Общие положения

Принцип действия защитного аппарата состоит в том, что он предотвращает появление на электроустановке импульсов перенапряжений, опасных для её изоляции, и не препятствует работе электроустановки при рабочем напряжении.

Простейшим защитным устройством является искровой промежуток, включенный параллельно изоляционной конструкции. Для предупреждения перекрытия или пробоя изоляции вольт-секундная характеристика защитного искрового промежутка ПЗ с учётом разброса должна в идеальном случае лежать ниже вольт-секундной характеристики защищаемой изоляции (рисунок 38). При выполнении этого требования появление опасных для изоляции электроустановок перенапряжений невозможно, так как при набегании импульса напряжения U_пад происходит пробой ПЗ с последующим резким падением («срезом») напряжения. Вслед за импульсным током в защитный промежуток по ионизированному пути устремляется ток, обусловленный напряжением промышленной частоты - сопровождающий ток. Если электроустановка работает в сети с заземленной нейтралью или если пробой ПЗ произошёл в двух или трех фазах, то дуга сопровождающего тока может не погаснуть и импульсный пробой переходит в устойчивое короткое замыкание, которое вызывает аварийное отключение электроустановки. Чтобы этого избежать, следует обеспечить гашение дуги сопровождающего тока.

Рисунок 38 - Принцип действия защитного устройства:

а – схема включения защитного промежутка (ПЗ); б – согласование вольт-секундных характеристик защищаемой изоляции (1) и ПЗ (2)

Защитные аппараты, обеспечивающие не только защиту изоляции от перенапряжений, но и гашение дуги сопровождающего тока в течение времени меньшего, чем время действия релейной защиты, получили название защитных разрядников.

Имеются два различных способа гашения дуги: в трубчатых разрядниках гашение дуги происходит путем интенсивного продольного дутья, в вентильных разрядниках – путем снижения значений сопровождающего тока с помощью сопротивления, включенного последовательно с искровым промежутком.

В ограничителях перенапряжений (ОПН – ограничитель перенапряжения нелинейный) в силу очень большой нелинейности характеристики резистора сопровождающий ток при рабочем напряжении имеет значение долей миллиампера, что безопасно для защитного аппарата и не создаёт заметных потерь энергии. Поэтому ОПН выполняются без искровых промежутков.