Силиконовый резиновый оксидно-цинковый ограничитель перенапряжений

Когда слышишь ?силиконовый резиновый оксидно-цинковый ограничитель перенапряжений?, многие, особенно те, кто только начинает работать с подстанцией, представляют себе просто герметичный блок в ребристом полимерном кожухе. Мол, поставил и забыл. На деле же, если копнуть, это одна из тех вещей, где мелочи решают всё — от выбора конкретного типа силикона до способа монтажа на шину. И да, разница между ?просто работает? и ?работает надежно десятилетиями? как раз в этих деталях.

Чем силиконовая резина отличается от прочих оболочек

Помню, лет десять назад на многих объектах еще массово стояли ограничители в обычной полимерной изоляции, не силиконовой. И главная проблема была не в электрических характеристиках варистора, а именно в оболочке. Под постоянным УФ-излучением, перепадами температур и влагой она начинала ?стареть? — появлялись микротрещины, поверхность становилась шероховатой, накапливала пыль и влагу, что в итоге могло привести к поверхностным перекрытиям. Силиконовая резина в этом плане — другой мир. Ее гидрофобные свойства — не маркетинг, они реально восстанавливаются после загрязнения дождем. Но и тут есть нюанс: не всякий силикон одинаков. Дешевые составы могут терять эластичность на морозе или, наоборот, ?плыть? на жаре.

Вот, к примеру, смотрю на продукцию ООО Сиань Суюань Электроприборы. В их ассортименте, который можно увидеть на https://www.xasuyuan.ru, заявлены ограничители перенапряжений. Не вдаваясь в рекламу, отмечу, что для серьезных применений в госсетях и энергоотрасли, как указано в описании компании, ключевым будет именно стойкость оболочки. Компания позиционирует себя как производитель, чья продукция используется в национальных сетях — это автоматически накладывает требования к климатическому исполнению. Для Сибири или Дальнего Востока стойкость силикона к низким температурам — не опция, а must-have.

И еще один практический момент по монтажу. Ребристая поверхность силиконового ограничителя — это не только для увеличения пути утечки. Она сильно облегчает визуальный осмотр на предмет повреждений или трещин. Заметил с земли в бинокль скол или неестественный изгиб ребра — уже повод для более близкой проверки. С гладкими оболочками такое не всегда прокатывает.

Сердцевина: оксидно-цинковый варистор и его ?нелинейность?

Собственно, защиту обеспечивает не оболочка, а та самая оксидно-цинковая сердцевина. Все знают про ее нелинейную ВАХ, но на практике часто забывают, что эта нелинейность — не бинарная. Она не просто ?закрылся-открылся?. Есть плавный участок, есть точка срабатывания, а еще есть такой параметр, как пропускная способность по току импульса. И вот здесь часто кроется подводный камень при модернизации старых подстанций.

Ставишь новый, более современный силиконовый резиновый оксидно-цинковый ограничитель перенапряжений вместо старого вентильного или даже раннего полимерного. По классу напряжения и разрядному току вроде все сходится. Но если в районе частые грозы с очень крутым фронтом волны, а пропускная способность по удельному импульсному току (Iimp) у нового аппарата ниже, чем мог ?переварить? старый, можно получить тепловой пробой. Видел такое на одной из подстанций в горной местности. Ограничитель отработал несколько ударов, а на очередной мощный просто разрушился — не взорвался, а именно рассыпался внутри, о чем свидетельствовал характерный разлом корпуса при вскрытии.

Поэтому сейчас при выборе всегда смотрю не только на стандартные 8/20 мкс волну, но и на параметры для волны 10/350 мкс — это более жесткий тест для варистора. Производители, которые работают на рынок комплектных распределительных устройств (КРУ), как та же ООО Сиань Суюань Электроприборы, обычно указывают эти данные в подробных каталогах. Их основная продукция, включая предохранители и ОПН, как раз для таких серьезных применений, где просчет недопустим.

Монтаж и заземление: где чаще всего ошибаются

Казалось бы, что сложного — прикрутить ограничитель к конструкции и подключить к шине заземления. Ан нет, большинство проблем на пуско-наладке или уже в эксплуатации родом отсюда. Первое — момент затяжки нижнего фланца. Перетянешь — можно повредить внутреннюю герметизацию или создать механическое напряжение в корпусе. Недотянешь — плохой контакт, нагрев, коррозия. Есть рекомендуемый производителем момент, и его стоит соблюдать динамометрическим ключом, а не ?на глазок?.

Второе, и это критично, — подключение к заземляющему контуру. Провод должен быть минимальной длины и максимального сечения. Видел, как монтеры, чтобы ?было красиво?, делали аккуратную петлю лишних полметра. Это индуктивность, которая при скоростном импульсе перенапряжения создаст дополнительную разность потенциалов и снизит эффективность защиты. Заземляющая шина должна идти напрямую, коротким путем. Это азбука, но почему-то ее постоянно забывают.

И третье — расположение относительно защищаемого оборудования. Ограничитель должен стоять как можно ближе к трансформатору или ячейке КРУ, которую он защищает. Каждый лишний метр кабеля между ними — это участок, на который может навестись импульс. В идеале — прямо на вводе.

Взаимодействие с другими устройствами защиты

Ограничитель перенапряжений редко работает в одиночку. На той же подстанции есть разрядники, может быть, искровые промежутки, а на вводах — предохранители. Вот здесь нужна координация. Классическая задача: чтобы при серьезном перенапряжении сначала сработал ОПН, погасив импульс, а не перегорел предохранитель на вводе, оставив объект без напряжения.

На сайте xasuyuan.ru видно, что компания производит как раз полный спектр: и высоковольтные предохранители для защиты трансформаторов, конденсаторов, и сами ограничители. Для инженера-проектировщика это плюс — есть шанс, что устройства от одного производителя лучше скоординированы между собой по времятоковым характеристикам. Хотя проверять и рассчитывать все равно нужно. У нас был случай, когда из-за слишком ?резкой? ВАХ ограничителя и медленного срабатывания старого предохранителя на отходящей линии, при коммутационном перенапряжении среднего уровня постоянно вылетал предохранитель, хотя ОПН его должен был бы подавить. Пришлось менять тип предохранителя на более быстродействующий, вроде тех, что у ООО Сиань Суюань Электроприборы значатся в сериях RSY или NGT.

Так что, выбирая оксидно-цинковый ограничитель, всегда смотришь, как он впишется в существующую или проектируемую систему защиты, а не просто берешь ?подходящий по кВ?.

Что в итоге: на что смотреть при выборе сегодня

Итак, если резюмировать практический опыт. Первое — климатика. Силиконовая резина должна быть морозо- и UV-стойкой, особенно для открытых установок. Запроси у поставщика сертификаты с испытаниями именно на стойкость к старению и хладостойкость. Второе — электрические параметры варистора. Смотри не только на номинальное напряжение и ток 8/20, но и на удельную энергию, пропускную способность по току 10/350, остающееся напряжение. Эти цифры говорят больше, чем красивая картинка корпуса.

Третье — комплектность и удобство монтажа. Идет ли в комплекте универсальное крепление, есть ли индикатор срабатывания (хотя для силиконовых герметичных корпусов это часто внешнее устройство), продумана ли конструкция для подключения заземления без лишних ухищрений.

И последнее — репутация производителя и его ориентация на рынок. Когда компания, как ООО Сиань Суюань Электроприборы, заявляет, что ее продукция широко используется в государственных электросетях и энергоотрасли, это означает, что изделия должны проходить более строгий цикл испытаний и контроль. Это не гарантия, но важный сигнал. В конце концов, ограничитель перенапряжений — это устройство, которое должно молча и надежно работать годами, а не ?назначаться? для галочки в проекте. Его выбирают по сухим цифрам в каталоге и, как ни странно, по тем самым мелочам в конструкции, которые видишь только когда держишь в руках или монтируешь на опору в дождь и ветер.