ПЗІП по VG-технології

By Немченко Лілія 6 років ago
Home  /  Статті  /  ПЗІП по VG-технології

При експлуатації телекомунікаційних та інформаційних комплексів, електронних приладів, систем автоматики і телемеханіки часто доводиться стикатися з негативним впливом перенапруг. Особливо помітно цей вплив проявляється в найбільш складних системах, таких, наприклад, як мережі зв’язку.

Статистика показує, що число пошкоджень апаратури через кидки струмів і напруг подвоюється кожні три-чотири роки. Перенапруги викликають старіння напівпровідникових структур, помилки при передачі інформації і знищення даних в накопичувачах. Прямі удари блискавки, а також потрапляння промислової напруги в незахищені лінійні споруди та обладнання зв’язку можуть стати причиною пожежі і загибелі людей.

8.1

Значні матеріальні збитки пов’язані з непрямим впливом грозових розрядів. Вони обумовлені порушенням технологічних процесів внаслідок виходу з ладу систем технологічного управління. Чому нове обладнання потребує якісно нового підходу до захисту від перенапруг в порівнянні з попереднім поколінням електронної техніки? Це пов’язано, перш за все, зі зміною елементної бази.

Щільність елементів на кристалах мікросхем за останні роки значно збільшилася, що призвело відповідно до зменшення напруги пробою. Тому навіть при зовнішньому невеликому електромагнітному впливі може виникнути ситуація, яка може призвести до пошкодження мікросхем.
У джерелах електроживлення скоротилася кількість трансформаторів і дроселів, індуктивність яких гасить викиди напруги живлення, зменшилися їх розміри, при цьому все більше функцій виконують електронні схеми, більш схильні до дії перенапруг. Крім виведення з ладу електронних блоків пристрою електроживлення і порушень його роботи (збоїв в схемах генераторів, регуляторів і т. п.), існує небезпека потрапляння імпульсних перешкод через ланцюги живлення безпосередньо в устаткуванні.

Цифрові схеми характеризуються надзвичайно малими енергіями корисних сигналів. Тому захист від електромагнітних впливів є обов’язковою умовою безперебійної роботи.

Все більш зростаюча в сучасному суспільстві роль комплексів систем передачі та обробки інформації збільшує економічні втрати внаслідок відмов цих систем або збоїв в їх роботі. Крім того з кожним роком неухильно зростає значення чутливої ​​вбудованої електроніки в процесах життєдіяльності людини. Що в свою чергу висуває підвищені вимоги до захисту подібних пристроїв і комунікаційних каналів.

8.2Для захисту обладнання від перенапруг (викликаних вторинними впливами грозових розрядів, електромагнітними і електростатичними імпульсами, комутаційними процесами) використовуються Пристрої захисту від імпульсних перенапруг (скорочено – ПЗІП). Для захисту від набагато більш руйнівних і енергоємних часткових струмів блискавки застосовуються модулі блискавкозахисту. Зазвичай подібні пристрої будуються на базі розрядників. Подібні пристрої встановлюються як пристрої Типу 1 (клас B, груба захист) в безпосередній близькості від електричного введення в будівлю або промисловий об’єкт. Для забезпечення оптимального рівня захисту, рівень напруги, що потрапляє в мережу після влаштування грубого захисту повинен бути знижений. Це досягається наступним застосуванням ПЗІП Типу 2 в якості «середнього» захисту і ПЗІП Типу 3 в якості «тонкого» захисту.

Компанія CITEL завдяки єдиною у своєму роді VG – технологією вперше вдалося поєднати в одному пристрої всі три ступені захисту.

Мінімізація трудовитрат по монтажу пристрою і джерел помилок

Завдяки комбінації всіх трьох рівнів захисту в одному пристрої відпадає необхідність в трудомісткому монтажі трьох пристроїв. Крім того, при монтажі роздільних пристроїв необхідно забезпечувати координацію їх спрацьовування. Якщо довжина проводки між пристроями різних ступенів захисту недостатня для забезпечення координації, виникає необхідність включення між ними додаткових узгоджувальних дроселів, що в свою чергу здорожує і ускладнює електроустановку. Завдяки об’єднанню всіх трьох ступенів захисту в одному пристрої необхідність в цьому відпадає. Також скорочується кількість можливих помилок при інсталяції і спрощується процес планування електроустановки.

Вимоги до триступеневого приладу блискавкозахисту і захисту від імпульсних перенапруг.

Комбінований модуль захисту Типів 1 + 2 + 3 повинен відповідати вимогам, що пред’являються до пристроїв всіх трьох ступенів захисту. При цьому особливо важливо, щоб він міг відводити часткові струми блискавки і щоб при його спрацьовуванні залишкова напруга (рівень захисту) знаходилася в межах допустимих для пристроїв «тонкого» захисту.

Згідно МЕК 60364-5-53 пристрій блискавкозахисту має витримувати струми блискавки силою мінімум 12,5кА. МЕК 61643-1 визначає параметри тестування модулів блискавкозахисту імпульсом струму хвилі 10 / 350μs на випадок, якщо в низьковольтну електроустановку потрапляє струм блискавки 100ка. Це відповідає максимальному навантаженні при найбільш несприятливих обставинах. У 4-х провідний системі таким чином кожен провідник навантажується струмом 25кА. (Рис.1)

Відвідна здатність ПЗІП класу B (на полюс)

Відвідний струм блискавки Iimp
Клас блискавкозахисту Захист від імпульсних перенапруг між L и N Захист від імпульсних перенапруг між N и PE
I ≥ 100 kA/m ≥ 100 kA
II ≥ 75 kA/m ≥ 75 kA
III/IV ≥ 50 kA/m ≥ 50 kA

m: кількість провідниів, наприклад L1, L2, L3, N à m = 4

табл. 1

Щоб до того ж забезпечити оптимальний захист для кінцевих пристроїв, згідно DIN EN 60664-1 залишкову напругу (рівень захисту) не повинно перевищувати рівня стійкості ізоляції – 1500В.

Комбінований захисний пристрій DS250VG маючи значення відвідного струму блискавки Iimp = 25кА на полюс і рівень захисту Up <1500В розраховано на максимальні навантаження і відповідає всім відповідним нормам.

Сертифікати

Відповідність пристрою DS250VG вищевказаним нормам підтверджується сертифікатами VDE і ÖVE а також знаком VDE на корпусі пристрою, що говорить про повну відповідність пристрою вищевказаним нормам.

Техніка

Реалізація подібного пристрою стала можлива завдяки розробці і виробництву всіх компонентів «з однієї руки». Щоб відводити високі енергії розрядів блискавки повинні були бути розроблені особливо потужні компоненти. Пристрій DS250VG складається з послідовно включених варисторного блоку високої потужності і газонаповненого розрядника. Завдяки комбінації цих двох компонентів були використані їхні переваги і взаємно виключені недоліки. У черговому режимі завдяки опору газоразрядника, який лежить в області декількох гігаом, робочі струми і струми витоку відсутні. Відповідно відсутній розігрів і пов’язане з ним старіння варістора.

Іншим суттєвим плюсом даної технології є:

Повна відсутність супроводжуючих струмів.

Дану перевагу наочно можна побачити на наведеному нижче графіку (рис.2).

Тут DS250VG був випробуваний імпульсом з кутом зміщення приблизно 60 ° (t = 0 ms) щодо напруги в лінії. При цьому імпульс перенапруги був впевнено відведено. Після проходження імпульсу варистор закривається і гасить розрядник. Пристрій практично відразу переходить в початковий стан.

8.3                           8.4

                           мал. 2                                                                                                мал. 3

На сусідньому графіку (мал. 3) показана робота пристрою на базі звичайного розрядника в тій же ситуації. З графіка видно, що після відводу імпульсу через пристрій протягом 2-х напівхвиль протікав супроводжуючий струм з мережевого трансформатора. Таким чином на цей час було перервано енергопостачання кінцевих пристроїв споживача електроенергії.

Тут також необхідно враховувати, що струм короткого замикання в точці підключення пристрою на базі звичайного розрядника не повинен перевищувати значення параметра «гасіння супроводжуючого струму», що приводиться в тех. документації. В іншому випадку необхідно вживати додаткові заходи щодо забезпечення гасіння розрядника.

Висновок: завдяки комбінованому модулю Типу 1 + 2 + 3 DS250VG можна простіше і швидше, а також з меншими витратами реалізувати повний захист електроустановки відповідно до сучасних вимог. Трудовитрати по інсталяції та джерела помилок при цьому мінімізуються і, завдяки унікальній VG-технології, виключається можливість виникнення супроводжуючих струмів і збільшується термін служби варістора.

Володимир Спектор, CITEL

 

 

 

 

Category:
  Статті
this post was shared 0 times
 000
About

 Немченко Лілія

  (14 articles)