Ограничители 
перенапряжений нелинейные
Нелинейные ограничители перенапряжений (ОПН) - защитные аппараты, выполненные на основе нелинейных сопротивлений с очень большой степенью нелинейности.
В отличие от вентильных разрядников, ОПН не имеют искровых промежутков и вольт-секундной характеристики. Основной характеристикой ОПН является вольт-амперная характеристика.
Нелинейные сопротивления, используемые в ОПН, выполняются на основе оксида цинка ZnO и,
как правило, называются варисторами.
Параметры выбора ОПН
Номинальный разрядный ток (при импульсе 8/20мкс)
Номинальное напряжение (выдерживаемое в течении 10с напряжение)
Длительно выдерживаемое напряжение
Остающееся напряжение
Пропускная способность ОПН
Характеристика «напряжение-время»
Ток взрывобезопасности
Изоляционные параметры покрышки
Варисторы
Микроструктура варисторов включает в себя кристаллы оксида цинка (полупроводник n – типа) и междукристал- лической прослойки ( полупроводник p – типа). Таким образом, варисторы на основе оксида цинка ZnO являются системой последовательно – параллельно включённых p – n переходов.
Структура варистора при наблюдении в электронный микроскоп с увеличением в 2400 раз.
Современные варисторы изготавливают в виде дисков диаметром 28-150мм и высотой 5-60мм. На торцевые части дисков наносятся алюминиевые электроды, толщиной 50-300мкм. Боковые поверхности покрываются защитным покрытием.
Производство варисторов
1 Влажное перемешивание исходных компонентов
2 Сушка смеси во встречном воздушном потоке
3 Прессование варисторов
4 Обжиг варисторов
5 Нанесение бокового защитного покрытия и метализация торцов
6 Электрические испытания
7 Варисторы готовы к сборке ограничителей
Конструкция ОПН
При изготовлении ОПН определённое количество варисторов последовательно соединяется в колонку.
В зависимости от требуемых характеристик ОПН и параметров варисторов ОПН может состоять из одной или нескольких параллельных колонок.
ОПН могут выполнятся с фарфоровой или полимерной изоляцией.
Корпусом ОПН с полимерной изоляцией служит труба из стеклопластика, на которую наносится защитное покрытие из кремниеорганической резины.
Преимущества силиконовой 
изоляции
Малый вес
Высокая гидрофобность
Стойкость к агрессивной среде
Взрывобезопасность
Стойкость к механическим повреждениям
Конструкция ОПН
Алюминиевый фланец
Стяжка из стекложгута
Варисторы
Дистанционная
шайба
Алюминиевый фланец
Конструкция ОПН
1. |
Защитная лента |
|
|
5 |
|
2. |
Корпус из силиконовой резины |
1 |
|||
6 |
|||||
3. |
Основание |
|
|
||
4. |
Линейный вывод |
7 |
|
|
|
|
|
6 |
2 |
7 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
3 |
|
|
5.Верхний фланец
6.Варисторы
7.Стяжка из отвержденного стекложгута
8.Нижний фланец
|
Конструкция ОПН |
|||||
1. |
Уплотнительная мембрана |
9 |
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|||
2. |
Крышка фланца |
|
|
|
|
6 |
3. |
Сопло |
7 |
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|||
4. |
Резиновое уплотнительное |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
кольцо |
|
|
|
|
|
5. |
Индикаторная пластина |
|
|
|
|
3 |
6. |
Фланец |
4 |
1 |
13 |
11 |
2 |
|
10 |
|
|
|
|
|
7.Битумная краска (демпфер)
11 |
8. |
Цементная заделка |
|
12 |
9. |
Отпескоструенная поверхность |
|
10. |
Варисторы |
||
|
|||
|
11. |
Распорка |
|
6 |
12. |
Фарфоровая покрышка |
|
|
13. |
Пружина |
|
|
5 |
|
ОПН в фарфоровой и полимерной покрышках
Опыт эксплуатации фарфоровых и полимерных изоляционных покрышек показывает, что частота отказов последних существенно выше.
Большее расстояние между колонкой варисторов и внешней боковой поверхностью фарфоровой покрышки приводит к уменьшению ёмкостной связи между варисторами и полупроводящим слоем загрязнения/увлажнения на поверхности покрышки.
ОПН в полимерной покрышке более подвержен сезонным колебаниям температуры, т.к. отдельные части ОПН имеют разный коэффициент температурного расширения.
ОПН в полимерной покрышке имеет практически 100% герметичность в отличие от ОПН с фарфоровой изоляцией (в последней применяются резиновые уплотнители)
ОПН в фарфоровой покрышке имеют существенно лучшие механические характеристики
ОПН в полимерной покрышке более взрывобезопасны.
ОПН в полимерной покрышке в 2-3 раза легче чем ОПН с фарфоровой покрышкой.