроля за их состоянием. Благодаря чему обеспечивается их работоспособность, как при вводе в работу, так и в течении всего периода эксплуатации. А организация, эксплуатирующая электроустановку, может быть уверена в полноценной защите электрооборудования на случай возникновения аварийного скачка напряжения. В зависимости от конкретной ситуации нелинейные ОПН могут подвергаться различным видам испытаний.

Типы испытаний

В зависимости от причин проведения, все испытания ОПН подразделяются на такие категории:

Приемо-сдаточные – выполняются для вновь смонтированных устройств с целью определения соответствия параметров уже установленных ОПН. Так как в процессе монтажа или наладки электроустановок разрядники и ОПН могли быть повреждены, из-за чего их характеристики будут отличаться от заявленных. Данная категория испытаний является обязательной для всех ограничителей перенапряжения.
Периодические – проводятся для тех моделей, которые уже включены в работу. Производятся с целью осуществления текущего контроля за состоянием защитного оборудования посредством проверки их параметров.
Квалификационные – предназначены для определения способности какого-либо предприятия к началу производства ОПН. При этом первая партия подвергается выборочной проверке по ряду параметров, наиболее сложный из которых — его реакция на нерасчетный режим. Во время протекания которого внешняя рубашка подвергается чрезмерному давлению изнутри и создается угроза взрыва.
Типовые – призваны учитывать особенности различных категорий, рассчитанных на особенности электроустановок определенного типа.

Периодичность

Испытания ОПН выполняются в соответствии с требованиями международного стандарта МЭК 60099-4:2004, который лег в основу разработки отечественного ГОСТ Р 52725-2007. Помимо них каждый изготовитель самостоятельно может ужесточать требования, в зависимости от индивидуальных особенностей сетей для которых выпускаются устройства. Этими НД регламентируется частота проведения тех или иных измерений.

Сопротивление проверяется с периодичностью: для моделей наружной установки – раз в 3 года, для внутренней – раз в 6 лет. Ток утечки должен проверяться ежегодно до начала грозового периода. Также рекомендуется осуществлять тепловизионный контроль с периодичностью раз в 3 года для сетей до 35 кВ, и раз в 2 года для 110 кВ и выше.

Как работает защитник от перенапряжений

Защитой обеспечиваются устройства, питаемые от шнуров сети 220V, подключенных к разряднику в распределительной коробке. Это касается как фазных, так и нейтральных проводников (в зависимости от выбранного типа защиты).

Общее правило заключается в том, что на одной стороне защитного устройства соединяем фазные проводники и, возможно, нейтральный проводник, а с другой стороны — защитный провод.

Когда напряжение в системе в норме, сопротивление между проводами очень велико, порядка нескольких ГигаОм. Благодаря этому ток не течет через разрядник.

Когда происходит скачок напряжения в сети, ток начинает протекать через ограничитель на землю.

В защитных устройствах класса B основным элементом является искровой промежуток. При нормальной работе сопротивление его очень велико. В случае искрового промежутка это сопротивление является гигантским, поскольку искровой промежуток это фактически разрыв цепи. Когда молния ударяет в элемент электрической установки напрямую, сопротивление искрового промежутка падает почти до нуля благодаря электрической дуге. Из-за появления очень большого электрического потенциала в искровом промежутке между ранее разделенными элементами создается электрическая дуга.

Благодаря этому, например, фазовый провод, в котором имеется большой всплеск напряжения и защитный провод, создают короткое замыкание и большой ток протекает прямо на землю, минуя внутреннюю электрическую установку. После разряда искровой промежуток возвращается в нормальное состояние — то есть разрывает цепь.

Полезное: Digispark ATTINY85: схема подключения модуля, прошивка и испытание

Ограничитель класса C имеет внутри варистор. Варистор представляет собой специфический резистор, который обладает очень высоким сопротивлением при низком электрическом потенциале. Если в системе происходит скачок напряжения из-за разряда, его сопротивление быстро уменьшается вызывая протекание тока на землю и аналогичную ситуацию, как в случае искрового промежутка.

Разница между классом B и классом C заключается в том, что последний способен ограничивать всплески напряжения с меньшим потенциалом, чем прямой удар молнии. Недостатком этого решения является довольно быстрый износ варисторов.

Урок 1. Назначение и принцип действия ОПН

Ограничители перенапряжений нелинейные (ОПН)-электрические аппараты, предназначенные для защиты оборудования систем электроснабжения от коммутационных и грозовых перенапряжений. Основным элементом ОПН является нелинейный резистор – варистор ( varistor, от англ. Vari(able) (Resi)stor – переменное, изменяющееся сопротивление).

Основное отличие материала нелинейных резисторов ограничителей от материала резисторов вентильных разрядников состоит в резко нелинейной вольт-амперной характеристики (ВАХ) и повышенной пропускной способности. Применение в ОПН высоконелинейных резисторов позволило исключить из конструкции аппарата искровые промежутки, что устраняет целый ряд недостатков, присущих вентильным разрядникам.

Основной компонент материала резисторов ОПН – оксид (окись) цинка ZnO. Оксид цинка смешивают с оксидами других металлов – закисью и окисью кобальта, окисью висмута и др. Технология изготовления оксидно-цинковых резисторов весьма сложна и трудоёмка и близка к требованиям при производстве полупроводников – применение химически чистого исходного материала, выполнение требований по чистоте и т. д. Основные операции при изготовлении – перемешивание и измельчение компонентов, формовка ( прессование) и обжиг. Микроструктура варисторов включает в себя кристаллы оксида цинка (полупроводник n – типа) и междукристаллической прослойки ( полупроводник p – типа). Таким образом, варисторы на основе оксида цинка ZnO являются системой последовательно – параллельно включённых p – n переходов. Эти p – n переходы и определяют нелинейные свойства варисторов, то есть нелинейную зависимость величины тока, протекающего через варистор, от приложенного к нему напряжения.

В настоящее время варисторы для ограничителей изготовляются как цилиндрические диски диаметром 28 – 150 мм, высотой 5 – 60 мм (рис 1). На торцевой части дисков методом металлизации наносятся алюминиевые электроды толщиной 0.05-0.30 мм. Боковые поверхности диска покрывают глифталевой эмалью, что повышает пропускную способность при импульсах тока с крутым фронтом.

Рис. 1. Нелинейный резистор – варистор

Диаметр варистора ( точнее — площадь поперечного сечения ) определяет пропускную способность варистора по току, а его высота — параметры по напряжению.

При изготовлении ОПН то или иное количество варисторов соединяют последовательно в так называемую колонку. В зависимости от требуемых характеристик ОПН и его конструкции и имеющихся на предприятии варисторов ограничитель может состоять из одной колонки (состоящей даже из одного варистора) или из ряда колонок, соединённых между собой последовательно/ параллельно.

Для защиты электрооборудования от грозовых или коммутационных перенапряжений ОПН включается параллельно оборудованию (рис. 2 ).

Рис.2

Защитные свойства ОПН объясняются вольт–амперная характеристикой варистора.

Вольт – амперная характеристика конкретного варистора зависит от многих факторов, в том числе от технологии изготовления, рода напряжения — постоянного или переменного, частоты переменного напряжения, параметров импульсов тока, температуры и др.

Типовая вольт- амперная характеристика варистора с наибольшим длительно допустимым напряжением 0.4 кВ в линейном масштабе приведена на рис. 3.

Рис. 3. Вольт – амперная характеристика варистора

На вольт – амперной характеристике варистора можно выделить три характерных участка: 1) область малых токов; 2) средних токов и 3) больших токов. Область малых токов – это работа варистора под рабочим напряжением, не превышающим наибольшее допустимое рабочее напряжение. В данной области сопротивление варистора весьма значительно. В силу неидеальности варистора сопротивление хотя и велико, но не бесконечно. поэтому через варистор протекает ток, называемый током проводимости. Этот ток мал — десятые доли миллиамперметра.

При возникновении грозовых или коммутационных импульсов перенапряжений в сети варистор переходит в режим средних токов. На границе первой и второй областей происходит перегиб вольт – амперной характеристики, при этом сопротивление варистора резко уменьшается (до долей Ома). Через варистор кратковременно протекает импульс тока, который может достигать десятков тысяч ампер. Варистор поглощает энергию импульса перенапряжения, выделяя затем её в виде тепла, рассеивая в окружающее пространство. Импульс перенапряжения сети “ срезается” (рис. 4).

Рис. 4

В третьей области ( больших токов) сопротивление варистора снова резко увеличивается. Эта область для варистора является аварийной.

Возможно, вам также будет интересно

Первая часть статьи. Поскольку сопротивление «сток–исток» RDS(on) открытого канала низковольтных MOSFET состоит из индивидуальных сопротивлений отдельных ячеек с разбросом 5–30%, у выпускаемых ранее транзисторов более чем 90% ячеек имели превышенное обратное напряжение, обусловленное сопротивлением эпитаксиальной n—-области. Зависимость сопротивления открытого канала MOSFET от напряжения пробоя V(BR)DSS описывалась выражением: RDS(on) = k × V(BR)DSS2,4…2,6, где k —

Для лучшего понимания средств и методов защиты электрических и электронных устройств в аварийных и близких к таковым режимах рассмотрим наиболее характерные режимы перегрузок электрических цепей. В большинстве случаев все электрические аварийные режимы могут быть отнесены к одной из двух категорий — перенапряжения и экстратоки. Первые происходят при воздействии на линии электропередачи и оборудование грозовых разрядов,

Многие современные электронные устройства, такие как полупроводниковые приборы на основе карбида кремния, системы преобразования постоянного напряжения, автомобильные подсистемы питания, работают при высоких напряжениях. Если устройство может выступать в роли источника напряжения, то для его тестирования необходима электронная нагрузка (ЭН). Но если напряжения достигают 400, 600 и даже 1000 В, сложно найти ЭН, рассчитанные на такие напряжения. Для решения этой проблемы может возникнуть мысль о последовательном их включении. Однако большинство представленных на рынке ЭН не поддерживает безопасного последовательного соединения.

Ограничитель перенапряжения: принципы подбора устройства защиты от скачков напряжения