52
СЕТИ РОССИИ
Презент
ация
В
электрических
сетях
ши
-
роко
используются
аппа
-
раты
,
обеспечивающие
защиту
изоляции
основ
-
ного
оборудования
от
поврежде
-
ний
при
кратковременных
повы
-
шениях
рабочего
напряжения
,
называемых
перенапряжениями
,
которые
могут
возникать
из
-
за
пла
-
новых
и
неплановых
(
аварийных
)
изменений
в
схеме
сети
(
комму
-
тационные
),
вызванных
работой
коммутационной
аппаратуры
или
повреждения
изоляции
электроу
-
становок
.
Перенапряжения
могут
быть
следствием
воздействия
прямых
ударов
молний
в
электро
-
сетевые
объекты
или
индуктиро
-
ванных
,
возникающих
вследствие
разрядов
молний
,
близких
к
элек
-
тросетевым
объектам
.
Непредска
-
зуемые
в
большинстве
случаев
по
времени
возникновения
,
разные
по
величине
и
длительности
,
пере
-
напряжения
бывают
достаточно
опасны
для
электрической
изоля
-
ции
оборудования
.
Защитные
аппараты
устанавли
-
вают
параллельно
защищаемому
оборудованию
.
В
нормальном
ра
-
бочем
режиме
ток
через
защитный
аппарат
должен
быть
минималь
-
ным
.
При
возникновении
на
обо
-
рудовании
напряжения
опасной
величины
сопротивление
защитно
-
го
аппарата
резко
уменьшается
и
через
него
начинает
протекать
ток
.
При
этом
напряжение
на
защи
-
щаемом
оборудовании
определяется
падением
напряжения
на
защитном
аппарате
.
Защитные
аппараты
про
-
шли
длинный
эволюци
-
онный
путь
:
простейший
искровой
промежуток
в
начале
прошлого
века
,
вен
-
тильный
разрядник
,
вен
-
тильный
разрядник
с
маг
-
нитным
гашением
дуги
60-
х
годов
прошлого
века
и
,
наконец
,
наибо
-
лее
совершенный
—
ог
-
раничитель
перенапряжений
.
К
началу
XXI
века
вентильные
раз
-
рядники
практически
исчерпали
свой
технический
и
моральный
ресурс
и
почти
полностью
заме
-
няются
на
ограничители
перена
-
пряжений
,
представляющие
со
-
бой
одну
или
несколько
колонок
высоконелинейных
сопротивле
-
ний
из
металлооксидной
керамики
(
варисторов
),
подключаемых
к
защищаемой
цепи
без
каких
-
либо
последовательно
включенных
искровых
промежутков
.
При
нор
-
мальном
рабочем
напряжении
ток
через
такой
ограничитель
перена
-
пряжений
обычно
не
превышает
1—2
мА
.
Увеличение
же
приложен
-
ного
напряжения
всего
в
2—3
раза
вызывает
рост
тока
через
ограни
-
читель
в
десятки
и
сотни
тысяч
раз
.
Основой
современных
вари
-
сторов
,
используемых
в
ограни
-
чителях
перенапряжений
,
служит
оксид
цинка
(ZnO).
Хотя
работы
над
электрическими
свойствами
керамики
на
основе
ZnO
были
начаты
в
России
в
начале
50-
ых
годов
,
толчком
к
распространению
производства
варисторов
и
их
при
-
менению
в
энергетике
во
всем
мире
послужили
опубликованные
в
1971
г
.
материалы
исследований
,
проведенных
в
Японии
.
Многие
Неожиданное
одиночество
Сергей КАБАНОВ
, генеральный директор
ЗАО «Завод энергозащитных устройств»
53
№ 1, июль-август, 2010
компании
начали
производить
вари
-
сторы
,
используя
различные
наборы
легирующих
примесей
,
но
наиболее
существенные
ингредиенты
,
указан
-
ные
в
статье
1971
г
.,
неизменно
оста
-
ются
среди
исходных
компонентов
.
Основным
,
практически
моно
-
польным
производителем
вари
-
сторной
керамики
в
России
стал
Корниловский
фарфоровый
завод
(
КФЗ
),
специализировавшийся
ранее
на
выпуске
вентильных
раз
-
рядников
и
фарфоровых
изоляторов
,
наладивший
к
середине
70-
х
годов
промышленный
выпуск
варисторов
диаметром
28
мм
и
к
концу
80-
х
, —
опытно
-
промышленное
производство
варисторов
диаметром
46
мм
.
Серий
-
ное
производство
последних
,
однако
,
наладить
так
и
не
удалось
,
а
к
2000
г
.
КФЗ
,
как
и
многие
другие
предприя
-
тия
на
постсоветском
пространстве
,
прекратил
свое
существование
.
К
этому
времени
Завод
энерго
-
защитных
устройств
(
ЗЭУ
)
в
Санкт
-
Петербурге
начинает
строительство
цеха
по
производству
силовых
вари
-
сторов
.
Этому
способствовали
многие
обстоятельства
:
глубокое
изучение
специалистами
завода
мирового
опы
-
та
производства
варисторов
,
желание
внедрить
в
производство
собствен
-
ные
уникальные
методики
,
наличие
оборонного
заказа
,
не
допускающего
использования
импортных
комплек
-
тующих
и
,
не
в
последнюю
очередь
,
стремительное
падение
курса
рубля
.
Среди
наработок
особое
место
всегда
занимала
не
имеющая
ана
-
логов
методика
прессования
вари
-
сторов
с
примене
-
нием
ультразвука
,
которая
была
основой
докторской
диссертации
техни
-
ческого
директора
завода
М
.
А
.
Кра
-
савиной
.
В
диссертации
получили
развитие
идеи
профессора
С
.
И
.
Пу
-
гачева
.
Эта
методика
,
включая
состав
и
режимы
обработки
,
была
разработана
в
период
с
1995
по
1998
г
.
и
защищена
рядом
патентов
.
В
процессе
отладки
технологической
цепочки
накопился
немалый
опыт
программирования
характеристик
варисторов
варьированием
состава
массы
,
режимов
обжига
и
параметра
-
ми
прессования
.
Для
оценки
достигну
-
тых
результатов
в
совершенствовании
технологии
производства
и
определе
-
нии
свойств
варисторов
был
создан
уникальный
комплекс
испытательных
установок
,
обеспечивающий
воз
-
можность
экспериментальной
про
-
верки
электрических
характеристик
в
существенно
большем
объеме
,
чем
это
предусмотрено
международными
и
национальными
стандартами
.
Уже
в
1999
г
.
была
выпущена
партия
варисторов
со
специальными
харак
-
теристиками
для
нужд
Министерства
обороны
.
С
2000
г
.
завод
начал
серий
-
но
выпускать
собственные
варисторы
диаметром
37, 41, 46, 60
и
80
мм
—
десять
тысяч
варисторов
в
первый
год
,
тридцать
тысяч
—
во
второй
;
произ
-
водство
уверено
расширялось
.
Летом
2005
г
.
был
изготовлен
«
миллионный
»
варистор
,
а
уже
с
2006
г
.
завод
изготавливает
более
миллио
-
на
варисторов
ежегодно
.
ЗЭУ
п р о и з в о д и т
более
ста
типов
и
модификаций
ограничителей
перенапряже
-
ний
во
всех
видах
внешней
изоляции
для
широкого
круга
задач
,
более
300
тыс
.
единиц
обору
-
дования
эксплуати
-
руется
в
настоящий
момент
в
россий
-
ских
и
зарубежных
сетях
.
Изначально
ориентируясь
на
стан
-
дартны
качества
,
задаваемые
веду
-
щими
мировыми
производителями
,
такими
,
как
ABB
и
Ray
с
hem,
к
концу
первого
десятилетия
нынешнего
века
завод
неожиданно
оказался
в
одиночестве
на
европейской
земле
.
Все
варисторные
производ
-
ства
переехали
в
Индию
и
Китай
.
При
этом
произошло
некоторое
снижение
качества
,
вызванное
,
возможно
,
стремлением
удешевить
продукцию
,
и
прежде
всего
путем
унификации
.
В
этих
обстоятельствах
возможности
завода
по
выпуску
мелкосерийных
партий
варисторов
54
СЕТИ РОССИИ
для
кабельных
линий
из
сшитого
полиэтилена
.
Немало
сделано
и
в
помощь
про
-
ектировщикам
и
эксплуатационни
-
кам
—
издана
серия
методических
пособий
,
посвященных
проблемам
выбора
и
эксплуатации
ОПН
в
элек
-
трических
сетях
в
типовых
случаях
.
Для
сложных
условий
организована
система
технической
поддержки
—
заинтересованные
специалисты
имеют
возможность
получить
под
-
робную
консультацию
,
расчет
и
под
-
бор
необходимых
параметров
ОПН
.
Кроме
того
,
специалисты
завода
входят
в
экспертные
советы
Холдин
-
га
МРСК
и
ряда
крупных
нефтяных
компаний
.
Однако
именно
уникальный
опыт
создания
варисторов
повышенной
плотности
и
малой
пористости
ока
-
зался
,
как
никакой
другой
,
актуален
в
настоящее
время
,
поскольку
еще
пять
лет
назад
на
заводе
начались
опыты
по
применению
при
ультра
-
звуковом
прессовании
порошков
и
добавок
наноразмерной
крупности
,
т
.
е
.
использование
нанотехнологии
.
Основной
целью
методики
являет
-
ся
создание
сверхплотных
варисто
-
ров
большого
диаметра
,
которые
не
могут
быть
изготовлены
ни
одним
из
известных
ныне
способов
.
В
2009
г
.
в
результате
многолетних
исследо
-
ваний
в
области
подбора
высокоад
-
гезивных
порошков
,
специальных
режимов
прессования
на
основе
расчета
колебательных
систем
для
возбуждения
ультразвукового
поля
в
прессуемых
порошках
,
подбора
температурных
режимов
обра
-
ботки
сформованной
массы
был
изготовлен
варистор
диаметром
123
мм
с
током
пропускной
способ
-
ности
3500
А
.
Этот
реально
суще
-
ствующий
полупроводник
далеко
не
исчерпывает
возможности
методи
-
ки
,
а
скорее
подчеркивает
правиль
-
ность
выбранного
направления
.
Следует
отметить
,
что
габаритные
размеры
современных
ОПН
опреде
-
ляются
во
многом
свойствами
той
среды
,
в
которой
они
работают
,
т
.
е
.
окружающего
их
воздуха
.
Появление
и
все
более
широкое
применение
комплектных
распределительных
устройств
с
элегазовой
изоляцией
(
КРУЭ
)
ставит
новую
задачу
по
раз
-
работке
ОПН
для
этих
устройств
.
Для
защиты
изоляции
КРУЭ
необходимы
ОПН
с
существенно
меньшими
габа
-
ритными
размерами
,
чем
серийно
выпускаемые
аппараты
для
обыч
-
ных
электрических
сетей
.
Создание
серии
таких
аппаратов
с
существен
-
но
сокращенными
габаритами
за
счет
совершенствования
свойств
варисторов
введением
специально
подобранных
нанодобавок
являет
-
ся
одним
из
очевидных
областей
применения
нановаристоров
.
Дру
-
гие
направления
—
создание
сверх
-
мощных
ОПН
в
обычных
габаритах
для
защиты
спецобъектов
,
каче
-
ственно
иные
возможности
защиты
сетей
постоянного
тока
и
так
далее
.
Не
исключено
,
что
появление
вари
-
сторного
материала
нового
уровня
даст
толчок
к
созданию
принипиаль
-
но
новых
аппаратов
,
не
существу
-
ющих
сейчас
даже
в
виде
идей
,
как
в
свое
время
появление
силовых
варисторов
позволило
создать
новый
класс
защитной
аппаратуры
—
ограничители
перенапряжений
.
Программа
исследований
на
ближайшие
годы
включает
созда
-
ние
экспериментальной
установки
и
разработку
технологии
прессо
-
вания
изделий
из
порошков
нано
-
размерных
материалов
совмест
-
ным
воздействием
статического
механического
и
ультразвукового
полей
;
исследование
физическими
методами
макро
-
и
микрострукту
-
ры
,
а
также
химического
строения
изготовленных
по
новой
техноло
-
гии
оксидно
-
цинковых
варисторов
;
анализ
по
результатам
комплекс
-
ных
испытаний
эксплуатационных
характеристик
ОЦВ
,
изготовленных
по
новой
технологии
и
многоедру
-
гое
.
Предполагается
создавать
нано
-
размерные
композиции
на
основе
оксида
цинка
путем
осаждения
гидрооксида
цинка
аммиаком
из
водных
нитратных
растворов
,
фильтрацией
осадка
,
удалением
гидратной
воды
термообработкой
с
последующим
получением
нанораз
-
мерных
частиц
оксида
цинка
без
связанной
воды
,
удаление
консти
-
туционной
воды
и
получение
харак
-
теристики
наночастиц
с
помощью
атомносиловой
спектрометрии
.
Несомненно
,
уровень
и
масштаб
работ
ЗЭУ
выходит
за
рамки
одного
предприятия
и
сроки
завершения
начатых
исследований
могут
быть
определенно
названы
лишь
в
слу
-
чае
активного
содействия
всерос
-
сийских
структур
,
отвечающих
за
развитие
науки
и
техники
.
с
прогнозируемыми
,
подчас
предель
-
ными
характеристиками
,
приоб
-
рели
новый
смысл
,
как
для
глубоких
научных
исследований
,
так
и
для
разработки
принципиально
новой
защитной
аппаратуры
.
Научно
-
техническая
работа
на
ЗЭУ
не
ограничивается
только
варистор
-
ной
тематикой
.
Большое
внимание
уделяется
методам
диагностики
вари
-
сторов
и
ОПН
в
эксплуатации
.
Внедрены
новые
методики
испы
-
таний
,
изготавливается
контрольная
аппаратура
,
позволяющая
получить
максимально
точную
информацию
о
состоянии
ОПН
.
Запатентовано
несколько
десятков
конструкторских
решений
в
области
создания
защит
-
ных
аппаратов
на
основе
ОПН
,
таких
,
например
,
как
коробки
транспозиции
Оригинал статьи: Неожиданное одиночество
В электрических сетях широко используются аппараты, обеспечивающие защиту изоляции основного оборудования от повреждений при кратковременных повышениях рабочего напряжения, называемых перенапряжениями, которые могут возникать из-за плановых и неплановых (аварийных) изменений в схеме сети (коммутационные), вызванных работой коммутационной аппаратуры или повреждения изоляции электроустановок.
