Защита от перенапряжений
Защита от перенапряжения WAGO для повышенной безопасности и более длительной эксплуатации Перенапряжения ведут к большинству повреждений в процессе эксплуатации в измерительных линиях, линиях управления, линиях данных и линиях электропередач.
Определение некоторых важных технических терминов
Номинальное рабочее напряжение (VBN) - соответствует напряжению, которое может быть постоянно соединено с подходящим зажимом модуля защиты от перенапряжений. Переменные напряжения считаются эффективными значениями.
Макс. рабочее напряжение (VBmax) - соответствует напряжению, которое может быть постоянно соединено с подходящим зажимом без изменения рабочих параметров и активирования защитных элементов индивидуального модуля.
Номинальный ток (IN) - соответствует току, который может постоянно проходить через зажимы устройства защиты от перенапряжений.
Номинальный ток разряда (ISN) - максимальное значение тока с формой волны в 8/20 мксек (DIN VDE 0432/10.78 часть 3), которое может проходить через разрядник для защиты от перенапряжений пять раз в течение промежутка времени в 30 секунд (VDE), не разрушив его.
Макс. ток перегрузки (lSmax) - определяет максимальное значение напряжения с формой волны в 8/20мксек, которое может пройти через разрядник для защиты от перенапряжений один раз, не разрушив его.
Уровень защиты - значение остаточного напряжения, возникающего на "защищенной" стороне разрядника для защиты от перенапряжений при протекании номинального тока разряда.
Время реакции (tan) - главным образом основано на физических свойствах разрядников для защиты от перенапряжений и зависит от продолжительности волнового фронта импульсного напряжения. Данные WAGO относятся к повышению В/мксек
Выход из строя электрических и полупроводниковых компонентов может привести к простоям в работе. Перенапряжение может быть сгенерировано путем переключения электрического оборудования с режима "включен" в режим "выключен" или разрядами. Устройства, созданные для защиты электрооборудования от подобных напряжений, называются УЗП (устройства с защитой от перенапряжений). УЗП могут состоять либо из одного компонента, либо из комбинации компонентов.
Различные используемые компоненты можно разделить по типу предлагаемой защиты:
- Низкий уровень защиты
- Средний уровень защиты
- Высокий уровень защиты
Границы между данными уровнями защиты можно четко определить, после чего выбранные устройства будут различаться соответственно. Следующие компоненты доказали свою работоспособность в данных сферах применения: Газонаполненные разрядники для защиты от перенапряжения и искровые промежутки Газонаполненный разрядник для защиты от перенапряжения состоит из двух электродов, находящихся в керамической или стеклянной трубке, наполненной сжатым инертным газом. Искровой промежуток - это просто два электрода в воздухе, находящиеся на определенном расстоянии друг от друга.
Когда достигнуто напряжение зажигания, сопротивление снижается из-за ионизации и ток начинает проходить. Сопротивление устройства опускается с высокого до низкого по мере отведения. Напряжение в пределах устройства, после того, как дуга появилась, составляет обычно 10 В ... 30 В. Поэтому ток будет продолжать проходить до тех пор, пока напряжение не опустится ниже этого уровня. Поскольку нельзя гарантировать, что это произойдет в типичной ситуации, перед устройством должен быть установлен предохранитель, чтобы обеспечить отсоединение от источника питания.
Преимущества газонаполненного разрядника: высокая для его размера допустимая нагрузка по току. Тем не менее, есть и недостатки: немалое время реакции, а при использовании переменного тока действует как вентиль для источника питания.
Варистор Варистор - это нелинейный резистор. Распространенным типом варистора обычно называют металлооксидный варистор (МОВ) из-за его метода производства. У варисторов очень высокое сопротивление до тех пор, пока их пороговое напряжение не достигнуто. После чего они опускаются до низкого сопротивления и могут выдержать высокие токи в течение короткого периода времени. У них малое время реакции, а их допустимая нагрузка по току зависит от площади поверхности металлооксидного материала. Размер МОВ может быть изменен, чтобы он Варисторы меньше стандартного размера могут стареть с постоянным всплеском проводимости, что приводит к уменьшению полного сопротивления и повышению утечки.
При постоянно приложенном напряжении (переменный и постоянный ток), превышающем показатель устройства, МОВ может перегреться, а при определенных обстоятельствах, даже взорваться. Поэтому качественное устройство защиты от перенапряжений важно, поскольку оно будет включать в себя меры защиты по отключению неисправных компонентов до того, как безопасность будет подвергнута риску. Супрессорный диод (или кремниевый лавинно-пролетный диод)
Эти устройства имеют электрические характеристики, схожие с диодом Зенера, но рассчитаны на сверхток. Когда номинальное напряжение пробоя превышено (в непроводящем направлении), диод превращается в проводник. Супрессорный диод отличается от опорного своей высокой допустимой нагрузкой по току и более малым временем реакции (в пикосекундном диапазоне).
Испытательный импульс
Разрядники для защиты от перенапряжений нормируются стандартизированным испытательным импульсом затем, чтобы систематизировать возможности и эффективность мер защиты относительно способности рассеивания и ограничения напряжения. Форма и уровень тестовых импульсов определены МЭК 60060-1/DIN VDE 0432, часть 2.
Предпочтительными являются импульсные напряжения в 1,2/50 и импульс тока в 8/20. Рекомендации к применению Преимущества газонаполненных разрядников для защиты от перенапряжений заключаются в их высокой допустимой нагрузке по току, что делает их идеальными для грубой защиты. Одним недостатком, особенно для среднего уровня защиты, является относительно долгое время реакции, равно как и сопровождающий ток. Варисторы имеют значительно меньшее время реакции, но тем не менее, они также имеют большие токи утечки. Это делает их более подходящими для среднего уровня защиты, поскольку их применение в качестве грубой защиты ограничено. Если соединительные линии электронного оборудования уже имеют "высокий" уровень защиты, общих и средних мер защиты будет достаточно.
В противном случае, супрессорные диоды с очень коротким временем реакции могут быть использованы в качестве высокого уровня защиты. АВТОМАТИЗАЦИЯ WAGO предлагает полный спектр модульных клемм со встроенными разрядниками для защиты от перенапряжений для низкого, среднего и высокого уровня защиты. В зависимости от применения, можно выбрать подходящий тип из ранее упомянутых разрядников для защиты от перенапряжений. Они соединены электрически в модульных клеммах между соединительными точками и несущей рейкой. Автоматическое защелкивание клеммы на заземленную несущую рейку дает необходимую защиту от перенапряжения. Зачастую используется только один разрядник для защиты от перенапряжений в целях снижения стоимости системы. Тем не менее, из-за того, что один разрядник для защиты от перенапряжений не может оптимально обеспечить несколько защитных функций, рекомендуется использовать сочетание устройств. Нужно позаботиться о том, чтобы ступени устройств защиты были достаточно разъединены индуктивностями и резисторами
В дополнение к одноступенчатым разрядникам для защиты от перенапряжений, АВТОМАТИЗАЦИЯ WAGO также предлагает многоступенчатые разрядники для защиты от перенапряжений, сочетающие компоненты для различного применения. Данные съемные модули вставляются в базовые клеммы. Они монтируются на DIN-рейку и предоставляют безопасное соединение CAGE CLAMP®, не требующее технического обслуживания, для проводников от 0,08 мм2/AWG 28 до 2/AWG 14. Дополнительно, подавление помех для устройств ограничения перенапряжений. В дополнение к защите от перенапряжений в схему может входить высокочастотный фильтр подавления помех. Данный фильтр может не только защищать оборудование от высокочастотной энергии, передаваемой по соединительным проводам, но и предотвращает передачу помех на линии питания. Основным компонентом фильтра является LC-схема, которая создает несоответствие между сопротивлением фильтра и сопротивлением пути помехи. Таким образом, любая помеха отражается обратно к источнику