Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
Виробництво електроенергії за 8 місяців збільшилося на 2.1%
21.09.2018р.

Виробництво електроенергії в об'єднаній...

Нацкомісія з 1 жовтня підвищує тариф «Енергоатому»
21.09.2018р.

Національна комісія, що здійснює державне...

Ринок електроенергії вимагає підвищення тарифів…
20.09.2018р.

В Україні тариф для населення на сьогодні покриває...

«Volvo» представила електровантажівку із запасом ходу 300 км
18.09.2018р.

«Volvo Trucks» презентувала нову електричну вантажівку...

На горі Хом'як у Карпатах встановили сонячні панелі
18.09.2018р.

На вершині карпатської гори Хом’як змонтували...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

4752
16.07.2007р. |
Weidmuller: система захисту від імпульсних перенапруг

Одночасно із упровадженням електрики у виробництво й у побут виникла проблема імпульсних перешкод. Усім відомі спотворення зображення на екрані телевізора, коли сусід вмикає дриль, або "вибивання пробок" під час грози. Усе це найпростіші приклади впливу короткочасних викидів напруги – імпульсних перешкод.
"Електротема" № 2 (58) 2005 року

На сучасному автоматизованому підприємстві розміщені поруч силові електричні машини, електрогенератори, комп`ютери, датчики, кабелі електроживлення і шини передачі цифрових даних, кожен з яких має власне електромагнітне поле, що створює наведений заряд у сусідніх чутливих електронних приладах і може вивести їх з ладу. Але найбільш руйнівні наслідки може мати удар блискавки, що наводить короткочасний імпульс величезної енергії в колах живлення будинків. Вирішення цієї проблеми почалося у 1989 році разом із прийняттям міжнародної директиви з електромагнітної сумісності 89/336/ЕЕС, яка наклала обмеження на рівні випромінювання електромагнітних перешкод.

Захист від перенапруг входить у концепцію електромагнітної сумісності, що законодавчо закріплено в багатьох країнах. Це спонукало до створення цілої галузі з виробництва пристроїв захисту від імпульсних перешкод і грозозахисту.

Німецька фірма Weidmuller Interface - світовий лідер з виробництва комплектуючих елементів для автоматизації промислових та цивільних об`єктів. Вона добре відома як виробник клем, конекторів і електромонтажного інструменту найвищого класу. Крім того, одним з основних напрямків діяльності фірми є виробництво електронних модулів для захисту від імпульсних перенапруг.

Необхідність встановлення системи захисту від імпульсних перешкод, у тому числі й від ударів блискавок, очевидна, коли мова йде про склади боєприпасів і вибухових речовин або нафто- і газопереробні заводи. Дуже важливо установити їїна промислових підприємствах, де цього вимагають Правила улаштування електроустановок (ПУЕ) та стандарти. Але, на жаль, для приватних будинків вимоги щодо встановлення системи грозозахисту і захисту від перенапруг не є обов’язковими. Така необов`язковість дорого коштує споживачам. При ударі блискавки наведені імпульсні перешкоди можуть пошкодити комп`ютерну мережу, дорогі електричні й електронні прилади, а найгірше – можуть постраждати люди. Установка системи грозозахисту, вартість якої незмірно нижча від втрат, спричинених одним ударом блискавки, дозволяє уникнути цих втрат.

Хто береженого береже

Що таке перенапруга? Це зростання напруги, прикладеної до приладу чи системи, до рівня, який перевищує обумовлений стандартом і при якому можливе порушення ізоляції чи працездатності пристрою за певний період часу.

Основними причинами виникнення перенапруг (імпульсних перешкод з часом наростання фронту менше одиниць мілісекунд) є:

1. Струми грозових розрядів (блискавок) становлять близько 200 кА. При ударі блискавки в атмосфері створюється канал іонізованого повітря, по якому відбувається розряд. Тривалість імпульсу може сягати 1-500 мкс, а напруга - 100 кВ. Зазвичай, 90% енергії відводиться зовнішніми громовідводами, а 10% потрапляє в електричні кола будинку і може впливати на електричні чи електронні прилади як прямою дією струму, так і через наведені потенціали;

2. Перехідні процеси при перемиканні зустрічаються набагато частіше, ніж розряди блискавок. Наприклад, у звичайній мережі електроживлення змінного струму при перемиканні силових приладів чи короткому замиканні виникає дуже швидка зміна струму з часом наростання фронту імпульсу менш одиниць мікросекунд. У системах з реактивним навантаженням це викликає перехідні процеси, що призводять до виникнення перенапруги у вигляді високочастотних коливань чи високовольтних піків напруги;

3. Електростатичний розряд (ESD) виникає при звільненні заряду, накопиченого при терті. Розряд може досягати десятків тисяч вольт. Такий імпульс може вивести з ладу, наприклад, електронну мікросхему при її паянні.

Основним принципом захисту від перенапруги є придушення імпульсної перешкоди тривалістю менше одиниць мікросекунд. Для цього потрібно, щоб захисний пристрій мав: час реакції менший від тривалості імпульсу перенапруги; поглинав його енергію в кількості, достатній для усунення впливу перешкоди на систему; мав залишкову напругу, близьку до номінального значення напруги кола, яке захищає.

У пристроях захисту від перенапруги фірми Weidmuller використовується три типи електронних приладів. Це газорозрядний пристрій, варистор і супресор-діод.

Газорозрядний пристрій складається з трубки, заповненої аргоном чи неоном, і електродів, виготовлених зі спеціального сплаву. Усе це поміщено в скляний чи керамічний корпус. Коли до такого пристрою прикладається висока імпульсна напруга зі швидкістю близько 1 кВ/мкс, у трубці виникає розряд. Чим менше швидкість наростання фронту, тим вищою повинна бути напруга, `запалююча` розряд.

Через такий пристрій може проходити струм до 100 кА. Незважаючи на чудову здатність знижувати напругу, газорозрядник має час реакції від сотень наносекунд до одиниць мікросекунд, що є в десятки разів повільніше порівняно з металооксидними варисторами - електронними приладами, які, по суті, є резисторами з опором, що залежить від прикладеної напруги. Вони виготовляються з оксиду цинку і мають форму диска. При підвищенні напруги вище від номінальної варистори плавно підвищують опір, обмежуючи сигнал до величини залишкової напруги близько ста вольт. Такі прилади здатні працювати зі струмом до 40÷80 кА. Недоліком варисторів є їхнє старіння після кожного розряду, що скорочує час служби приладу до декількох років. Їхня ємність складає понад 1000 пф і не дозволяє використовувати варистори для захисту сигналів з частотою вище 100 кГц. У таких випадках краще застосовувати швидкодіючий супресор-діод. Він працює за принципом стабілітрона, але відрізняється від нього швидкістю перемикання, яка лежить у пікосекундному діапазоні, і здатністю пропускати струм до 200 А. Кожен з цих приладів не забезпечує ідеального придушення перешкод, тому в пристроях захисту від перенапруги фірми Weidmuller використовуються комбінації цих електронних приладів.

Коли імпульс перенапруги з амплітудою 10 кВ і швидкістю наростання фронту близько 1 кВ/мкс надходить на вхід схеми, він викликає розряд у газорозрядній трубці, що знижує амплітуду імпульсу до 600-700 В. Варистор знизить напругу до 100 В. При проходженні через супресор-діод амплітуда знижується до 35 В. Послідовність спрацьовування цих пристроїв визначається індуктивностями. Якщо фронт імпульсу перенапруги на вході системи пологий, тобто швидкість його наростання менше 1 кВ/мкс, то розряду в газорозрядній трубці не виникає, а імпульс перенапруги придушується наступними ступінями захисту - варистором і супресор-діодом.

У кожного свій рівень

У системі захисту від перенапруг, яку пропонує фірма Weidmuller, об`єктом захисту є кола електроживлення, контрольно-вимірювальні лінії і мережі передачі даних усередині споруди (заводу, житлового будинку, установи тощо).

Захист кіл електроживлення здійснюється за принципом поділу усіх приладів на класи ізоляції відповідно до національних стандартів і на зони захисту. Зона захисту характеризується наявністю цілком замкнутого екранованого контуру, що забезпечує еквіпотенційне заземлення. Наприклад, це може бути металевий фасад будинку чи металева арматура стін. Лінії електроживлення, що перетинають цей контур, повинні бути захищені. Усередині цієї зони можуть бути влаштовані зони наступного захисту, більш низького рівня. Сенс цього поділу в тім, що не потрібно, наприклад, кожен пристрій індивідуально захищати від прямого удару блискавки. Досить розділити всі прилади на групи і захистити кожну групу відповідно.

Такий принцип захисту від перенапруги має три рівні. Захист від блискавок з рівнем до 6 кВ розташовується на вхідному розподільному щиті, безпосередньо після головних запобіжників. Після лічильника електроенергії на електрощиті розташовуються пристрої захисту з рівнем 4 кВ. Прикладом може слугувати розподільний щиток, розташований на кожнім поверсі житлового будинку. Захист електричного устаткування й електронних приладів з рівнем 2,5 кВ розміщається безпосередньо поруч з об`єктом, що захищається. Наприклад, комп`ютер вмикається в розетку з убудованим захистом.

Усі пристрої для захисту від перенапруги фірми Weidmuller відповідають міжнародному стандарту CEI IEC61643-1, прийнятому в 1998 році, що визначає I, II і III класи (рівні) захисту.

Пристрої, класифіковані за першим класом, спрацьовують у найекстремальніших умовах - при прямому влученні блискавки, при струмах не менше 20 кА. Стандарт передбачає тестовий час наростання фронту імпульсу струму 10 мкс, а час спаду імпульсу до половини значення - 350 мкс. У технічній документації це позначається як характеристика кривої імпульсу 10/350 мкс.

Фірма Weidmuller пропонує пристрої першого класу для блискавкозахисту PU 1 TSG+, що мають газорозрядну трубку і можуть пропускати струм 50 кА при рівні напруги захисту 0,9 і 1,5 кВ і часі реакції менш 100 нс. PU I TSG пропускає струм 35 кА, спрацьовує при 0,9 і 1,5 кВ; час реакції менше 1 мкс. Усі ці прилади містять електронну схему керування, що при виникненні імпульсу перенапруги відразу ж запалює розряд у трубці, тим самим знижуючи поріг захисту і зменшуючи час реакції. Обидві моделі працюють у діапазоні температур від -40 до +85 0С, мають індикатор справності електронного блоку і сертифіковані за стандартами UL і КЕМА.

Існують також пристрої захисту першого класу, що містять потужні варистори. Для чотирипровідних систем мережі, наприклад TN-TT, з об`єднаними нейтральним проводом і землею (L1-L3, PEN), призначені блоки PU 3 В (230/400 В, 20 кА). Вони мають змінні модулі з дисплеями індикації. При проходженні імпульсу перенапруги індикатор змінює колір із зеленого на червоний. При візуальному огляді знімні модулі, що спрацювали, заміняються. Блоки мають два виходи з`єднання з землею для збільшення швидкості відводу струму. Модель PU 3 BR має убудоване реле для фіксації стану варистора при віддаленому контролі результатів діагностики системи. Для пятипровідних систем електроживлення, наприклад TN-TS, з розмежованими лініями нейтралі і землі (L1-L3, РЕ, N), застосовуються блоки з чотирма знімними модулями PU 4 B(BR) (230/400 В 25 кА). Усі пристрої кріпляться на рейку TS35 і встановлюються усередині корпуса чи на розподільному щиті.

Пристрої захисту від перенапруги, що належать до другого класу, застосовуються в колах розподілу електроживлення. Для однополюсного підключення стандарт передбачає тестовий струм 15 кА і характеристику кривої тестового імпульсу 8/20 мкс, а для 3- і 4-полюсного підключення - 100 кА і 8/20 мкс відповідно.

У номенклатурі фірми є широкий спектр блоків типу PU x C(CR), що містять від 1 до 4 знімних модулів з різними комбінаціями варисторів і убудованими реле для роботи з напругами 115, 230, 470 В. Моделі PU 4 С ТТ призначені спеціально для застосування в чотирипровідній системі типу TN-TT і містять модуль, який має газорозрядник для підключення між нейтральним проводом і землею.

Пристрої третього класу призначені для захисту устаткування: комп`ютерів, машин, верстатів. Їх тестова напруга складає 20 кВ, струм - 10 кА, характеристика імпульсу 8/20 мкс.

Серія приладів для захисту від перенапруги третього класу PU D слугує для захисту низьковольтного устаткування й електронних приладів від наведених потенціалів і перемикань у мережі. PU D установлюються після PU З безпосередньо перед приладом, що захищається. Рівень захисту кіл - до 16 А. До пристроїв захисту III класу відносять також і перехідники типу PU D ZS для цифрового й аналогового телефонного устаткування, а також телефонні розетки для аналогового і ISDN-сигналів.

За матеріалами Weidmuller Interface підготував

Роман БОРТНИК.

Теги та ключові фрази
Модуль захисту від перенапруги Orient що це таке, тривалість фронту імпульсу під час грози, Захист вторинних кіл від імпульсних перешкод, захист від перенапруги, скачать приложение пистолет на телефон самсунг 230-400, увеличение звука htc волд фаер с, скачать мод галакси он фаер 2 на нокиа 311 аша, електронний захист від перенапруги, импульсних перенапруг, Причини виникнення імпульсних перенапруг


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

18.08.2010р.

Пристрій для плавного пуску електродвигуна

Одним із самих головних недоліків асинхронних електродвигунів з короткозамкненим ротором є наявність у них великих пускових струмів. І якщо теоретично методи їх зниження були добре розроблені вже досить давно, то ось практично всі ці розробки застосовувалися дуже в рідкісних випадках

Більше статей за тегами
Пропозиції, що можуть Вас зацікавити
 19/09/2018
24
Більше пропозицій за тегами
При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.