Prenapetostni odvodnik ali nelinearni prenapetostni dušilec je glavna naprava (stikalna naprava) za zaščito veje daljnovoda pred nenadnimi prenapetostnimi sunki. Zamenjani ventilski upori. Standardi proizvodnje in namestitve so bili uvedeni z GOST R 52725-2007. V različnih virih za označevanje omejevalnika najdemo koncept iskrišča brez iskrišč ali kratico UZPN.
Potreba po prenapetostni zaščiti
Impulzna prenapetost je močno povečanje potencialne razlike v omrežju, ki presega mejo največje delovne napetosti. Skok je kratek - do 1 nanosekunde (1•10-9 sekund), zato običajne ultrazvočne naprave morda ne bodo imele časa delovati in prenesti impulza v notranje električno omrežje. Amplituda je lahko 10-krat večja od nazivne amplitude.
Izvor:
- atmosferski (nevihta) - povzroči strela s povprečno jakostjo toka 200 kA, ki zadene strelovod hiše ali predmete v bližini (tok gre v tla, vendar se v ožičenju hiše pojavi EMF);
- preklapljanje - okvare ali zamenjava stikalne opreme/odsekov tokokroga, zagon močne električne opreme, okvara transformatorja.
Ne glede na naravo pojava takšne težave predstavljajo tveganje za vse priključene naprave: požar izolacije ožičenja (zasnovan za 1-1,5 kV), poškodbe električnih tokokrogov naprav in njihova popolna neprimernost za popravilo.
Zasnova in princip delovanja nelinearnega omejevalnika
Delovanje odvodnika temelji na specifični lastnosti varistorja - polprevodnika z nelinearno tokovno-napetostno karakteristiko. Pri redni potencialni razliki se električna prepustnost elementa nagiba k ničli in znaša nekaj mA. Močan skok napetosti odpre prevodnost tunela (>1000 Am), upor praktično izgine in impulz se hitro odstrani iz sistema. Material prevodnika je cinkov oksid, včasih z dodatkom oksidov drugih kovin (kobalt, bizmut itd.).
Odvodnik je sestavljen iz okroglih uporovnih plošč (število je odvisno od konstrukcijske prenapetosti), ki so zložene v steber, nameščene v cev iz steklenih vlaken in všite v rebrasti izolacijski plašč. Tesnost zagotavlja, da so praznine zapolnjene z viskozno silicijsko-organsko sestavo. Konstrukcija je na obeh straneh tesno vpeta s prirobnicami. Posebnost naprave je hitro in varno oddajanje toplotne energije v okolje - med sprejemom impulza temperatura varistorja doseže 100-150°C.
Zasnova sodobnih modularnih omejevalnikov je drugačna. To je 17,5 mm široko plastično ohišje (OIN-1), v katerem so toplotna varovalka, odstranljiva varistorska enota in zarezane sponke.Obstajajo modeli z indikatorskimi lučkami. Montirani so na DIN letev.
Napajalni kabel je pritrjen na eni strani omejevalnika, ozemljitev pa na drugi strani.
Vrste in glavne značilnosti prenapetostnih odvodnikov
Omejevalnike prenapetostne napetosti ločimo po izolacijskem materialu (porcelan in polimer), konstrukcijski rešitvi (enostebrni in dvostebrni), napetostnem in varnostnem razredu. Iz prepisov je razvidno, kaj je odvodnik v elektrotehniki. Branje oznak po GOST:
OPN – X – 1/2/3/4 XX
Prva okrajšava pomeni nelinearni zaviralec prenapetosti. Na trgu so možne možnosti za izdelke OPS (S - omrežja) ali OIN (I - impulz).
- X - material pnevmatike: P - polimer, brez črke - porcelan;
- 1 — razred omrežne napetosti v kV: 1,5, 4, 6, 10, 36;
- 2 – najvišja efektivna delovna napetost, kV: 3 – 475;
- 3 - nazivni tok praznjenja, kA: 5, 10, 20;
- 4 - pretočni tok, A (do 200 - 1 razred prepustnosti, 750 - 2, 1100 - 3, 1600 - 4, nad 1601 - 5);
- XX - črke označujejo podnebno območje ali njihovo povezavo (običajno: U - zmerno, Chl - hladno, UHL), številka označuje pogoje postavitve (1 – na prostem, 2 – pod nadstreškom, 3 – v zaprtih prostorih, 4 – v prostorih z umetno regulacijo mikroklime, 5 – v pogojih visoke vlažnosti).
V opisu modularnih odvodnikov je navedeno število polov P1-4.
Zaščitni razredi in shema priključitve odvodnikov na omrežje
Za celovito zaščito notranjih napajalnih sistemov pred prodorom močnega destruktivnega impulza so odvodniki razporejeni po stopnjah glede na razred zaščite.
- Razred B zajema posledice neposrednega udara strele v daljnovode ali domačo električno zaščitno opremo. Nameščen na zunanjo razdelilno ploščo za priključitev električnega voda v stavbo.
- Razred C se spopada s preklopnimi prenapetostmi in udari strele, ki so prestali prvo stopnjo zaščite. Naprava je nameščena v glavni razdelilni plošči znotraj koče ali v prizidku garaže, vhodu večnadstropne stavbe ali v nadstropju upravne stavbe.
- Razred D je namenjen za gašenje preostalih učinkov. Uporabno neposredno pred električnimi napravami. Omejevalnik je mogoče vgraditi v vtičnico.
Diagram povezave prenapetostnega odvodnika ima svoje značilnosti za enofazna in trifazna omrežja, principe ozemljitve TNC in TNS (kombinirano ali ne, glavni in zaščitni vodnik).
Naprave so nameščene vzporedno z glavnim omrežjem pred pomožnim generatorjem, števcem in ostalo opremo. Da bi se izognili posledicam morebitnega kratkega stika na maso, se pred odvodnikom uporablja odklopnik.
V diagramu za priključitev OIP-1 na enofazno omrežje je na eno sponko priključen daljnovod, na drugo pa ozemljitveni kabel. Pri ločevanju ničel je glavna ločeno povezana z ozemljitvijo. Trifazno omrežje vključuje zaščito vsake faze posebej (in nič za TNS).
Varnost in učinkovitost električne zaščitne opreme
Za varnost električnih sistemov v upravnih stavbah in večstanovanjskih stavbah skrbijo komunalna podjetja. V zasebni hiši lastnik sam skrbi za varnost.
Namestitev prenapetostnih odvodnikov je treba zaupati strokovnjaku, čeprav so težave na začetku nevidne. Pomembno se je izogibati poceni, nekakovostni opremi, ki lahko sama postane vir nevarnosti.Električno opremo je treba uporabljati strogo v skladu s tehničnimi specifikacijami.
Smiselno je preveriti uporabnost opreme marca-aprila pred začetkom sezone neviht. Obstajata dve glavni metodi za diagnosticiranje zaščitnih naprav: najprej se izvede brezkontaktno merjenje temperature ogrevanja s termovizijsko kamero, na podlagi rezultatov pa se dodatno spremlja prehodni tok z mikro- ali miliampermetrom.
Modularni omejevalnik napetosti je opremljen z oknom indikatorja delovanja: zelena označuje pripravljenost za izvajanje funkcij, rdeča označuje okvaro. V slednjem primeru je predpisana takojšnja zamenjava dela varistorja. Tako je tovrstna električna oprema enostavnejša za uporabo doma.
Prenapetostne zaščite so električna oprema, ki ščiti pred kratkotrajnimi napetostnimi sunki velike amplitude. Ni sposoben obvladati stabilne prenapetosti ali padca potencialne razlike, zato se uporablja v kombinaciji z ultrazvočnimi napravami in ultrazvočnimi napravami.
