Ограничитель импульсных напряжений оин 1 схема подключения: Как подключить ограничитель импульсных напряжений оин 1

Содержание

Как подключить ограничитель импульсных напряжений оин 1

В промышленных и бытовых электрических сетях устанавливается оборудование, которое работает в заданных пределах силы тока и напряжения. Однако на питающих трансформаторных подстанциях, мощных силовых электродвигателях приходится периодически менять режимы работы. Переходной процесс характеризуется резким импульсным повышением электрических параметров сети. Наиболее опасными являются атмосферные разряды в виде молний, где импульсный скачок перенапряжения достигает критической величины способной вывести из строя электрическое оборудование. Для предотвращения таких аварийных ситуаций используется ограничитель импульсных напряжений.

Назначение и принцип работы

Ограничитель импульсных напряжений ОИН-1 нужен для защиты электросетей напряжением 380/220В. Это стандартные напряжения для питания электросетей. Импульсные скачки напряжения могут возникнуть в результате ударов молнии. Из-за них же и возникает разность потенциалов в земле. Кроме них выделяют коммутационные всплески в сети. Они возникают при включении или отключении мощных электроприборов или групповом старте потребителей в электроустановке. Коммутационные импульсы могут возникать при пуске мощных электрических двигателей или групповом пуске насосных станций, а также при включении конденсаторных установок.

Как работает ограничитель? Внутри ОИН-1 установлены варисторы. По принципу действия варисторы напоминают разрядники, которые использовались ранее. Поэтому ограничитель устанавливается параллельно защищаемой цепи. В случае, если напряжение в сети превысит допустимое (классификационное) напряжение варистора, он начинает замыкать провода, таким образом отводя опасность от подключенных после него электроприборов.

Конструкция

Кроме основного элемента — варистора с нелинейными характеристиками, ограничитель перенапряжения отличает специальный корпус из фарфора или полимера. Сам варистор изготавливается в большинстве случаев из вилитовых дисков (из особого керамического состава с основой в виде оксидов цинка со специальными добавками). Диски покрываются изолирующей обмазкой и устанавливаются в корпусе.

В зависимости от условий эксплуатации ограничители перенапряжения могут иметь различные исполнения.

На изображении цифрами обозначены следующие конструктивные элементы:

  • 1 — корпус;
  • 2 — предохранитель, срабатывающий после прохождения импульса напряжения, с параметрами силы тока короткого замыкания;
  • 3 — варисторный модуль, легко сменяемый без отключения базового элемента;
  • 4 — индикатор, показывающий текущий ресурс работы устройства;
  • 5 — насечки на контактных зажимах, увеличивающие плотность и площадь соприкосновения с целью предотвращения оплавления проводов в результате нагрева.

Область применения

Рассмотрим, где применяется на практике ОИН-1. Применение в реальной работе ограничителя импульсных напряжений достаточно широко. Его устанавливают во вводные щиты или щиты учёта потребителей. При этом его рекомендуется устанавливать до счётчика, чтобы защитить и его. О том, как правильно подключать ОИН-1 в щиток мы поговорим ниже.

Если вы собираетесь строить дом и подключаете участок к электроэнергии – в технических условиях на подключение будет указана необходимость установки устройства защиты от импульсных перенапряжений. Но такое требование вносится в большинстве случаев как прописано в ПУЭ – при воздушном вводе кабеля.

Официальная документация о применении ограничителя импульсных напряжений от ссылается на то, что рекомендуется его применение в системах заземления TN-S, TN-C-S в однофазной и трёхфазной сети.

Технические характеристики

Ни одно описание устройств не обходится без информации о технических характеристиках. ОИН-1 имеет такие характеристики:

  1. Длительно выдерживает напряжение до 275В, при стандартной частоте в 50 Гц.
  2. Устанавливается на дин-рейку.
  3. Ширина 17,5мм, что совпадает с размерами однополюсного автомата.
  4. Во время работы потребляет ток 0,7 мА, при 275В.
  5. Соответствует ГОСТам и прошёл сертификацию, поэтому может выдерживать импульсы до 10 кВ, с Iкз=5000А.
  6. Есть версия ОИН-1С, оборудованная световым индикатором наличия напряжения в сети.
  7. Клеммники позволяют подключать токопроводящие жилы от 4 до 16 мм.

Как подключить ОИН-1 в щитке

У этого устройства есть ряд функциональных аналогов от всех популярных производителей электротехники, поэтому и схемы их подключения в принципе аналогичны. В официальной документации схема подключения не слишком очевидна, она представлена в двух вариантах и выглядит следующим образом:

Обратите внимание первый вариант – подключение параллельно защищаемой цепи, а второй – последовательно с разъединителем. То есть в результате срабатывания ограничителя импульсных напряжений разъединитель должен разорвать цепь питания, чтобы избежать возгорания изделия и протекания тока по электрической дуге.

Но приведенная схема совсем не наглядно и не понятно изображена, и сразу возникает вопрос о том, как правильно установить аппарат. Поэтому ознакомьтесь с несколькими примерами подключения УЗИП в электросеть.

Схема прибора серии VC-122

Устройство защиты от импульсных перенапряжений и помех указанной серии подходит для понижающих трансформаторов. Также модель активно используется в щитках серии РС

В первую очередь важно отметить, что у модели применяется высоковольтный модулятор. Параметр выходной проводимости у него равен 2 мк

Для щитков РС19 модель подходит. Модулятор в данном случае подсоединяется через обкладку.

Фильтры разрешается использовать лишь проходного типа. Если рассматривать щитки серии РС20, то у них имеется демпфер. Расширитель для подключения используется магнитного типа

Также важно отметить, что понижающие трансформаторы на 200 В применяться не могут

Подробности Опубликовано: 29 Сентябрь 2015

Здесь привожу несколько типовых схем подключения устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Ниже вы найдете однофазные и трехфазные схемы для разных систем заземления: TN-C, TN-S и TN-C-S. Они наглядные и понятные для простого человека.

Сегодня существует большое количество производителей УЗИП. Сами устройства бывают разных моделей, характеристик и конструкций. Поэтому перед его монтажом обязательно изучите паспорт и схему подключения. В принципе, суть подключения у всех УЗИП одинаковая, но все же рекомендую сначала прочитать инструкцию.

Во всех выложенных схемах присутствуют УЗО и групповые автоматические выключатели. Их я указал для наглядности и полноты распределительного щитка. Эта «начинка» щитка у вас может быть совсем другая.

Схема подключения УЗИП в однофазной сети системы заземления TN-S.

На данной схеме представлен УЗИП серии Easy9 производителя Schneider Electric. К нему подключаются следующие проводники: фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный. Здесь он устанавливается сразу после вводного автомата. Все контакты на любом УЗИП обозначены. Поэтому куда подключать «фазу», а куда «ноль» можно легко определить. Зеленый флажок на корпусе указывает на исправное состояние, а красный флажок сигнализирует о неисправной касете.

Представленное устройство относится к классу 2. Оно одно самостоятельно не способно защитить от прямого удара молнии. Грамотный выбор УЗИП это сложная и уже отдельная тема.

Также рекомендуется защищать устройства УЗИП с помощью предохранителей.

Думаю тут все понятно.

Ниже представлена аналогичная схема подключения УЗИП, но уже без электросчетчика и с использованием общего УЗО.

Схема подключения УЗИП в трехфазной сети системы заземления TN-S.

На схеме также изображен УЗИП производителя Schneider Electric серии Easy9, но уже для 3-х фазной сети. На рисунке изображено 4-х полюсное устройство с подключением нулевого рабочего проводника.

Еще существует 3-х полюсное УЗИП этой же серии. Оно применяется в системе заземления TN-C. В нем нет контакта для подключения нулевого рабочего проводника.

Схема подключения УЗИП в трехфазной сети системы заземления TN-C.

Здесь изображен УЗИП фирмы IEK. Данная схема представляет собой обычный вводной щит для частного дома. Он состоит из вводного автомата, электросчетчика, УЗИП и общего противопожарного УЗО. Также на схеме показан переход с системы заземления TN-C на TN-C-S, что требуется современными нормами.

На первом рисунке изображен 4-х полюсный вводной автомат, а на втором 3-х полюсный.

Нет постояннее соединения, чем временная скрутка!

Вот здесь нужно быть очень внимательным. Неправильный выбор автоматического выключателя по номиналу может привести к возгоранию проводки или автомат будет срабатывать на отключение по пять раз.

У вас дома в квартирном щитке сработал автоматический выключатель. В итоге какая-то часть квартиры обесточилась. В такой ситуации оказывался практически каждый. Какие ваши дальнейшие действия.

Лампочки перегорали, перегорают и будут перегорать иначе не выгодно их производить. Сами подумайте завод изготовил одну лампочку, человек ее купил, вкрутил у себя дома и она работает положенны.

Кабели и провода играют одну из самых важных ролей в электропитании вашего дома. Не правильный выбор сечения может привести к перегреву изоляции, ее пробою, короткому замыканию и к серьезным п.

Друзья, уважайте чужой труд и при копировании материалов, пожалуйста, ставьте открытую ссылку на источник sam-sebe-electric.ru, а то свет отключу. |

Важное примечание

Мы рассмотрели для чего нужен ОИН-1 и как его установить. Но в обязательном порядке нужно добавить примечание из официальной документации:

Речь идёт о подключении автомата в разрыв питающего провода перед ограничителем. Это нужно для того, чтобы в случае короткого замыкания в ограничителе импульсов разорвать цепи и предотвратить негативные последствия случая.

Напоследок рекомендуем просмотреть видео, на котором доступно объясняется, как подключить ограничитель импульсных напряжений к сети:

На этом мы и заканчиваем описание характеристик и правил подключения ОИН-1. Надеемся, подготовленный обзор был для вас полезным и интересным!

Наверняка вы не знаете:

Источник

Предназначение и принцип действия ОИН-1

Устройство ограничителя импульсных напряжений необходимо для предохранения сети с показателем 380/220 В. Это классическое напряжение для работы электросетей. Резкие перепады напряжения могут образовываться из-за ударов молний. Из-за грозы также образуется контактная разность в почве.

Как выглядит устройство

Также напряжение может меняться из-за всплеска в электросети. Они образуются при подключении или выключении различных приборов в одну сеть. Резкие скачки могут образовываться при присоединении мощных электрических приборов или каких-нибудь систем.

Принцип действия прибора: изнутри ОИН-1 оснащен варистором. По принципу работы они похожи на разрядники, которые применялись раньше.

В таком случае устройство будет устанавливаться параллельно предохраняемой электроцепи.

Если же по каким-то причинам величина напряжения в сети станет больше разрешенной, прибор просто замкнет проводку, таким образом предупредив угрозу от включенных за ним бытовых приборов.

Чтобы понять, исправен прибор или нет, необходимо обратить внимание на цвет индикатора. Если он зеленый, то модуль будет в исправном состоянии, а если красный, то его необходимо поменять.

Для чего предназначены внутренние устройства молниезащиты и как они работают при разрядах

Стихийное возникновение молнии происходит внезапно, создавая огромные разрушения.

Защитить дом от него позволяет внешняя молниезащита, состоящая из молниеприемника, распложенного над крышей, а также молниеотвода и контура заземления.

Ток разряда, проникающий кратковременным импульсом по подготовленной цепи, имеет очень большую величину. Он наводит в близкорасположенной проводке здания и токопроводящих частях перенапряжения, способные сжечь изоляцию, повредить бытовые приборы.

Предотвратить опасные последствия грозового разряда предназначены внутренние устройства молниезащиты, представляющие собой комплекс технических устройств и приборов на основе модулей УЗИП с подключением их к системе заземления.

Они надежно работают не только при непосредственном ударе молнии по дому, но и гасят разряды, попадающие в:

  1. питающую ЛЭП;
  2. близлежащие деревья и строения;
  3. почву, расположенную рядом со зданием.

Если с ударом по ЛЭП обычно вопросов не возникает, то в последних двух случаях перенапряжение способно импульсом проникнуть в домашнюю проводку по контуру земли, трубам водопровода, канализации, другим металлическим магистралям, как показано на самой первой картинке

Работа внутренней молниезащиты происходит за счет подключения проникшего высоковольтного импульса на специально подобранный разрядник или электронный элемент — варистор.

Он включается на разность двух потенциалов и для обычного напряжения обладает очень большим сопротивлением, когда токи через него ограничиваются, не превышают нескольких миллиампер.

При попадании на схему варистора аварийный импульс открывает полупроводниковый переход, замыкая его накоротко. Через него начинает стекать опасный потенциал на защитное заземление.

После варистора опасное напряжение значительно ограничивается. На базе этих электронных компонентов созданы современные модули защиты — УЗИП.

Сфера применения

Ограничитель типа ОИН-1 используется достаточно часто. Его подключают в вводные щитки или для учёта потребителей. Желательно подключать его до счетчика, чтобы обезопасить и его.

Маркировка от производителя

Если необходимо построить дом и подсоединить всю территорию усадьбы к источнику электрической энергии – в техническом плане для такого подключения уже прописана норма установки ОИН-1 для защиты от скачков напряжения. Но это указание выполняется в основном, как прописано в правилах устройства электроустановок – при воздушном вводе провода.

Источник

Устройства серии TESSLA D32

Устройства данной серии производятся с проходными модуляторами. Контакты у них применяются подвижного типа. Для щитков серии РР20 указанное устройство используется часто. Модулятор подсоединяется через расширитель. Чаще всего он используется с преобразователем. Для решения проблем с повышением частоты устанавливается тетрод.

Если рассматривать щитки серии РР10, то в них имеется кенотрон. Указанный элемент устанавливается на два или три выхода. В первом варианте модулятор устройства подключается через демпфер. Параметр выходной проводимости у него равен 3,3 мк. Общее сопротивление в цепи составляет 30 Ом. Если рассматривать второй вариант, то для УЗИП потребуется динистор.

Установка УЗИП — ограничители импульсного перенапряжения, правильный монтаж и подключение

Ограничители импульсного перенапряжения — скачкообразное напряжение атмосферного происхождения является основной причиной выхода из строя электронного оборудования и простоев производства. Наиболее опасный тип перенапряжения вызван прямыми ударами молнии.

Фактически, молния создает пики тока, которые генерируют перенапряжения в сети электропередачи и передачи данных, последствия которых могут быть чрезвычайно нежелательными и опасными для систем, сооружений и людей. У разрядников для защиты от перенапряжений есть много применений, от защиты дома до коммунальной подстанции.

Они устанавливаются на автоматических выключателях внутри жилого дома, внутри вмонтированных трансформаторов, на полюсных трансформаторах, на столбовых стойках и подстанциях. В данной публикации мы расскажем как правильно подключать ограничители импульсного перенапряжения, и покажем схемы соединения. В частности здесь речь пойдет о конкретном устройстве ОИН-1.

Для чего нужен ОИН-1 и его функциональные возможности

Прибор ограничителя импульсных напряжений в первую очередь нужен для защиты электрической сети переменного тока 380/220v. Скачкообразные, импульсные напряжения, многократно превышающие штатные значения, могут возникать из-за грозовых разрядов.

Кроме этого, действующее сетевое напряжение может изменяться в следствия бросков тока в электросети. Возникают они как правило во время подсоединения к сети либо отключения каких либо мощных электрических устройств.

В схему прибора ОИН-1 включен мощный варистор, выполняющий функции разрядника, которые применялись в устройствах более старшего поколения.

Устройство защиты от импульсных перенапряжений в силовом щитке

В этом варианте прибор подключен к защищаемой электрической цепи по параллельной схеме.

В случае каких либо возникших аварийных ситуаций, когда штатное напряжение начинает периодически «прыгать» до критического уровня, тогда устройство защиты мгновенно сработает.

Принцип действия защиты заключается в следующем. Во время образования в силовой цепи внезапного подъема напряжения, например, от грозового разряда. При этом на варисторе снижается сопротивление, и как следствие возникает короткое замыкание, после чего срабатывает автомат и отключает электрическую цепь. Установленные в этом силовом тракте, после варистора, различные приборы не получат повреждений, благодаря тому, что вовремя сработали ограничители импульсного перенапряжения.

Что означает аббревиатура УЗИП

УЗИП расшифровывается, как устройство защиты от импульсных перенапряжений. В перечень входящих в УЗИП приборов кроме ограничителей перенапряжения входят уже устаревающие вентильные и искровые разрядники. Последние применяются в сетях высокого напряжения (ЛЭП).

Применение в качестве материала варисторов полупроводников, позволило сделать габариты УЗИП настолько компактными, что стало возможным применение в качестве защиты от импульса напряжения в частных домах и квартирах.

Ограничители импульсного перенапряжения — как подключить прибор

Существуют схемы подключения как по одной фазе, так и по трем фазам. Кроме описываемого здесь устройства ОИН-1 есть множество идентичных защитных ограничителей напряжения от разных брендов, потому принцип их подключения ничем не отличается друг от друга. Типовую схему, представленную ниже, практически можно использовать с любыми видами устройств.

В первом варианте прибор подключен к цепи по схеме параллельного соединения, второй вариант показывает последовательное с разъединителем подключение. Из этого вытекает, что во время срабатывания ограничителя импульсного перенапряжения при резком повышении сетевого напряжения разъединитель разомкнет питающую цепь.

Внимание! Помимо правильного монтажа фазового и заземляющего кабеля, существенно большое значение имеет сечение и длина монтажного провода.

От точки подключения на клеммной колодке устройства до шины заземления длина монтажного провода не должна составлять более 500 мм.

Что нужно устанавливать перед устройством защиты — автоматический выключатель или предохранитель

Чтобы обеспечить гарантированную подачу электроэнергии в помещение, нужно устанавливать автомат-выключатель для корректного отключения УЗИП, а для надежности можно еще и предохранитель.

Последствия удара молнии в распределительный щит

Из всего выше сказанного образуется такой вывод: ограничители импульсных перенапряжений желательно устанавливать как в сетях промышленного потребления, так и в домашних электро сетях. Такая защита поможет вам избежать воспламенения установленного оборудования, следовательно и пожара.

Ограничитель импульсных напряжений. Как грамотно подключить.

Источник

Рекомендации по монтажу

Если следовать рекомендациям по установке и подключению ограничителя импульсных перенапряжений, устройство будет гарантировать безопасную работу бытового оборудования.

  • Важно иметь очень надежное заземление. Защита с ненадежным контуром заземления даже при не очень большом скачке импульса напряжения приведет к аварийной ситуации в виде сгоревших электроприборов и самого щитка.
  • Необходимо соблюдать соответствие класса защищенности УЗИП с местом установки щитка. Если щиток находится на улице, а устройство предназначено для работы в помещении то в лучшем случае оно выйдет из строя, в худшем нанесет вред домашней электросети.
  • Для обеспечение надежной защиты в некоторых случаях требуется установка УЗИП разных классов защищенности.
  • Не всякое защитное устройство подходит к конкретному виду заземления домашней электросети. Следует внимательно изучить техническую документацию приобретаемого устройства, чтобы не выбрасывать на ветер деньги на достаточно дорогое устройство.
  • Важно правильно подключить схему, без нарушений. В случае отсутствия навыков электрика не стоит браться за работу. Квалифицированный специалист выполнит ее правильно, без особых затруднений.

Удары молнии, обрывы линий электропередач или аварии на трансформаторных подстанциях предсказать невозможно. Установка ОПН защитит от непредвиденных неприятностей.

УЗИП и схемы его подключения



Чтобы бытовая техника работала долгосрочно и исправно, необходимо качественно подавать электроэнергию на вход каждого устройства. К сожалению, сейчас многие дома хорошо укомплектованы, но владельцы не заботятся о защите своего имущества от внезапных скачков напряжения. Удар молнии может прийти в сеть не только при попадании в сам дом или участок. Она может пробить воздух как раз над линией, подходящей к вашему домовладению. А это означает потерю всех дорогостоящих приборов и бытовой техники одним махом.


Уповать на встроенные стабилизаторы напряжения не стоит, ведь они способны только немного корректировать ток. Если произойдет скачок с показателем в несколько киловольт, то всё дружно выгорит в доли секунды. Особенно опасно так называемое импульсное избыточное напряжение, возникающее в момент грозы. Воздействие оказывается не только на электрическую проводку, но также и на коммутационные каналы. Поэтому лучше всего устанавливать в щиток так называемый УЗИП. Его название расшифровывается как устройство защиты от импульсных перенапряжений.

Ложное мнение


Люди, далекие от электротехники, считают, что это защита на все случаи жизни. Но это не так. От обычного перенапряжения УЗИП никак не поможет. Если напряжение выросло с 220 до 400 вольт, то он не сработает. Ему необходим импульс, резкий скачок. А постепенно эта величина может расти практически бесконечно долго. Поэтому лучше устанавливать в цепь также классический стабилизатор напряжения.

Проблемы с проверяющими органами


УЗИП не разрешено устанавливать перед счетчиком. Считается, что он может стать точкой подключения для воровства электроэнергии. Для этого также имеется собственное решение. Нужно приобрести специальный опечатываемый бокс для устройства, а потом уже вызывать проверку. Они могут поставить свою печать на любую закрываемую коробку. Так можно будет обезопасить от скачка импульсного перенапряжения счетчик. А это очень актуально в загородных домах, деревнях, на дачах. В некоторых районах России приборы учёта можно считать расходным материалом. Поэтому лучше защитить всё своё имущество.

Основные варианты подключения в щитке


Лучше доверить эту задачу профессионалу, потому что ошибка может привести к отсутствию защиты. Технический паспорт изделия обычно содержит простейшую схему, которой нужно следовать для достижения успеха. Способ сильно меняется в зависимости от наличия системы заземления и количества фаз в сети. Рассмотрим всё для однофазного варианта.


Наиболее простая и надежная схема, строго соответствующая всем требованиям, это TN-S. В ней нулевой провод рабочий, а защитный канал подключается отдельно. Они обозначаются как Т и PE соответственно.



Рис. 1 – Схема TN-S


Если говорить о более сложном варианте, то это TN-C-S. Он нужен тогда, когда нейтральный провод и защитный канал объединены в одну оболочку, подключаясь синхронно к распределительному устройству дома. Уже после разделителя начинается сепарация проводников. Но у этой схемы есть один существенный недостаток. Она не работает без заземления. Особенно часто случается так, что владелец надеется на данную схему в условиях старого жилого фонда, но при попадании молнии всё выгорает.


Более простым вариантом является TN-C. Она может использоваться в любой однофазной сети.



Рис. 2 – Схема TN-C


Любой из этих вариантов имеет право на существование, но выбор должен осуществлять профессионал на базе инженерных расчётов. Если не учесть все нюансы, то защита сработает лишь частично. Особенно это касается электроники.

Где приобрести качественный УЗИП


Эти устройства в широком ассортименте представлены в нашем интернет-магазине «ПрофЭлектро». У нас имеются самые лучшие решения для квартир, домов и офисов. Особенно актуальна установка этого оборудования для предотвращения выхода из строя коммутационного компьютерного оборудования. Каждая серверная комната должна быть оснащена целым рядом УЗИП, желательно отдельно на каждый узел. Тогда можно будет избежать больших проблем со сбоями в работе сверхточных систем. Доставка УЗИП возможна в любой город и регион России.

Ограничитель перенапряжения: разновидности и характеристики

Любое жилое или административное здание оборудовано большим количеством техники, питаемой от электросети. Значительное увеличение значений рабочего напряжения и тока в этой сети может привести к выходу из строя всего этого электрического оборудования. Если защитой от таких явлений в многоквартирных домах, промышленных и административных зданиях занимаются обслуживающие организации, то владельцы частных домов должны сами заботиться о ней. И в этом поможет ограничитель перенапряжения.

Применение

Как следует из названия, ограничитель чрезмерно высокого напряжения (ОПН) служит для защиты электрической техники от напряжения, значительно превышающего номинальные значения. Это высокое напряжение или, другими словами, перенапряжение обычно носит импульсный характер. Поэтому еще одно название для таких устройств — ограничитель импульсных напряжений (ОИН).

Чтобы лучше разобраться с областями применения ОПН, рассмотрим вкратце причины, вызывающие такие скачки напряжения.  Импульсы перенапряжения могут быть коммутационными. В этом случае они возникают в результате:

  • переключений (коммутаций) в мощных силовых электроустановках и системах энергообеспечения;
  • при резком изменении нагрузки в распределительных системах;
  • при возникновении повреждений в энергоустановках, вызывающих короткое замыкание.

Эти случаи носят производственный характер и устранением их последствий занимаются профессионалы. В таких цепях устанавливаются промышленные устройства, например, ОПН-110, где число 110 указывает на напряжение сети в кВ. Для нас интереснее будет защита от импульсных перенапряжений частного жилого дома. Обычно эти перенапряжения возникают во время грозы при разряде молнии. При этом импульсы перенапряжения возникают когда:

  • молния ударяет непосредственно в линию электропередач (ЛЭП) за пределами дома;
  • разряд молнии происходит между облаками или в находящийся рядом с домом объект. Возникшее электромагнитное поле индуцирует в электрических цепях мощный импульс;
  • удар молнии происходит в грунт недалеко от дома. Ток разряда, протекающий в земле, может вызвать значительную разность потенциалов.

В этих случаях во внешних воздушных линиях до 380В могут возникать импульсы величиной до 10 кВ, а во внутренней проводке домов — до 6 кВ. Чтобы избежать пагубного влияния таких высоких напряжений на домовую электрическую сеть и бытовые электроприборы существуют простые меры. По Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) на входе силового электрического кабеля в дом должны устанавливаться ограничители импульсных напряжений (ОИН). Схема подключения ОИН простая. Устройство включается в цепь между силовым кабелем и заземляющим контуром. На рынке существует достаточно предложений различных производителей, одним из которых является концерн «Энергомера».

Как работают

В основе работы ОПН лежит нелинейная вольтамперная характеристика устройства. Благодаря ей при поступлении на ОПН больших токов высокого напряжения электрическое сопротивление устройства резко падает практически до нуля. В результате импульс напряжения в несколько кВ уходит через заземляющую цепь.

Время срабатывания на уменьшение сопротивления, как и время восстановления в исходное положение, у ОПН очень мало. Поэтому устройство при необходимости готово реагировать на целую серию импульсов.

Видео “Ограничитель высокого напряжения”

Виды и классы

С середины прошлого века до недавнего времени основными ОПН были вентильные разрядники. Но они имели целый ряд недостатков и были вытеснены нелинейными варисторами, созданными на основе металлооксидных материалов. Конструктивно они представляют собой варисторные таблеки, заключенные в укрепленный полимерный корпус. Такое решение позволяет избежать взрыва и разлета осколков устройства в случае поступления на него таких высоких напряжений, на которые оно не рассчитано.

По способам монтажа и крепления ОИН можно обозначить такие виды. Обычный вид, когда в устройство традиционным способом заводятся силовые провода. Специальный вид для крепления на дин-рейку. Этот способ, с креплением на дин-рейку, находит все большее применение благодаря удобству и простоте. По месту установки ОИН и схеме подключения можно выделить такие классы устройств. Условно их можно обозначить буквами латинского алфавита, хотя возможен и другой способ обозначения.

Устройства класса А предназначены для защиты от импульсного перенапряжения при попадании молнии в ЛЭП или разряде возле нее. Устанавливаются в месте соединения ЛЭП с кабелем, идущим в жилое строение. Выдерживают импульсы напряжения до 6 кВ. ОИН класса B монтируется в месте ввода силового кабеля в дом и должен выдерживать напряжение до 4 кВ. Подразумевается, что устройство класса А уже установлено.

Устройства класса C устанавливаются в электрощитах внутри дома и рассчитаны на напряжение 2,5 кВ. Одними из таких устройств являются ОИН-1 и ОИН-2 производства концерна «Энергомера». Первое устройство не содержит индикатор работоспособности, второе имеет такой индикатор.

Ограничители перенапряжения класса D рассчитаны на скачки напряжения до 1,5 кВ. Они предназначены для защиты чувствительной электронной аппаратуры и устанавливаются неподалеку от нее, например, в монтажных коробках. Несмотря на кажущуюся простоту, монтаж таких устройств желательно поручить квалифицированному специалисту.

Видео “Нелинейные ограничители перенапряжения”

Из видео вы узнаете, в чем особенности эксплуатации данных комплектующих и для чего они используются.

Ограничитель импульсных перенапряжений ОИН 10-10 (10 kA) / УЗИП силовые / EST / Молниезащита и заземление

ОИН рекомендован для эксплуатации в вводных устройствах, в распределительных щитах, в групповых квартирных и этажных щитках.

По наличию индикаторов:

  • исполнение 10 — без индикаторов;
  • исполнение 11 — со световым индикатором наличия напряжения в питающей сети;
  • исполнение 12 — со световыми индикаторами наличия напряжения в питающей сети и рабочего состояния.

Ограничитель допускает длительное рабочее напряжение 275 В и выдерживает без повреждений временно до 380 В.

Техничиские характеристики
Номинальное напряжение, В230
Степень защиты ограничителяIP20
Диапазон рабочих температур, °Сот -40 до +55
Срок службы не менее, лет10
Масса не более, г150
Средняя наработка не менее, ч80000
СоответствиеГОСТ Р 51992
Варианты конструктивных исполнений

Типоисполнение

Uc

Imax

In

Up

Ut

Индикатор
напряжения
сети

Индикатор
неисправности

 

 

В

кА

кА

кВ

В

ОИН10-10

275

10,0

5,0

1,8

380

 

 

ОИН11-10

275

10,0

5,0

1,8

380

+

 

ОИН12-10

275

10,0

5,0

1,8

380

+

+

ОИН10-15

275

15,0

10,0

1,8

380

 

 

ОИН11-15

275

15,0

10,0

1,8

380

+

 

ОИН12-15

275

15,0

10,0

1,8

380

+

+

ОИН10-40

275

40,0

20,0

2,0

380

 

 

ОИН11-40

275

40,0

20,0

2,0

380

+

 

ОИН12-40

275

40,0

20,0

2,0

380

+

+

Uc — рабочее напряжение
Imax — максимальный разрядный ток
In — номинальный разрядный ток
Up — уровень напряжения защиты
Ut — неповреждающее временное перенапряжение

Структура условного обозначения:

Схема подключения:

Габаритные и установочные размеры

Пример типоисполнения при заказе:

ОИН12-15 ЭЛТА — ограничитель серии ОИН конструктивного исполнения 1 с индикатором напряжения сети и индикатором рабочего состояния с максимальным разрядным током 15кА.

Устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) EKF серии ОПВ



Прайс-лист


Ограничитель импульсных напряжений серии ОПВ является устройством защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП), ограничения переходных перенапряжений и отвода импульсов тока в сетях 380/220 В переменного тока частоты 50 Гц.


Ограничитель предназначен для защиты от:


1. грозовых перенапряжений электроустановок, возникающих при непосредственном ударе молнии в наружную цепь, при косвенном ударе молнии (внутри облака, между облаками или в находящиеся вблизи объекты), при ударе молнии в грунт;


2. коммутационных перенапряжений электроустановок, появляющихся в результате:


 • переключений в мощных системах энергоснабжения;


 • переключений в системах электроснабжения в непосредственной близости от электроустановок;


 • резонансных колебаний напряжения в электрических схемах;


 • повреждений в системах, например при КЗ на землю, дуговых разрядах.


 


Преимущества:


  • Насечки на контактах

  • Сменный варисторный модуль.

  • Наличие индикатора «износа».

  • Наличие подключаемого аварийного контакта.

  • Выдерживают не менее пяти срабатываний при номинальном разрядном токе и не менее двух срабатываний при максимальном.

  • Возможность подключения посредством гребенчатой и U-образной шины.

  • Гарантия 5 лет.


 


Ограничители импульсных напряжений EKF серии ОПВ выпускаются трех классов: B, C, D






Класс


Описание


В


Защита от прямых ударов молнии в систему молниезащиты здания или ЛЭП. Устанавливаются на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или главном распределительном щите (ГРЩ).


С


Защита токораспределительной сети объекта от коммутационных помех или как вторая ступень защиты при ударе молнии. Устанавливаются в распределительные щиты.


D


Защита потребителей от остаточных бросков напряжений, защита от дифференциальных (несимметричных) перенапряжений, фильтрация высокочастотных помех. Устанавливаются непосредственно возле потребителя.


 


Технические характеристики:















Параметры


Значения


В


С


D


Степень защиты оболочек


IP 20 по ГОСТ 14254


Сечение присоединиямых проводников, мм2


от 4 до 25


Момент затяжки, Н . м


2,5


Диапазон рабочих температур, °С


от –40 до +85


Частота, Гц


50


Климатическое исполнение


УХЛ4


Номинальный разрядный ток 8/20 мкс, In, кА


30


20


5


Номинальное рабочее напряжение, Un, B


400


400


230


Максимальный разрядный ток 8/20 мкс, Imax, кА


60


40


10


Максимальное рабочее напряжение, Uc, B


440


440


250


Уровень напряжения защиты, кВ


2,0


1,8


1,0


 



Габариты и установочные размеры:


Типовые схемы подключения:



 


Особенности эксплуатации:


• Присоединение: К одному выводу ОПВ подключается нулевой защитный проводник (РЕ) или нулевой рабочий проводник (N) питающей сети, к другому — фазный проводник (L). В цепи ОПВ со стороны питающей сети должен быть установлен аппарат с функцией гарантированного отключения например, автоматический выключатель, автоматический выключатель дифференциального тока или предохранитель.


• Замена варисторного модуля и подключение аварийного контакта:


 















Изображение


Наименование


Номин. разрядный ток 8/20мкс, In, кА


Уровень напряжения защиты, кВ


Масса, кг


ОПВ-В/1


30


2,0


0,173


ОПВ-В/2


0,345


ОПВ-В/3


0,519


ОПВ-В/4


0,69


ОПВ-С/1


20


1,8


0,169


ОПВ-С/2


0,338


ОПВ-С/3


0,507


ОПВ-С/4


0,677


ОПВ-D/1


5


1,0


0,158


ОПВ-D/2


0,317


ОПВ-D/3


0,474


ОПВ-D/4


0,633


 

Устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП):ликбез от дилетанта estimata

В итоге должно получиться что-то типа такого

В маркировке УЗИП может быть указан класс В (см. I класс выше), класс С (см. II класс выше), класс D (см. III класс выше)/

Как выбрать устройство защиты от импульсных перенапряжений

  • Первое, что нужно сделать при выборе УЗИП это определить систему заземления, которая используется в здании. Т.к. производители выпускают УЗИП на разные схемы заземления 
  • выдерживаемая температура при приобретении устройства. Большинство УЗИП рассчитано на работу при температуре до -25. Если в вашем регионе очень холодный климат, и зимы бывают суровыми, тогда электрощит не должен находиться на улице, иначе устройство выйдет из строя.
  • номинальное и максимальное напряжение сети. Это напряжение, при котором устройство будет нормально работать не срабатывая. При его превышении УЗИП становится активным.
  • номинальный и максимальный разрядный ток. Это ток, который УЗИП может пропустить через себя несколько раз без последствий и риска выхода их строя
  • уровень защитного напряжения или классификационное напряжение. Максимальное напряжение на клеммах устройства, когда варистор начинает открываться при протекании через него определенного тока.

  • класс устройства (Т1, Т2 и т.п.)
  • значимость защищаемого оборудования
  • риск воздействия на объект: местность (город или пригород, равнинная открытая местность), зона с особым риском (деревья, горы, водоем), зона особых воздействий (молниеотвод на расстоянии от здания менее 50 метров, который представляет опасность).

В связи с положением, при котором возникла необходимость установки УЗИП, выбирается подходящий класс (I, II, III).

Также важно учитывать выдерживаемое устройством напряжение. Для устройств I-го класса этот показатель не превышает 4 кВ. Устройство II класса выдерживает уровень напряжения до 2,5 кВ, а устройство III класса до 1,5 кВ.

Еще одним важным параметром при выборе УЗИП является максимальное длительное рабочее напряжение – действующее значение переменного или постоянного тока, которое длительно подаётся на УЗИП. Этот параметр должен быть равен номинальному напряжению в сети. Подробно можно ознакомиться с информацией в стандарте МЭК 61643 – 1, приложение 1.

При подключении УЗИП для защиты оборудования важно учитывать его номинальный постоянный или переменный ток, который может поддаваться нагрузке.

В некоторых УЗИП можно менять блок с варистором, оставив колодку на месте.

Как подключать устройство защиты от импульсных перенапряжений

Установка УЗИП производится в зависимости от показателя напряжения: 220В (одна фаза) и 380В (три фазы).

Схема подключения может быть направлена на бесперебойность или на безопасность, нужно определить приоритеты. В первом случае может временно отключиться молниезащиты для того, чтобы не допустить перебоя в снабжении потребителей. Во втором же случае недопустимо отключение молниезащиты, даже на несколько секунд, но возможно полное отключение снабжения.

Рекомендуется использовать предохранители для дополнительной защиты УЗИП, которые ставятся непосредственно на само устройство.

Во всех трех вариантах подключения при перенапряжении ток направляется на землю через кабель заземления или же через общий защитный провод, что не дает импульсу навредить всей линии и оборудованию.

Для эффективной защиты приходится уменьшать расстояние по кабелю. Поэтому общая длина всей цепочки, через которую подключается УЗИП (провод на фазу + провод до заземления) не должна превышать 50 см. А сечение самого кабеля для типа-2 должно быть от 4 мм2 и выше, для класса 1 от 16 мм2 и выше.

Обязательным условием установки УЗИП является наличие аппарата защиты перед ним – автомата или предохранителя. Причём многие рекомендуют именно предохранитель, т.к. в любом автоматическом выключателе есть катушка, обладающая индуктивностью. И может получиться ситуация, когда ток молнии, помимо самого УЗИП, вынужден будет пройти через всю катушку, образуя на ней дополнительное напряжение.
Только не путайте назначение предохранителей или автоматов!.. Они не нужны для защиты самого УЗИП. Их обязанность — отсоединить после срабатывания поврежденный элемент цепи. УЗИП выполнив свою главную задачу, остается фактически “закороченным”, и подать напряжение на все остальное оборудование с короткозамкнутым элементом внутри цепи вы не сможете.

Большинство молний многокомпонентные и их разряд вызывает не один импульс, а несколько и эти импульсы достигают УЗИП одномоментно. Представьте себе такую картину – пришла первая волна максимальной величины и заставила не просто сработать УЗИП, но и вывела из строя с аппаратом защиты до него. И тут же за первым импульсом накатывает второй (всего через 60-80мс), а защиты уже нет! Поэтому иногда лучше защиту в виде автоматов или предохранителей размещать на главном вводе. Она после первого срабатывания будет гасить всю сеть 220В/380В.

В общем виде установка УЗИП будет выглядеть вот так

или, если вам удобно, то как то так

Ниже приведены основные схемы подключения УЗИП в зависимости от исполнения систем заземления на примере моделей от Schneider Electric

Схема подключения УЗИП в однофазной сети системы заземления TT или TN-S

При использовании однофазной сети TN-S к УЗИП нужно подключить фазный, нулевой рабочий и нулевой защитный проводник. Фаза и ноль сначала подключаются к соответствующим клеммам, а затем шлейфом к линии оборудования. К защитному проводнику подключается заземляющий проводник. УЗИП устанавливается сразу после вводного автомата. Для облегчения процесса подключения все контакты на устройстве обозначены, поэтому сложностей не должно возникнуть.

Схема подключения УЗИП в однофазной сети системы заземления TN-S
А, В, С – фазы электрической сети, N – рабочий нулевой проводник, PE – защитный нулевой проводник.

Схема подключения УЗИП в трехфазной сети системы заземления TT или TN-S

Отличительной особенностью трехфазной сети TN-S от однофазной является то, что от источника питания исходит пять проводников, три фазы, рабочий нулевой и защитный нулевой проводники. К клеммам подключается три фазы и нулевой провод. Пятый защитный проводник подключается к корпусу электроприбора и земле, то есть служит некой перемычкой.

Схема подключения УЗИП в трехфазной сети системы заземления TN-S

Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-C

В системе подключения заземления TN-C рабочий и защитный проводник объединены в один провод (PEN), это и является главным отличием от заземления TN-S.

Схема подключения в трехфазной сети системы заземления TN-C

Ошибки при подключении УЗИП

  1. Установка УЗИП в электрощитовую с плохим контуром заземления.
    При допущении подобной ошибки можно лишиться не только всех электроприборов, но и самой щитовой при первом попадании молнии, так как от защиты с плохим контуром заземления не будет никакого толку, и соответственно никакой защиты.
  2. Неправильно выбранное УЗИП, которое не подходит под используемую систему заземления.
    Перед покупкой устройства обязательно узнайте какая система заземления используется в вашем доме, а при покупке тщательно ознакомьтесь с его техдокументацией во избежание ошибок.
  3. Использование УЗИП не того класса.
    Как уже разбирали выше, есть 3 класса устройств защиты от импульсного перенапряжения. Каждый класс соответствует определенной щитовой, и должен устанавливаться согласно правилам и нормам.
  4. Установка УЗИП только одного класса.Часто бывает недостаточно установки УЗИП одного класса для надежной защиты.
  5. Перепутан класс устройства и место его назначения.
    Бывает такое, что приборы класса B ставятся в распределительный щит квартиры, приборы класса С в ВРУ здания, а приборы класса D перед электронной аппаратурой.

Ограничители импульсных напряжений: назначение и применение

16.09.2021, 18:03

Импульсное напряжение представляет собой резкий скачок между фазой и землей, который длится менее 1 секунды. Такой скачок может быть опасным не только для линии электропередачи, но и для устройств, подключенных к ней.

Чтобы не сталкиваться с перегоранием техники, необходимо купить ограничитель здесь, который защитит устройства от перенапряжения.

Назначение

Главным назначением ограничителя следует считать защиту электросети, обладающей бытовым, либо промышленным напряжением. Как правило, такие типы считаются классическими. Образование резких скачков электричества может наблюдаться после грозы и молнии. Такой показатель вызван тем, что в почве появляется разряд молнии, который приводит к образованию разности.

Нередко образуются и мутационные скачки напряжения в электросистеме. Как правило, такие скачки формируются из-за одновременного подсоединения сразу большого количества устройств, обладающих высоким показателем мощности. Такие скачки образуются в момент запуска конденсаторного устройства, насосных установок, либо во время запуска устройств, оснащенных мощнейшими двигателями.

Применение

Ограничитель импульсных напряжений обладает достаточно широким применением. Как правило, оно устанавливается в вводные щитки, либо в ящики со счетчиками. Чтобы сделать функционирование таких устройств более безопасным и устанавливается ограничитель.

Помимо того, оборудование может использоваться и в частных домах с целью сделать подачу электроэнергии безопасной, а саму систему и все оборудование в доме защитить от импульсного скачка напряжения.

Подключение

Чтобы подключить ограничитель, необходимо придерживаться параллельного, либо последовательного разъединителя. Так, чтобы обеспечить системе надежную защиту от возгораний, ток должен проходить, используя разъединитель, размыкая, таким образом, цепи.

Если же применяется трехфазная электрическая цепь, задействующая заземление по типу TN-S, либо TN-C-S, необходимо установить ограничитель, отдавая предпочтение положению между заземлением и нулевой фазой.

Чтобы обеспечить электросети вспомогательную и более надежную защиту, необходимо провести монтаж ограничителя после расположения счетчика.

Таким образом, ограничители импульсных напряжений являются незаменимым компонентом, предназначенным для исправного функционирования любой электролинии.

AC 220V/120V Сетевые фильтры защиты от перенапряжений

Всплески напряжения иногда могут быть серьезной проблемой с точки зрения безопасности различных электронных устройств. Давайте узнаем, как сделать простые схемы защиты от перенапряжения в сети переменного тока в домашних условиях.

Что такое устройство защиты от перенапряжения

Устройство защиты от перенапряжения представляет собой электрическое устройство, предназначенное для нейтрализации незначительных скачков напряжения и переходных процессов, которые обычно возникают в электрических сетях. Обычно они устанавливаются в чувствительном и уязвимом электронном оборудовании, чтобы предотвратить его повреждение из-за этих внезапных беспрецедентных скачков напряжения и колебаний напряжения.

Они работают путем мгновенного короткого замыкания любого избыточного высокого напряжения, которое может появиться в сети переменного тока на очень продолжительное время.

Эта продолжительность обычно составляет микросекунды. Все, что превышает этот период времени, может привести к возгоранию или повреждению самого ограничителя перенапряжения

Что такое скачок напряжения

Внезапный всплеск напряжения — это резкое повышение напряжения, продолжающееся не более нескольких миллисекунд, но достаточное для повреждения к нашему драгоценному оборудованию почти мгновенно.

Таким образом, необходимо остановить или заблокировать их проникновение в уязвимые электронные устройства, такие как наши персональные компьютеры.

Коммерческие устройства для уничтожения шипов доступны довольно легко и дешево, им нельзя доверять, и, кроме того, они не имеют механизма проверки надежности, поэтому это становится просто «предполагаемой» игрой, пока все не закончится.

Рабочий проект

Схема простого устройства защиты от перенапряжения в сети переменного тока, показанная ниже, которая показывает, как сделать простое самодельное устройство защиты от сильного тока в сети переменного тока, основана на очень простом принципе «отключения скорости» при начальном ударе через компоненты, которые хорошо оборудованы в поле.

Комбинация простого железного резистора и MOV более чем достаточна для обеспечения защиты, которую мы ищем.

Здесь R1 и R2 представляют собой 5 витков железной проволоки (толщиной 0,2 мм) на воздушном сердечнике диаметром 1 дюйм, за каждым из которых следует варистор соответствующего номинала или MOV, подключенный к ним, чтобы стать полноценной системой защиты от шипов.

Внезапное высокое напряжение переменного тока, поступающее на вход шипа, эффективно устраняется, а «жал» поглощается по ходу соответствующими частями, а безопасная и чистая сеть проходит через подключенную нагрузку.

Металлооксидный варистор (MOV) Расчеты и формулы

Расчет энергии при подаче такого импульса осуществляется по формуле:

E = (Vpeak x Ipeak) x t2 x K
где:
Ipeak = пиковый ток
Vpeak = напряжение при пиковом токе
β = указано для I = ½ x Ipeak до Ipeak
K — постоянная, зависящая от t2, когда t1 составляет от 8 мкс до 10 мкс
Низкое значение β соответствует низкому значению Vpeak, а затем к низкому значению E.

Защита от переходных процессов с использованием катушек индуктивности и MOV

Вопрос о предотвращении перенапряжения в электронном балласте

Привет, swagtam, я нашел ваш адрес электронной почты в вашем блоге.Мне очень нужна ваша помощь. На самом деле у моей компании есть клиент в Китае, мы производим УФ-лампы и используем для них электронный балласт. Теперь проблема в Китае из-за перенапряжения, балласт сгорает, поэтому я разрабатываю схему, которая находится во вложении, которая тоже не помогает?

, поэтому я нашел вашу идеальную схему защиты от высокого / низкого напряжения, которую я хочу построить. или вы можете сказать мне обновление, если я смогу сделать в своей схеме, это будет здорово. извините, если я беспокою вас. но мне действительно очень нужна ваша помощь, чтобы сохранить мою работу, спасибо. Спасибо, Кришна Шах

Решение

Привет, Кришна. По моему мнению, проблема может быть не в колебаниях напряжения, а из-за внезапных скачков напряжения, которые дуют ваша схема балласта. Показанная вами схема может оказаться не очень эффективной, потому что она не включает резистор или какой-либо барьер с MOV. Вы можете попробовать следующую схему, внедрить ее на вход балластной цепи.

Надеюсь, это работает:

Примечание: Резисторы 1 Ом должны быть рассчитаны в соответствии с током нагрузки. Формула для их расчета: R1+R2 = номинальное напряжение MOV / максимальный номинальный ток MOV

 

Использование NTC и MOV

достижение обоюдоострой безопасности.

NTC здесь обеспечивает начальный ток включения при защите от бросков тока, предлагая более высокое сопротивление из-за его начальной более низкой температуры, но в ходе этого действия его температура начинает увеличиваться, и он начинает подавать больший ток для устройства до нормальной работы. достигнутые условия.

MOV на другом дополняет выход NTC и гарантирует, что в случае, если NTC не сможет правильно остановить натиск помпажа, он сам включится, замыкая остаточное высокое переходное содержимое на землю и в результате устанавливая максимально безопасную питания для подключенной нагрузки или прибора.

Сетевой фильтр радиопомех и схема подавления перенапряжения

Если вам нужна схема сетевого фильтра переменного тока с комбинированной защитой от подавления радиочастотных помех (РЧП) и контролем скачков напряжения, то следующая конструкция может оказаться весьма удобной.

Как видим, входная сторона защищена NTC и MOV. MOV заземляет любой мгновенный скачок напряжения, а NTC ограничивает скачок тока.

Следующая ступень представляет собой сетевой фильтр радиопомех, состоящий из небольшого ферритового трансформатора и нескольких конденсаторов.Трансформатор останавливает и блокирует прохождение любых входящих и исходящих радиочастотных помех через линию, в то время как конденсаторная сеть усиливает эффект, заземляя остаточное высокочастотное содержимое в линии.

Трансформатор построен на небольшом ферритовом стержне с двумя идентичными обмотками, намотанными одна на другую, и одним из концевых соединений обмотки, переставленным между входной/выходной нейтральной линией.

Как работают устройства защиты от перенапряжения (SPD)?

Устройство защиты от перенапряжения (SPD) предназначено для защиты электрических систем и оборудования от перенапряжений путем ограничения переходных напряжений и отвода токов перенапряжения.

Перенапряжения могут возникать извне, наиболее сильно из-за молнии, или из-за внутреннего переключения электрических нагрузок. Источниками этих внутренних перенапряжений, на долю которых приходится 65 % всех переходных процессов, могут быть включение и выключение нагрузок, работа реле и/или выключателей, системы отопления, двигатели и оргтехника.

Без соответствующего УЗИП переходные процессы могут повредить электронное оборудование и привести к дорогостоящему простою. Важность этих устройств в электрозащите неоспорима, но как на самом деле работают эти устройства? И какие компоненты и факторы играют центральную роль в их работе?

Как работает УЗИП?

В самом общем смысле, когда в защищаемой цепи возникает переходное напряжение, УЗИП ограничивает переходное напряжение и отводит ток обратно к его источнику или земле.

Для работы должен быть хотя бы один нелинейный компонент УЗИП, который при различных условиях переходит из высокоомного в низкоимпедансное состояние.

При нормальном рабочем напряжении УЗИП находятся в состоянии высокого импеданса и не влияют на систему. Когда в цепи возникает переходное напряжение, УЗИП переходит в состояние проводимости (или низкого импеданса) и отводит импульсный ток обратно к его источнику или земле. Это ограничивает или фиксирует напряжение до более безопасного уровня.После того, как переходный процесс отклоняется, УЗИП автоматически возвращается в состояние высокого импеданса.

Категории или типы УЗИП

Два основных типа SPD: ограничение напряжения и переключение напряжения компоненты. Компоненты, ограничивающие напряжение, изменяют импеданс по мере роста напряжения, что приводит к ограничению переходного напряжения. Компоненты переключения напряжения «включаются» при превышении порогового напряжения и сразу же падают до низкого импеданса. Большинство современных систем включают оба типа компонентов вместе, чтобы объединить сильные стороны и ограничить слабые стороны каждой отдельной части.

Примерами компонентов, ограничивающих напряжение, являются металлооксидные варисторы (MOV) и диоды для подавления переходных напряжений (TVS). К элементам коммутации напряжения относятся газоразрядные трубки (ГРТ) и разрядники.

Как сравнить категории SPD

Компоненты

Surge можно сравнивать по их работе в соответствии со следующими факторами.

Время отклика

Время отклика данного компонента просто означает, насколько быстро компонент реагирует на превышение порога выброса.Компоненты ограничения напряжения, в частности диоды TVS, имеют более быстрое время отклика, чем компоненты переключения напряжения (например, искровые разрядники и GDT).

Последующий ток

Это явление ограничивается устройствами переключения напряжения. Последующий ток возникает, когда устройство защиты от перенапряжения не может «отключиться» (т. е. вернуться в состояние с высоким импедансом) после переходного процесса из-за низкого падения напряжения на компоненте. Это позволяет току продолжать течь через устройство во время нормальной работы.

Это явление менее важно для систем переменного тока, поскольку пересечение нуля позволяет компоненту отключиться и вернуться в состояние с высоким импедансом. Однако система постоянного тока с использованием устройств переключения напряжения требует дальнейшего рассмотрения.

Пропускное напряжение

В случае скачка напряжения пропускаемое напряжение — это величина напряжения, которую компонент позволяет достичь подключенному оборудованию. Для пропускаемого напряжения диоды лучше всего ограничивают напряжение и поддерживают его на самом низком уровне, но это преимущество ограничено, потому что диоды не так эффективны при больших импульсных токах.

Одним из компонентов, не упомянутых выше как один из лучших или худших в любой из этих трех областей, является MOV, потому что MOV обычно считаются пригодными для использования в каждой категории, работая как мастер на все руки, но не лучший. в одном.

Обратите внимание, что большинство продуктов SPD, представленных сегодня на рынке, представляют собой гибридные конструкции, представляющие собой комбинацию нескольких компонентов защиты от перенапряжения. Эти продукты уравновешивают плюсы и минусы каждого отдельного компонента, чтобы обеспечить объекты сбалансированной защитой от различных типов перенапряжений.

Особенности работы устройства защиты от перенапряжения, которые необходимо знать

Знание отдельных компонентов перенапряжения полезно для понимания, но стандарты для SPD определяются аспектами производительности или функциями каждого устройства.

После определения системы распределения электроэнергии, к которой должен быть подключен УЗИП, следует сравнить различные доступные устройства по следующим параметрам:

1. Максимальное длительное рабочее напряжение (MCOV). MCOV — это максимальное напряжение, которое устройство может выдержать и продолжать нормально работать. Как правило, MCOV должно быть как минимум на 25 % выше номинального напряжения питания, но определяется соответствующими стандартами. Например, УЗИП nVent ERICO, разработанные для устройств с номинальным напряжением 120 вольт, имеют MCOV 170, а для систем с номинальным напряжением 240 вольт MCOV УЗИП составляет 275.

2. Рейтинг защиты по напряжению (VPR) или уровень защиты по напряжению (Up). Рейтинг защиты по напряжению и уровень защиты по напряжению — это рейтинги, определенные UL и IEC, соответственно, которые относятся к пропускаемому напряжению устройства.UL 1449 включает в себя тест, который подает на устройство комбинированный сигнал 6 кВ/3 кА и измеряет пропущенное напряжение, определяя рейтинг защиты по напряжению (VPR). IEC 61643-11 имеет аналогичный тест и называет его уровнем защиты по напряжению (Up).

3. Номинальный ток разряда (In). Определяется как пиковое значение тока, который может проходить через УЗИП с формой волны 8/20 мкс, когда УЗИП все еще работает после 15 приложенных импульсов. В соответствии с UL 1449 производители должны выбрать номинальный ток разряда из предварительно определенного списка (3 кА, 5 кА, 10 кА или 20 кА) для этого теста.

4. Состояние индикации. Индикатор состояния, который может быть механическим, светодиодным или с дистанционным сигналом тревоги, представляет собой простой индикатор «работает/не работает».

Оценка перенапряжения — это то, что многие считают ключевым фактором для спецификации SPD. Однако:

5. Максимальная допустимая нагрузка по току или максимальный номинальный ток. Производители часто указывают эти номинальные значения либо как показатель срока службы устройства в течение всего срока службы, либо как однократный максимальный импульсный ток, который устройство может выдержать.Хотя эти рейтинги указаны на веб-сайтах многих производителей и в спецификациях, UL или IEEE не определяют эти рейтинги. Это позволяет каждому производителю создавать свои собственные требования к тестированию (если таковые имеются), что в конечном итоге делает их менее надежными показателями производительности.

Примечание. Существует дополнительный тест максимального разряда, определенный в IEC 61643-11.

Классы или типы УЗИП

Согласно стандартам УЗИП

классифицируются по типу (UL) или классу испытаний (IEC). Условия испытаний для каждого типа и класса испытаний определены для оценки и обеспечения правильной работы в различных местах и ​​установках.Рекомендуемый испытательный класс или тип УЗИП зависит от местоположения и учитывает уязвимость установки к большим величинам импульсного тока и важность ограничения пропускаемого напряжения для защищаемой нагрузки.

На следующем рисунке представлены классификации и категории УЗИП в соответствии с ANSI/IEEE C62.41, IEC 61643-11 и классификацией VDE.

nVent ERICO рекомендует скоординированный подход с каскадным подключением УЗИП по всему объекту.Это позволяет выбрать УЗИП, расположенный на главном служебном входе, для работы с максимальными импульсными токами, а также позволяет выбрать УЗИП в точке использования для минимизации пропускаемого напряжения. Два SPD, работающие вместе, обеспечивают наилучшую защиту нагрузки.

В заключение, УЗИП состоят из различных компонентов, каждый из которых имеет свои сильные и слабые стороны. Отраслевые стандарты определяют уровни производительности, которым должно соответствовать данное УЗИП, а класс или тип определяют приложение, для которого подходит УЗИП.

Узнайте больше об устройствах защиты от перенапряжения

Защита от перенапряжения является важным аспектом скоординированной электрической защиты любого объекта. Чтобы узнать, как обеспечить безопасность чувствительного оборудования и сократить время простоя (помимо других преимуществ), загрузите наше Руководство по решениям для защиты от перенапряжений.

Понимание категорий перенапряжения IEC | КУИ Инк

Обеспечение того, чтобы оборудование, подключенное к высоковольтным источникам питания, обладало надлежащей устойчивостью к перенапряжению в соответствии со спецификациями IEC, имеет жизненно важное значение для соблюдения требований промышленной безопасности.

Перенапряжение и безопасность

Переходные процессы перенапряжения в линиях электропередач могут повредить подключенное к ним оборудование, вызывая сбои, которые не только неудобны и дороги, но и могут подвергнуть пользователей опасности. Для проектирования электрооборудования, способного выдерживать вероятные переходные процессы, для обеспечения надежности и безопасности инженеры должны быть знакомы с категориями перенапряжения (также известными как категории установки), определенными IEC.

Определены четыре категории перенапряжения:

  • Категория I является самой низкой категорией перенапряжения и применяется к цепям, которые содержат меры по ограничению переходных процессов перенапряжения до низкого уровня.
  • Категория II описывает переходные процессы, которые могут применяться к оборудованию, питаемому от стационарной установки. Например, в бытовых условиях приборы, предназначенные для подключения к настенным розеткам в доме, такие как электроинструменты, телевизоры и т. п., должны выдерживать перенапряжение категории II.
  • Категория III применяется к оборудованию внутри стационарной установки, такому как выключатели в панели бытовых предохранителей, или к оборудованию, постоянно подключенному к стационарной установке, такому как кондиционеры или промышленное оборудование, жестко подключенное к источнику переменного тока.
  • Категория IV является высшей категорией перенапряжения и применяется к оборудованию, используемому в начале установки; то есть подключен непосредственно на стороне утилиты. Примерами являются распределительные панели, трансформаторы общего назначения и счетчики.

Приведенная ниже диаграмма помогает поместить эти категории в контекст.

Рис. 1. Потребительские приложения обычно относятся к категории от I до категории III

В категории IV ожидаются большие переходные процессы напряжения. С другой стороны, переходные процессы, наблюдаемые оборудованием категории III, уменьшаются из-за импеданса проводки и воздействия предохранителей и автоматических выключателей, присутствующих в системе.

В случае категории II, которая относится к стороне потребителя стационарной установки, переходные напряжения ниже, чем в категории III, из-за дополнительного сопротивления цепей проводки. Розетки с настенной вилкой обычно относятся к источникам категории II благодаря свойствам подавления переходных процессов инфраструктуры распределения электроэнергии внутри здания. Ограничения категории II также применяются к такому оборудованию, как выключатели света, расположенные на расстоянии более 10 метров от источника категории III.

В таблице 1 приведены требования к перенапряжению, применимые к оборудованию различных категорий в зависимости от рабочего напряжения или номинального напряжения. Обратите внимание, что интерполяция номинального напряжения не допускается. Следовательно, оборудование, которое будет работать при напряжении 250 В в приложениях категории II, должно быть рассчитано на переходные процессы перенапряжения до 2500 В.

Допустимое переходное напряжение
50 330 500 800
100 500 800 1500
150 800 1500 2500
300 1500 2500 4000
600 2500 4000 6000
1000 4000 6000 8000

Таблица 1: Категории перенапряжения согласно IEC

Эти категории перенапряжения упоминаются в различных стандартах безопасности оборудования, включая (но не ограничиваясь) IEC 60664-1, в котором описаны требования к изоляции для оборудования с номинальным напряжением до 1000 В переменного тока. ; IEC 60209-1, стандарт безопасности для преобразователей солнечной энергии; IEC 60204-1, касающийся безопасности машин; и IEC 61010-1, который распространяется на электрическое оборудование для таких целей, как испытания и измерения, управление технологическим процессом и лабораторное оборудование.

Конструкция, соответствующая стандартам безопасности

Ключевые аспекты конструкции оборудования, влияющие на устойчивость к перенапряжению, включают номинальное напряжение защитной изоляции, изоляцию, обеспечиваемую электрическими компонентами, такими как трансформаторы и оптические изоляторы, пути утечки и воздушные зазоры, а также поперечные сечения кабелей и межсоединений. Разработчики должны обращать на это внимание, чтобы достичь требуемых возможностей, как часть обеспечения общего соответствия применимому стандарту безопасности.

Если оборудование должно быть разработано с использованием стандартного источника питания, важно проверить категорию перенапряжения при выборе соответствующего блока питания. Только источник питания категории III может быть подключен непосредственно к источнику категории III. Однако оборудование, рассчитанное на источник питания категории II, может получать питание от источника категории III, если между источником и входом источника питания подключен подходящий разделительный трансформатор.

Блок питания категории II можно подключить непосредственно к источнику категории II, например к настенной розетке.Вы можете подключить блок питания категории III, если критична высокая надежность или доступность подключаемого оборудования. С другой стороны, для подключения оборудования категории I к сетевой розетке необходима дополнительная защита. Это может быть разделительный трансформатор, как и раньше, или источник питания, предназначенный для подавления переходных процессов категории II.

Выбор источника питания

CUI имеет ряд стандартных источников питания для приложений категории II и категории III. Стандартные внутренние блоки питания переменного/постоянного тока, такие как серия VGS-100W, предназначены для приложений категории II. Такие серии, как VGS-100D, разработаны с более высокой устойчивостью к входному перенапряжению для использования в стационарных установках категории III. Обе серии имеют надежную конструкцию, встроенную защиту от перенапряжения, короткого замыкания и перегрузки по току, широкий диапазон входного напряжения до 305 В переменного тока и общую сертификацию безопасности IEC/EN/UL 62368. Устройства также соответствуют стандарту IEC/EN 61558 для источников питания и трансформаторов и стандарту IEC/EN 60335 для бытовых приборов.

Категории:
Безопасность и соответствие

Вам также может понравиться



Есть комментарии по этому посту или темам, которые вы хотели бы видеть в будущем?

Отправьте нам электронное письмо по адресу [email protected] ком

Как использовать термисторы PTC для защиты по току | Примечание по применению

Одним из свойств термисторов с положительным температурным коэффициентом является то, что при протекании чрезмерно большого тока они сами выделяют тепло и становятся очень резистивными. Благодаря этому свойству они используются в качестве устройств защиты от перегрузки по току.
В этой статье описываются приложения для следующих целей.
«Для ограничения пускового тока»
«Для максимальной токовой защиты»
«Для связи»

Преимущества термисторов PTC

Термисторы

PTC представляют собой терморезисторы на основе специальной полупроводниковой керамики с высоким положительным температурным коэффициентом (PTC). Они демонстрируют относительно низкие значения сопротивления при комнатной температуре. Когда ток протекает через PTC, выделяемое тепло повышает температуру PTC. При превышении определенной температуры (температуры Кюри) сопротивление PTC значительно возрастает.
Этот эффект можно использовать для защиты цепей или устройств от перегрузки по току. В этом случае перегрузка по току доводит PTC до высокой температуры, и, как следствие, высокое сопротивление ограничивает перегрузку по току. Когда причина неисправности устранена, PTC остынет и снова будет действовать как самовосстанавливающийся предохранитель. Благодаря этому свойству термисторы ПК используются в качестве устройств защиты от перегрузки по току. Следующие примеры приложений описывают, как термисторы PTC могут использоваться для защиты от перегрузки по току.

Содержание
  • Применение термисторов PTC для ограничения пускового тока
  • Применение термисторов PTC для защиты от перегрузки по току
  • Применение термисторов PTC для защиты от перегрузки по току в телекоммуникациях

Применение термисторов PTC для ограничения пускового тока

Применение: ограничение пускового тока для бортовых зарядных устройств (OBC)

Импульсные источники питания (SMPS), которые являются небольшими, легкими и обеспечивают высокую производительность, часто используются в качестве источников питания электронных устройств. При включении ИИП (т. е. при зарядке сглаживающего конденсатора) через устройство протекает пусковой ток с высоким пиком. Этот пусковой ток может отрицательно сказаться на сроке службы сглаживающего конденсатора, повредить контакты силового ключа или вывести из строя выпрямительный диод. Следовательно, необходимо ограничить пусковой ток на ИИП.

На приведенной ниже схеме показан пример схемы ограничителя пускового тока (ICL), в которой термистор с положительным температурным коэффициентом и тиристор (или механическое реле) используются в комбинации.

Когда выключатель питания замкнут и начинается процесс зарядки, незаряженный конденсатор подобен короткому замыканию и, следовательно, потребляет очень большой пусковой ток. Поскольку в это время тиристор находится в состоянии с высоким омическим сопротивлением (механическое реле было бы в разомкнутом состоянии), PTC, подключенный последовательно к сглаживающему конденсатору, ограничивает пусковой ток (ток заряда конденсатора) до желаемого более низкого уровня. Как только конденсатор заряжен, тиристор закорачивает PTC и прикладывается электрическая нагрузка.
В некоторых случаях тиристор (или механическое реле) может выйти из строя и не закоротить PTC. Когда это происходит, к цепи прикладывается нагрузка, и высокий рабочий ток нагревает PTC. Затем PTC переходит в состояние с высоким омическим сопротивлением, тем самым снижая ток неисправности до более низкого уровня, который не опасен. Термисторы PTC могут выдерживать такую ​​нагрузку без каких-либо повреждений.
Если постоянный резистор используется для ограничения пускового тока, как это было распространено в прошлом, большой рабочий ток может привести к термической перегрузке резистора и даже разрушить резистор или вызвать возгорание.

Рисунок 1. Ограничение пускового тока в импульсном источнике питания

Применение: ограничение пускового тока для промышленных инверторов

Асинхронные двигатели часто используются для вентиляторов, насосов, кондиционеров и другого оборудования на заводах. Асинхронный двигатель прост по конструкции, надежен, а его скорость зависит от частоты источника питания. Инверторы используются для управления скоростью асинхронных двигателей. Такие частотно-регулируемые приводы (ЧРП) повышают КПД двигателя и, следовательно, снижают энергопотребление.

Инверторная система состоит из части преобразователя и части инвертора. Конденсатор звена постоянного тока (сглаживающий конденсатор) расположен после преобразователя. Когда система включена, конденсатор звена постоянного тока заряжается пусковым током, пик которого в несколько раз превышает постоянный ток, необходимый для зарядки конденсатора. Этот пусковой ток может отрицательно сказаться на сроке службы конденсатора или разрушить полупроводниковые устройства, подвергающиеся воздействию тока.
Очень хорошим способом ограничения пускового тока является использование ограничителя пускового тока (ICL), в котором термистор с положительным температурным коэффициентом и тиристор (или реле) используются в сочетании друг с другом.
Функция PTC ICL такая же, как описано для встроенного зарядного устройства. Опять же, PTC обладает свойствами самозащиты (повышенное сопротивление при неисправности цепи)

Рисунок 2. Ограничение пускового тока в промышленном инверторе

Применение термисторов PTC для защиты от перегрузки по току

Применение: защита от перегрузки по току для бортовых двигателей постоянного тока

Когда двигатель перегружен или вращение двигателя остановлено (заблокировано), через двигатель протекает сверхток.Это может привести к термическому перенапряжению катушки. Термисторы PTC могут эффективно защитить двигатели от таких перегрузок по току.
Например, если боковое зеркало автомобиля заблокировано каким-либо предметом, двигатель заблокируется при попытке установить или убрать зеркало. Это приведет к перегрузке по току через обмотку двигателя. Для защиты от теплового перенапряжения используется термистор PTC. Высокий ток вызывает нагрев PTC. Затем сопротивление PTC существенно возрастает, что, в свою очередь, снижает высокий ток до уровней, не вызывающих перегрузки системы. Такие термисторы защиты от перегрузки по току также используются, например, для двигателей, приводящих в действие замки с электроприводом и сиденья с электроприводом.

Рисунок 3 Пример защиты бортового двигателя постоянного тока

Применение: защита от перегрузки по току для соленоидов

Соленоиды, приводящие якоря в движение за счет магнитной силы их катушки, являются простыми и удобными приводами, используемыми в оборудовании для автоматизации офиса, таком как принтеры, а также в электрических замках. Соленоиды бывают прямого действия, роторного типа и других типов.
Если электромагнитная катушка блокируется из-за механической неисправности или по какой-либо другой причине, это приведет к сохранению состояния перегрузки по току, что может привести к повреждению цепи драйвера.
Термистор PTC, в случае продолжающегося перегрузки по току, отключит свое значение сопротивления за счет самонагрева, уменьшит выходной ток и тем самым предотвратит повреждение схемы драйвера.

Рисунок 4. Предотвращение пускового тока в соленоиде

Применение термисторов PTC для защиты от перегрузки по току в телекоммуникациях

Применение: защита от перегрузки по току в устройствах защиты от перенапряжений (SPD), используемых в системах безопасности

Термисторы

PTC для телекоммуникационных приложений также используются в различных системах безопасности на заводах и в офисных зданиях.Например, устройства защиты от перенапряжений (SPD) устанавливаются в важных местах этих систем, поскольку сигнальные кабели, используемые для систем пожарной сигнализации, систем камер наблюдения и других сетевых систем, соединяющих несколько объектов, могут быть повреждены ударами молнии.
На приведенной ниже схеме показан пример схемы защиты, в которой используется сменный вставной УЗИП. На стороне вилки имеется разрядник и варистор для защиты от перенапряжения. Сторона розетки включает термистор PTC для защиты от перегрузки по току.

TDK предлагает полную линейку термисторов PTC для телекоммуникационных приложений. Защиты телекоммуникационных пар (TPP), каждый из которых включает два термистора PTC, упакованных в пластиковый корпус, часто используются для УЗИП.

Функция PTC очень похожа на описанную в предыдущем разделе.

Рисунок 5 Пример схемы защиты для вставного устройства защиты от перенапряжения (SPD)

Связанные страницы

  • ■ Порталы продуктов термисторов PTC

Основы защиты от перенапряжения/ESD и компонентов защиты — промышленные устройства и решения

2019-06-10

Шумовые меры

Техническая информация

Основы защиты от перенапряжения/ESD и компонентов защиты

Скачать эту статью  

Что такое перенапряжение и электростатический разряд?

Импульс и электростатический разряд (ESD) относятся к кратковременному высокому напряжению и, возможно, к очень опасному шуму при определенных условиях.Всплеск и электростатический разряд могут вызвать сбои в работе оборудования или цепи, когда уровень достигает определенного уровня, и уровень часто подвергается воздействию высокого напряжения, намного превышающего допустимый диапазон. В таких случаях поврежденный компонент или оборудование мгновенно ломаются. Диаграмма представляет собой сопоставленное изображение импульсного напряжения и его ширины.
Surge и ESD описаны ниже.

① Молния

Молния как природное явление содержит очень большое количество энергии.Грозовые перенапряжения можно разделить на прямые грозовые перенапряжения и индуцированные грозовые перенапряжения. Защита от прямого грозового перенапряжения затруднена, но возможна защита от наведенной молнии. Наведенная молния — это скачок высокого напряжения, вызванный относительно длинным проводом, таким как линия электропередач или кабель связи, который находится вблизи места удара молнии. Предполагается, что механизм генерации представляет собой электрический заряд, индуцируемый в кабеле, который находится вблизи электрического поля, разряженного ударом молнии, или магнитное поле, генерируемое током удара молнии, создает индуктивную электродвижущую силу в кабеле.Как показано на предыдущей диаграмме, индуцированный грозовой выброс имеет большое количество энергии, которая может легко разрушить электрические или электронные компоненты, даже если он не так разрушительен, как прямой грозовой выброс, поэтому требуются профилактические меры.

② Открытие/закрытие импульса

Перенапряжение при размыкании/замыкании представляет собой переходный выброс высокого напряжения, возникающий в переключателе или реле во время его включения и выключения, особенно при выключении, который вызывает быстрое изменение тока и индуктивность цепи или проводки.Напряжение, генерируемое импульсом открытия/закрытия, очень велико, и в некоторых случаях оно генерирует искру, тепло или излучает электромагнитную волну, вызванную большим демпфирующим колебательным током, генерируемым плавающей статической емкостью индуктивности и контакта. Этот скачок высокого напряжения может вызвать неисправность электронной схемы, а в некоторых случаях привести к разрушению компонента. А эмиссия электромагнитной волны через демпфирующие колебания вызывает электромагнитные помехи, что требует мер по подавлению перенапряжения при открытии/закрытии.

③ Загрузка дампа

Сброс нагрузки — это скачок напряжения, возникающий при отключении аккумулятора автомобиля. Наиболее серьезный случай возникает, когда соединение с аккумуляторной батареей теряется, когда автомобильный двигатель работает, а генератор переменного тока (генератор для зарядки аккумуляторной батареи) заряжает аккумуляторную батарею. Величина импульсного напряжения определяется скоростью вращения генератора и силой возбуждения магнитного поля в момент отключения. Импульсное напряжение превышает 100 В в некоторых случаях в течение нескольких сотен миллисекунд.Поскольку этот всплеск имеет такое большое количество энергии, он может легко разрушить электронный компонент. Допустимый сброс нагрузки определяется автопроизводителями и производителями автомобильного оборудования в виде максимального напряжения, импеданса линии и продолжительности. Для тестирования сброса нагрузки применяются стандарты JASO A-1 (Япония) и ISO-7637-2 Pulse 5 (США).

④ ESD

ESD (электростатический разряд) — это явление, при котором заряд накапливается в небольшой плавающей емкости на теле человека или веществе, а затем разряжается на близлежащий объект, и классифицируется как один из типов скачка напряжения. Продолжительность электростатического разряда невелика, а энергии мало, но из-за того, что он генерирует переходное высокое напряжение, достигающее нескольких киловольт, он может привести к неисправности электронных схем или повреждению электронных компонентов.
Для метода оценки и тестирования электростатического разряда обычно используется модель человека или модель машины. И защита возможна за счет использования компонентов, основанных на этих предположениях.

Компоненты защиты от перенапряжения/ESD

Для защиты от перенапряжения и электростатического разряда обычно используют варистор или стабилитрон.Эти компоненты имеют высокое электрическое сопротивление, когда напряжение на клеммах низкое, но сопротивление внезапно становится низким, когда напряжение становится выше.
Используя эту тенденцию, компонент предотвращает попадание скачка напряжения в цепь путем обхода тока, когда в электрической цепи возникает скачок высокого напряжения.

 
На схеме справа показано, как защитить цепь электропитания от наведенного грозового разряда с помощью варистора. При подключении варистора параллельно боковой линии ввода питания индуцированный грозовой перенапряжение, достигающее нескольких тысяч вольт, ограничивается варистором до уровня, который не приведет к разрушению компонентов или повреждению цепи питания.

Доступны актуальные компоненты защиты от перенапряжения/ESD, оптимизированные для типа перенапряжения и линии (сигнал, питание и т. д.), которые необходимо защитить.
Среди этих компонентов мы выбрали поглотитель перенапряжений ZNR ® , чип-варистор и подавитель электростатических разрядов.
«ZNR ® » поглотитель перенапряжения — это название продукта Panasonic, варисторы предназначены для защиты от перенапряжений.

«ZNR

® » гаситель перенапряжения

Panasonic «ZNR ® » поглотитель перенапряжения представляет собой керамический варистор для поглощения перенапряжения от индуцированного грозового перенапряжения, перенапряжения при открытии/закрытии и перенапряжения сброса нагрузки.
Компания Panasonic была первым производителем в мире, выпустившим на рынок керамические варисторы с превосходной конструкцией керамического материала и технологическим процессом, подкрепленным многочисленными достижениями в разработке устройств и технологии производства. Амортизаторы ZNR ® изготавливаются в основном из оксида цинка (ZnO) и нескольких добавок, а также керамического элемента, созданного методом спекания. Этот продукт обеспечивает отличные характеристики нелинейности напряжения параллельно с характеристиками стабилитронов, а также большие характеристики сопротивления току, которых нет в других продуктах.Этот продукт может использоваться для самых разных применений, таких как стабилизация напряжения, подавление импульсного напряжения, поглощение перенапряжения при открытии/закрытии и защита от грозового перенапряжения.
«ZNR ® » является аббревиатурой нелинейного резистора на основе оксида цинка и зарегистрированной торговой маркой Panasonic.

Базовая структура

Функция корпуса

Электрод

Спеченный элемент из оксида цинка

Подводящий провод

Основные технические характеристики поглотителя перенапряжений «ZNR

® »

Основные характеристики поглотителя перенапряжения ZNR ® показаны с указанием рабочих характеристик.

Технические характеристики Описание
Напряжение варистора [В] В принципе, значение напряжения на обоих концах компонента при подаче постоянного тока 1 мА.
Ориентировочное значение напряжения при работе варистора.
Максимально допустимое напряжение цепи [В] Максимальное значение действующего значения напряжения синусоидальной волны промышленной частоты, допускающее непрерывное применение, или максимальное значение напряжения постоянного тока.
Максимально ограниченное напряжение [В] При подаче импульсного напряжения значение напряжения, ограниченное варистором, называется ограниченным напряжением, и в отдельном каталоге максимальное ограниченное напряжение указано как максимальное значение.
Сопротивление импульсному току [A] Это значение указывает уровень импульсного тока, выдерживаемого варистором.
Стандарт безопасности Для компонентов, подверженных воздействию грозового перенапряжения, каждая страна устанавливает стандарты безопасности, такие как UL (США), CSA (Канада), IEC (Европа), CQC (Китай), и компоненты, соответствующие стандартам, должны использоваться в этой стране.

При выборе поглотителя перенапряжения «ZNR ® » проверяется, соответствует ли спецификация предполагаемому импульсному напряжению/току и напряжению цепи.

Пример использования поглотителя перенапряжений «ZNR

® »

Поглотитель перенапряжений «ZNR ® » имеет широкий модельный ряд, предназначенный для электростанций и обычных электронных устройств.

Чип-варисторы

Чип-варистор

представляет собой многослойный варистор в форме микросхемы, а его основная структура представляет собой многослойный керамический компонент, аналогичный многослойному керамическому конденсатору (MLCC). Как объяснялось выше, поглотитель перенапряжений ZNR ® представляет собой керамический варистор, чип-варистор принадлежит к той же группе. Однако напряжение и ток, обрабатываемые чип-варистором, значительно меньше, чем у поглотителя перенапряжений «ZNR ® », и он используется в основном для защиты от электростатического разряда.

 

Базовая конструкция

 

Чип-варистор

Panasonic имеет следующие особенности.
  • Небольшой тип для поверхностного монтажа (0603, 1005, 1608) обеспечивает компактные размеры и малый вес для широкого спектра применений.
  • Уникальный керамический материал и технологический процесс обеспечивают высокую надежность, высокий эффект подавления электростатического разряда, высокую устойчивость к электростатическому разряду и высокую устойчивость к импульсным перенапряжениям.
  • Линейка автомобильных компонентов (совместимых с AEC-Q200, сертифицированных по ISO/TS16949)
  • Долгосрочная пожизненная гарантия (срок службы под нагрузкой 2000 часов, температурный цикл 2000 циклов, высокая термостойкость (150 ℃)
Примеры использования чип-варисторов

Чип-варисторы

используются в самых разных электронных устройствах в качестве компонентов защиты от электростатических разрядов общего назначения.

Примеры использования для аудиолинийПримеры использования для панелей LCS

Подавители ЭСР

Подавитель электростатического разряда

представляет собой компонент защиты от электростатического разряда (ЭСР) с зазором. Минимальная статическая емкость подходит для использования в высокоскоростной сигнальной линии.

 

Базовая структура

 

По сравнению с варисторами, описанными выше, подавитель электростатического разряда имеет очень маленькую электростатическую емкость и представляет собой большую разницу в характеристиках.Вольт-амперные характеристики позволяют выдерживать электростатические разряды в диапазоне нескольких киловольт. Очень малая электростатическая емкость 0,05 пФ или ниже (размеры 0603, 1005) практически не влияет на характеристики передачи высокоскоростной дифференциальной сигнальной цепи или на вносимые потери в высокочастотной цепи.

【Форма сигнала напряжения подавления электростатического разряда】

【Характеристики передачи】

 
 
Тест по маске USB2. 0
 
 
 
Нет ухудшения качества передачи

Примеры использования подавителей электростатических разрядов
Ниже приведены примеры использования подавителей электростатического разряда.
  • Антенная цепь (GPS, NFC и т. д.) мобильного электронного изделия
  • Антенная цепь автомобильного оборудования (автомобильная навигация, AM/FM, автомобильная AV-система)
  • Цепь высокоскоростного дифференциального сигнала (USB2.0/3.0, HDMI1.4/2.0)
  • Различные сигнальные линии

Высокоскоростная
дифференциальная передача
GB Ethernet Антенна

Преимущество замены стабилитрона

В качестве компонента защиты от перенапряжения/ESD можно использовать стабилитрон вместо варистора или подавителя ESD.Преимущество замены стабилитрона варистором («ZNR ® », поглотитель перенапряжений, чип-варистор) описано здесь.

Что такое стабилитрон?

Перед заменой следует узнать, что такое стабилитрон.
Характеристики напряжения и тока стабилитрона показаны ниже. Один стабилитрон обеспечивает эффект ограничения напряжения только на стороне отрицательного напряжения, но при использовании двух диодов в встречном последовательном соединении можно получить эффект двунаправленного ограничения напряжения, как в случае с варистором.
Для преимущества перед варистором эффективное напряжение защиты может быть установлено на низком уровне в несколько вольт.

Вольт-амперная характеристика
стабилитрона (один блок)Вольт-амперная характеристика
стабилитронов (подключено 2 шт.)

Однако из-за недостатка они требуют большей формы и большего веса, а также большей площади монтажной поверхности, чем варистор. Чтобы получить такой же эффект поглощения перенапряжений/ESD, как и у варистора, устройство должно состоять из 3 компонентов, включая конденсатор, вместо одного варистора.
Хотя двунаправленный стабилитрон получается при соединении двух диодов в одном корпусе, он все же больше, чем варистор.

Преимущества замены на варистор

При замене стабилитронов на варистор («ZNR ® » разрядник перенапряжений, чип-варистор) можно получить следующие преимущества.

Преимущество 1: Компактный размер, малый вес и уменьшенная монтажная площадь

Как уже было сказано, для защиты от перенапряжения с помощью стабилитронов требуется 3 компонента, но ту же функцию может выполнять один варистор, благодаря чему достигается значительное уменьшение размера, веса и монтажной поверхности.
В случае предотвращения сброса нагрузки в автомобиле замена стабилитронов мощностью 5 Вт на поглотитель перенапряжения «ZNR ® » (серия HF типа SMD) может уменьшить монтажную поверхность и вес на 67%.
В случае защиты от электростатического разряда замена стабилитронов мощностью 0,2 Вт на чип-варистор (размер 1005) может уменьшить монтажную поверхность на 85 % и вес на 75 %.

Преимущество 2: повышенная устойчивость к электростатическому разряду и импульсному току

График, показанный ниже, представляет собой сравнение устойчивости к электростатическому разряду и импульсному току между 0. Стабилитроны мощностью 2 Вт и микросхема-варистор (размер 1005), как описано выше.
На графике видно, что устойчивость к электростатическому разряду и импульсному току улучшается при замене микросхемы варистором.

Стабилитрон

0,2 ​​Вт ZD

Электростатический разряд: перенапряжение 15 кВ: 10 А

Чип-варисторы

1005 Чип-варисторы

Электростатический разряд: перенапряжение 30 кВ: 11 А

Обзор компонентов предотвращения электростатического разряда

В качестве компонентов для защиты от электростатического разряда мы рассмотрели варистор микросхемы, подавитель электростатического разряда и стабилитрон. Отличия и особенности каждого компонента приведены в таблице ниже.

Область применения

для каждого компонента защиты от электростатического разряда представлена ​​на диаграмме ниже.

Информация о сопутствующих продуктах

↑В начало страницы

Меры предосторожности при использовании твердотельных реле | Средства автоматизации | Промышленные устройства

1.

Снижение номинальных характеристик

Снижение номинальных характеристик является важным фактором для надежной конструкции и срока службы изделия.
Даже если условия использования (температура, ток, напряжение и т. д.) продукта находятся в пределах абсолютных максимальных значений, надежность может значительно снизиться при длительном использовании в условиях высокой нагрузки (высокая температура, высокая влажность, высокий ток, высокое напряжение). , и т.д.) Поэтому, пожалуйста, уменьшите номинальные характеристики ниже абсолютных максимальных значений и оцените устройство в реальном состоянии.
Кроме того, независимо от применения, если можно ожидать, что сбой в работе будет представлять высокий риск для жизни человека или имущества, или если продукты используются в оборудовании, требующем высокой эксплуатационной безопасности, в дополнение к разработке двойных цепей, то есть включая такие функции, как цепь защиты или резервную цепь, необходимо также провести проверку безопасности.

2. Применение напряжения, превышающего абсолютный максимальный рейтинг

Если значение напряжения или тока для любой из клемм превышает абсолютный максимум, внутренние элементы будут изнашиваться из-за перенапряжения или перегрузки по току. В экстремальных случаях проводка может расплавиться или кремниевые P/N-переходы могут быть разрушены.
Следовательно, схема должна быть спроектирована таким образом, чтобы нагрузка никогда не превышала абсолютных максимальных значений, даже на мгновение.

3.Фотосимисторный соединитель

Фотосимисторный соединитель предназначен исключительно для управления симистором. Как условие, симистор должен быть запитан заранее.

4. Неиспользуемые клеммы

1) Фотосимисторный соединитель

Клемма № 3 используется со схемой внутри устройства.
Поэтому не подключайте его к внешней схеме. (6 контактов)

2) AQ-H

Терминал №5 подключен к воротам.
Не подключайте напрямую клеммы № 5 и 6.

5.Короткое замыкание между клеммами

Не допускайте короткого замыкания между клеммами, когда устройство находится под напряжением, так как существует вероятность поломки внутренней микросхемы.

6. При использовании с нагрузкой ниже номинальной

ТТР может выйти из строя, если он используется при нагрузке ниже указанной. В таком случае используйте фиктивный резистор параллельно нагрузке.

Характеристики нагрузки

Тип Ток нагрузки
AQ-G Все модели 20 мА
AQ1 Все модели 50 мА
AQ8 Все модели 50 мА
AQ-J Все модели 50 мА
AQ-A (тип выхода переменного тока) 100 мА

7.

Защита от шума и перенапряжения на входе

1) Фотосимисторный соединитель и AQ-H

Если на входных клеммах присутствуют обратные импульсные напряжения, подключите диод обратно параллельно входным клеммам и поддерживайте обратное напряжение ниже обратного напряжения пробоя.
Ниже показаны типовые схемы.

< Фотосимисторный соединитель (6-контактный) >

2) ССР

Высокое шумовое импульсное напряжение, подаваемое на входную цепь твердотельного реле, может привести к неисправности или необратимому повреждению устройства.Если ожидается такой высокий выброс, используйте шумопоглотитель C или R во входной цепи.
Типовые схемы показаны ниже

8.

Рекомендуемый входной ток фотосимисторного соединителя и AQ-H

Дизайн в соответствии с рекомендуемыми условиями эксплуатации для каждого продукта.
Поскольку на эти условия влияет рабочая среда, обеспечьте соответствие всем соответствующим спецификациям.

9. Пульсации на входе питания

Если во входном источнике питания присутствуют пульсации, обратите внимание на следующее:

1) Токочувствительный тип (фотосимисторный ответвитель, AQ-H)

(1) Для прямого тока светодиода при Emin поддерживайте значение, указанное в разделе «Рекомендуемый входной ток».
(2) Убедитесь, что прямой ток светодиода для Emax. не превышает 50 мА.

2) Тип, чувствительный к напряжению (AQ-G, AQ1, AQ8, AQ-J, AQ-A)

(1) Эмин.должно превышать минимальное номинальное управляющее напряжение
(2) Эмакс. не должно превышать максимальное номинальное управляющее напряжение

10.

Когда входные клеммы подключены с обратной полярностью

Название продукта Если перепутана полярность входного управляющего напряжения
AQ1, AQ-J, AQ-A (AC) Изменение полярности не приведет к повреждению устройства, благодаря наличию защитного диода, но устройство не будет работать.
AQ-H, AQ-G, AQ8
AQ-A (DC)
Изменение полярности может привести к необратимому повреждению устройства. Соблюдайте особую осторожность, чтобы избежать переполюсовки или используйте защитный диод во входной цепи.

11. Защита от шума и перенапряжения на выходе

1) Фотосимисторный соединитель и AQ-H

На рисунке ниже показана обычная схема привода симистора. Пожалуйста, добавьте демпфирующий контур или варистор, так как шум/броски напряжения на стороне нагрузки могут повредить устройство или вызвать неисправности.
Типовые схемы показаны ниже.

<Фотосимисторный соединитель типов SOP4 и DIP4>

<Фотосимисторный соединитель типа DIP6>

Примечание: подключение внешнего резистора и т. д., до терминала №5 (гейт) не надо.

2) ССР

(1) Тип выхода переменного тока

Высокое шумовое импульсное напряжение, подаваемое на цепь нагрузки твердотельного реле, может привести к неисправности или необратимому повреждению устройства. Если ожидается такой высокий выброс, используйте варистор на выходе твердотельного реле.

(2) Выход постоянного тока

Если индуктивная нагрузка генерирует пиковые напряжения, которые превышают абсолютный максимальный номинал, пиковые напряжения должны быть ограничены.
Типовые схемы показаны ниже.

3) Фиксирующий диод и схема снаббера могут ограничивать выбросы напряжения при
сторона нагрузки. Однако длинные провода могут вызвать скачки напряжения.
из-за индуктивности. Провода рекомендуется делать как можно короче.
можно минимизировать индуктивность.
4) Выходные клеммы могут стать проводящими, хотя входная мощность не подается, когда на них подается внезапное повышение напряжения, даже когда реле выключено.

Это может произойти, даже если повышение напряжения между клеммами меньше повторяющегося пикового напряжения в выключенном состоянии. Поэтому, пожалуйста, проведите достаточно тестов в реальных условиях.

5) При управлении нагрузками, в которых фазы напряжения и тока различаются, при выключении применяется резкий скачок напряжения, и симистор иногда не выключается. Пожалуйста, проведите достаточное количество тестов с использованием реального оборудования.
6) При управлении нагрузками с использованием типов напряжения перехода через нуль, в которых фазы напряжения и тока различаются, симистор иногда не включается независимо от состояния входа, поэтому проведите достаточное количество испытаний на реальном оборудовании.

12. Очистка (для монтажа на печатной плате)

Для очистки флюса припоя следует использовать промывку погружением в органический растворитель. Если вам необходимо использовать ультразвуковую очистку, примите следующие условия и убедитесь, что при фактическом использовании нет проблем.

  • Частота: от 27 до 29 кГц
  • Ультразвуковая мощность: не более 0,25 Вт/см 2 (Примечание)
  • Время очистки: 30 с или менее
  • Используемое чистящее средство: Asahiklin AK-225
  • Прочее: Погрузите печатную плату и устройство в очищающий растворитель, чтобы предотвратить контакт с ультразвуковым вибратором.

Примечание: относится к мощности ультразвука на единицу площади для ультразвуковых ванн

13.Примечания по монтажу (для монтажа на печатной плате)

1) Когда на печатную плату монтируются различные виды корпусов, повышение температуры на выводах припоя сильно зависит от размера корпуса. Поэтому, пожалуйста, установите более низкую температуру пайки, чем условия пункта «14. Пайка» и подтвердите температурный режим фактического использования перед пайкой.
2) Если условия монтажа превышают наши рекомендации, это может отрицательно сказаться на характеристиках устройства.

Это может привести к растрескиванию упаковки или обрыву соединительной проволоки из-за несоответствия теплового расширения и снижения прочности смолы. Пожалуйста, свяжитесь с нашим офисом продаж по поводу уместности условия.

3) Пожалуйста, подтвердите тепловую нагрузку, используя фактическую плату, поскольку она может быть изменена в зависимости от состояния платы или условий производственного процесса
4) На утечку припоя, смачиваемость или прочность припоя будут влиять условия монтажа или используемый тип припоя.

Пожалуйста, проверьте их в реальных условиях производства в деталях.

5) Пожалуйста, нанесите покрытие, когда устройство вернется к комнатной температуре.

14. Пайка

1) При пайке выводов для поверхностного монтажа рекомендуются следующие условия.

(1) Метод пайки ИК (инфракрасным оплавлением)
(Рекомендуемое условие оплавления: макс. 2 раза, точка измерения: припой)

T 1 = от 150 до 180°C
Т 2 = 230°С
T 3 = от 240 до 250°C
t 1 = от 60 до 120 с
t 2 = В течение 30 с
t 3 = В течение 10 с

(2) Другие методы пайки
Другие методы пайки (VPS, горячий воздух, горячая пластина, лазерный нагрев, импульсный нагреватель и т. д.) по-разному влияют на характеристики реле, пожалуйста, оцените устройство при фактическом использовании.

(3) Метод паяльника
Температура наконечника: от 350 до 400°C
Мощность: от 30 до 60 Вт
Время пайки: в течение 3 с

2) При пайке стандартных клемм печатной платы рекомендуются следующие условия.

(1) Метод пайки DWS
(Рекомендуемое количество раз: макс. 1 раз, точка измерения: провод для пайки *1)

Т 1 = 120°С
T 2 = Макс.260°С
t 1 = в течение 60 с
t 2 +t 3 = в течение 5 с

*1 Температура припоя: макс. 260°С

(2) Другой метод пайки погружением (рекомендуемое условие: 1 раз)
Предварительный нагрев: макс. 120°C, в течение 120 с, точка измерения: припой
Пайка: Макс. 260°C, в течение 5 с*, область измерения: температура пайки
*Фотосимисторный соединитель и AQ-H: в течение 10 с

(3) Ручной метод пайки
Температура наконечника: от 350 до 400°C
Мощность: от 30 до 60 Вт
Время пайки: в течение 3 с

• Мы рекомендуем сплав с составом Sn3.0Ag0,5Cu.

15.Прочее

1) Если ТТР используется в непосредственной близости от другого ТТР или тепловыделяющего устройства, температура его окружающей среды может превышать допустимый уровень. Тщательно спланируйте расположение SSR и вентиляцию.
2) Клеммные соединения должны выполняться в соответствии с соответствующей схемой подключения.
3) Для большей надежности проверьте качество устройства в реальных условиях эксплуатации.
4) Во избежание поражения электрическим током отключайте питание при проведении технического обслуживания.Хотя AQ-A (с выходом постоянного тока) имеет изоляцию для входных/выходных клемм и задней алюминиевой пластины, изоляция между входом/выходом и задней алюминиевой пластиной не одобрена UL.

16. Транспортировка и хранение

1) Чрезмерная вибрация во время транспортировки может привести к деформации провода или повреждению характеристик устройства. Обращайтесь с внешней и внутренней коробками осторожно.
2) Ненадлежащие условия хранения могут привести к ухудшению пайки, внешнего вида и характеристик.Рекомендуются следующие условия хранения:
  • Температура: от 0 до 45°C
  • Влажность: макс. 70% относительной влажности
  • Атмосфера: Отсутствие вредных газов, таких как сернистый кислый газ, минимальное количество пыли.
3) Хранение фотосимисторного соединителя (типа SOP)

В случае, если тепловая нагрузка при пайке воздействует на устройство, которое поглощает влагу внутри своей упаковки, испарение влаги увеличивает давление внутри упаковки, что может привести к вздутию или трещине упаковки.Данное устройство чувствительно к влаге и упаковано в герметичную влагонепроницаемую упаковку. Пожалуйста, убедитесь, что следующие условия после распечатывания.

• Используйте устройство сразу после распаковки. (в течение 30 дней при температуре от 0 до 45°C и относительной влажности не более 70 %)
• Если устройство будет храниться в течение длительного времени после распаковки, пожалуйста, храните его в другой влагонепроницаемой упаковке, содержащей силикагель. (Пожалуйста, используйте в течение 90 дней.)

17. Водяной конденсат

Конденсация воды происходит, когда температура окружающей среды резко меняется с высокой температуры на низкую температуру при высокой влажности, или устройство внезапно переводится с низкой температуры окружающей среды на высокую температуру и влажность.
Конденсат вызывает неисправности, такие как ухудшение изоляции. Корпорация Panasonic не гарантирует неисправности, вызванные конденсацией воды.
Теплопроводность оборудования, на котором установлено твердотельное реле, может ускорить конденсацию воды. Пожалуйста, подтвердите отсутствие конденсата в худших условиях фактического использования.
(Особое внимание следует уделить, когда высокотемпературные нагревающиеся детали находятся близко к твердотельному реле.)

18. Ниже показан формат упаковки

※Если щелкнуть каждую фигуру, откроется увеличенное изображение.

1) Лента и катушка (фотосимисторный соединитель)
2) Лента и катушка (AQ-H)
Тип Размеры ленты (единица измерения: мм) Размеры катушки с бумажной лентой
(единица измерения: мм)
8-контактный SMD
тип
(1) При сборке со стороны 1/2/3/4 штифтов: Артикул AQH○○○○AX (показан выше)
(2) При извлечении со стороны 5/6/8 контактов: номер деталиAQH○○○○AZ
3) Трубка

Фотосимисторный соединитель

и твердотельное реле AQ-H упакованы в трубку, так как штифт № 1 находится на стопоре B со стороны. Соблюдайте правильную ориентацию при установке их на печатные платы.

<Тип SOP фотосимистора>

<Фотосимисторный соединитель типа DIP и твердотельное реле AQ-H>

1.Уменьшить дв/дт

Твердотельное реле, используемое с индуктивной нагрузкой, может случайно сработать из-за высокой скорости нарастания напряжения нагрузки (dv/dt), даже если напряжение нагрузки ниже допустимого уровня (срабатывание индуктивной нагрузки).
Наши SSR содержат демпфирующий контур, предназначенный для уменьшения dv/dt (кроме AQ-H).

2. Выбор констант снаббера

1) Выбор С

Зарядный коэффициент tau для C цепи SSR показан в формуле (1)

τ = (R L +R) ×C ————(1)

Установив формулу (1) так, чтобы она была ниже значения dv/dt, вы получите:

С=0. 632V A /[(dv/dt) × (R L +R)] ——(2)

Установив C = от 0,1 до 0,2 мкФ, dv/dt можно регулировать в пределах от нВ/мкс до n+В/мкс или ниже. В качестве конденсатора используйте металлизированную полиэфирную пленку для MP конденсатора. Для линии 100 В используйте напряжение от 250 до 400 В, а для линии 200 В используйте напряжение от 400 до 600 В.

2) Выбор R

Если сопротивление R отсутствует (сопротивление R управляет разрядным током конденсатора С), при включении твердотельного реле произойдет резкий рост dv/dt и начнет протекать разрядный ток высокого пикового значения.
Это может привести к повреждению внутренних элементов ТТР.
Поэтому всегда необходимо вводить сопротивление R. В обычных условиях для линии 100 В R = от 10 до 100 Ом, а для линии 200 В R = от 20 до 100 Ом. (Допустимый ток разряда при включении будет различаться в зависимости от внутренних элементов ТТР.) ​​Потери мощности от R, обозначаемые как P, вызванные током разряда и током заряда от C, показаны в формуле (3) ниже. Для линии 100 В используйте мощность 1/2 Вт, а для линии 200 В используйте мощность более 2 Вт.

П=

C×V А 2 ×f  

………(3)

2

f = частота источника питания

Также при выключении ТТР образуется вызывная цепь с конденсатором С и индуктивностью цепи L, и на обоих выводах ТТР генерируется выброс напряжения. Сопротивление R служит контрольным сопротивлением для предотвращения этого звона.Кроме того, требуется хорошее неиндуктивное сопротивление для R. Часто используются резисторы из углеродной пленки или металлопленочные резисторы.
Для общих применений рекомендуемые значения: C = 0,1 мкФ и R = от 20 до 100 Ом. В индуктивной нагрузке бывают случаи резонанса, поэтому при выборе необходимо соблюдать осторожность.

Цепи твердотельных реле высокой надежности требуют адекватной схемы защиты, а также тщательного изучения характеристик и максимальных номиналов устройства.

1. Защита от перенапряжения

Источник питания нагрузки SSR требует адекватной защиты от ошибок перенапряжения по разным причинам. К методам защиты от перенапряжения относятся следующие:

1) Используйте устройства с гарантированным выдерживаемым обратным импульсным напряжением

(управляемые противолавинные устройства и др.)

2) Подавление переходных пиков

Используйте переключающее устройство во вторичной цепи трансформатора или используйте переключатель с медленной скоростью размыкания.

3) Используйте схему поглощения перенапряжения

Используйте поглотитель перенапряжения CR или варистор на источнике питания нагрузки или твердотельном реле.
Необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы скачки напряжения при включении/выключении или внешние скачки напряжения не превышали номинального напряжения нагрузки устройства. Если ожидается перенапряжение, превышающее номинальное напряжение устройства, используйте устройство и схему поглощения перенапряжения (например, ZNR от Panasonic Corporation).

Выбор номинального напряжения ЗНР

(1) Пиковое напряжение питания
(2) Изменение напряжения питания
(3) Ухудшение характеристики ZNR (1 мА ± 10%)
(4) Допустимое отклонение номинального напряжения (±10%)
Для применения в сетях 100 В переменного тока выберите ZNR со следующим номинальным напряжением:
(1) × (2) × (3) × (4) = (100 × √2) × 1.1 × 1,1 × 1,1 = 188 (В)

D: 17,5 диам. Максимум.
Т: 6,5 макс.
В: 20,5 макс.
Ш:7,5±1
   (единица измерения: мм)

Пример ZNR (Panasonic)

Типы Варистор напряжения Макс.допустимое напряжение цепи Макс. управляющее напряжение Макс. средняя
импульсная электрическая
мощность
Выдерживаемая энергия Выдерживает импульсный ток Электростатическая емкость
(Эталон)
(10/1000 мкс) (2 мс) 1 раз (8/20 мкс)
2 раза
В1мА (В) ACrms (В) Постоянный ток (В) В50А (В) (Ш) (Дж) (Дж) (А) (А) при 1 кГц (пФ)
ЭРЗВ14Д201 200 (от 185 до 225) 130 170 340 0. 6 70 50 6000 5000 770
ЭРЗВ14Д221 220 (от 198 до 242) 140 180 360 0,6 78 55 6000 5000 740
ЭРЗВ14Д241 240 (от 216 до 264) 150 200 395 0.6 84 60 6000 5000 700
ЭРЗВ14Д271 270 (от 247 до 303) 175 225 455 0,6 99 70 6000 5000 640
ЭРЗВ14Д361 360 (от 324 до 396) 230 300 595 0.6 130 90 6000 4 500 540
ЭРЗВ14Д391 390 (от 351 до 429) 250 320 650 0,6 140 100 6000 4 500 500
ЭРЗВ14Д431 430 (от 387 до 473) 275 350 710 0. 6 155 110 6000 4 500 450
ЭРЗВ14Д471 470 (от 423 до 517) 300 385 775 0,6 175 125 6000 4 500 400
ЭРЗВ14Д621 620 (от 558 до 682) 385 505 1025 0.6 190 136 5000 4 500 330
ЭРЗВ14Д681 680 (от 612 до 748) 420 560 1 120 0,6 190 136 5000 4 500 320

2. Защита от перегрузки по току

Цепь твердотельного реле, работающая без защиты от перегрузки по току, может привести к повреждению устройства.Разработайте схему таким образом, чтобы номинальная температура перехода устройства не превышала значения постоянного тока перегрузки.
(например, Импульсный ток в двигатель или лампочку)
Номинальный ток броска применяется к ошибкам перегрузки по току, которые происходят менее нескольких десятков раз в течение срока службы полупроводникового устройства. Для этого номинала требуется устройство координации защиты.
К методам защиты от перегрузки по току относятся следующие:

1) Подавление сверхтоков

Используйте токоограничивающий реактор последовательно с источником питания нагрузки.

2) Используйте устройство отключения тока

Используйте токоограничивающий предохранитель или автоматический выключатель последовательно с источником питания нагрузки.

Пример выполнения выбора предохранителя для защиты от перегрузки по току

1.Нагреватели (резистивная нагрузка)

SSR лучше всего подходит для резистивных нагрузок. Уровни шума могут быть значительно снижены с помощью переключения через ноль.

2. Лампы

Вольфрамовые или галогенные лампы потребляют высокий пусковой ток при включении (примерно в 7–8 раз больше тока в установившемся режиме для твердотельных реле с переходом через нуль; примерно в 9–12 раз, в худшем случае, для твердотельных реле произвольного типа). Выберите SSR таким образом, чтобы пик пускового тока не превышал 50% тока хирурга SSR.

3. Соленоиды

Электромагнитные контакторы или электромагнитные клапаны с приводом от переменного тока

также потребляют пусковой ток, когда они активированы.Выберите ТТР таким образом, чтобы пик пускового тока не превышал 50 % тока хирурга ТТР. В частности, для небольших электромагнитных клапанов и реле переменного тока ток утечки может привести к неисправности нагрузки после выключения твердотельного реле. В таком случае используйте фиктивный резистор параллельно нагрузке.

• Использование твердотельного реле с нагрузкой ниже указанной

4.

Нагрузка двигателей

При запуске электродвигатель потребляет симметричный пусковой ток переменного тока, который примерно в 5-8 раз превышает ток нагрузки в установившемся режиме, наложенный на постоянный ток. Время пуска, в течение которого поддерживается такой высокий пусковой ток, зависит от мощности нагрузки и источника питания нагрузки. Измерьте пусковой ток и время в реальных условиях работы двигателя и выберите ТТР таким образом, чтобы пик пускового тока не превышал 50 % броска тока ТТР.
Когда двигательная нагрузка отключена, на ТТР подается напряжение, превышающее напряжение питания нагрузки, за счет противо-ЭДС.
Это напряжение примерно в 1,3 раза превышает напряжение питания нагрузки для асинхронных двигателей и примерно в 2 раза больше, чем для синхронных двигателей.

• Управление реверсивным двигателем

При изменении направления вращения двигателя переходный ток и время, необходимые для изменения направления, намного превышают требуемые для простого пуска. Реверсивный ток и время также следует измерять в реальных условиях эксплуатации.
Для однофазного асинхронного двигателя с конденсаторным пуском в процессе реверсирования возникает емкостной разрядный ток.Обязательно используйте токоограничивающий резистор или дроссель последовательно с твердотельным реле.
Также ТТР должен иметь высокий предельный номинал напряжения, так как в процессе реверсирования на ТТР развивается напряжение, в два раза превышающее напряжение питания нагрузки.
Для реверсивного управления двигателем тщательно спроектируйте схему драйвера, чтобы ТТР прямого и обратного хода не включались одновременно.

5. Емкостная нагрузка

Емкостная нагрузка (импульсный стабилизатор и т. д.) потребляет пусковой ток для зарядки конденсатора нагрузки при включении твердотельного реле.
Выберите твердотельное реле таким образом, чтобы пик пускового тока не превышал 50 % пускового тока твердотельного реле. Ошибка синхронизации до одного цикла может возникнуть, когда переключатель, используемый последовательно с твердотельным реле, размыкается или замыкается. Если это проблема, используйте катушку индуктивности (от 200 до 500 мкГн) последовательно с твердотельным реле для подавления ошибки dv/dt.

6. Прочее электронное оборудование

Как правило, в электронном оборудовании используются сетевые фильтры в первичной цепи питания.
Конденсаторы, используемые в сетевых фильтрах, могут привести к неисправности твердотельного реле из-за включения dv/dt при включении или выключении оборудования.В таком случае используйте катушку индуктивности (от 200 до 500 мкГн) последовательно с твердотельным реле, чтобы подавить включение dv/dt.

Волна пускового тока нагрузки и время

(1) Лампа накаливания Нагрузка

Пусковой ток/номинальный ток: i/io≒10 до 15 раз 9000

(2) Ртутная лампа. , объединены в общие цепи газоразрядных ламп. Обратите внимание, что пусковой ток может быть в 20-40 раз больше, особенно если импеданс источника питания низкий в типе с высоким коэффициентом мощности.

(3) Люминесцентная лампа Нагрузка i/io≒5–10 раз

(4) Нагрузка двигателя i/io≒5 до 10 раз

  • Условия становятся более суровыми, если выполняется заглушка или медленная подача, поскольку переходы между состояниями повторяются.
  • При использовании реле для управления двигателем постоянного тока и тормозом пусковой ток во включенном состоянии, ток в установившемся режиме и ток торможения в выключенном состоянии различаются в зависимости от того, является ли нагрузка на двигатель свободной или заблокированной. В частности, с неполяризованными реле, при использовании контакта from B или from для тормоза двигателя постоянного тока, тормозной ток может повлиять на механическую долговечность.
    Поэтому проверьте ток при фактической нагрузке.

(5) Нагрузка соленоида i/io≒10-20 раз

Обратите внимание, что, поскольку мощность дуги больше, когда индуктивность больше, чем больше мощность дуги, тем больше индуктивность.
Контакт может легко изнашиваться.

(6) Электромагнитная контактная нагрузка
i/io≒3 до 10 раз

 

 

(7) Емкостная нагрузка i/io≒20–40 раз

 

Разница между грозовым разрядником и разрядником перенапряжения

Разница между разрядником перенапряжения, ограничителем перенапряжения, грозовым разрядником и громоотводом

Различные термины, используемые для разрядников, иногда сбивают с толку даже профессиональных инженеров и электриков, которые используют их как синонимы.

Мы обсудим основное различие между различными типами разрядников, таких как разрядник, молниеотвод, ограничитель перенапряжения и молниеотвод, поскольку иногда они могут использоваться для одной и той же цели. Разница показывает, какую систему вы хотите защитить, от чего и как?

Рассмотрим основные определения следующих разрядников. Мы подробно обсудим их все ниже.

  • Разрядник для защиты от перенапряжения: — это устройство, используемое для защиты электрических установок и оборудования от скачков напряжения и переходных напряжений, вызванных электрическими неисправностями, переключениями, короткими замыканиями, искрами, молниями и т. д.Ограничители перенапряжения устанавливаются внутри панелей для гашения скачков напряжения.
  • Грозозащитный разрядник: — это устройство, используемое для защиты электрической цепи и подключенных устройств от ударов молнии с переходными скачками высокого напряжения. Снаружи устанавливаются грозозащитные разрядники для защиты от вредного воздействия разрядов молнии.
  • Ограничитель перенапряжения: Также известный как ограничитель переходных процессов или ограничитель перенапряжения, это устройство, установленное на панели домашней панели для защиты подключенных цепей от скачков напряжения и скачков напряжения, известных как переходные процессы.
  • Громоотвод: Это устройство, установленное на высоте, т. е. на вершине здания и опор ЛЭП, для обеспечения пути для заземления ударов молнии. Громоотвод защищает конструкцию от грозовых перенапряжений.

Полезно знать: Разрядник для защиты от перенапряжений можно использовать в качестве разрядника для защиты от перенапряжения, но нельзя использовать в качестве разрядника для защиты от перенапряжения.

Теперь давайте подробно обсудим все эти ОПН.

Что такое УЗИП?

Ограничитель перенапряжения — это устройство ограничения напряжения, установленное внутри панели монтажного оборудования для защиты изоляции, оборудования и машин не только от молнии, но и от переходного напряжения, вызванного переключением, искрами, затенением нагрузки и другими электрическими неисправностями, такими как замыкания на землю и т. д.

Ограничители перенапряжения используются для ограничения скачков тока и напряжения для защиты низковольтных и высоковольтных приборов, а также линий связи. Наиболее распространенный разрядник для защиты от перенапряжений представляет собой нелинейные металлооксидные резисторы типа в корпусе из фарфора или силиконовой резины , которые устанавливаются параллельно предполагаемой цепи для защиты от перенапряжений и подключаются к заземляющей сети.

Раньше в энергосистеме использовался термин «молниеотвод», который заменяется новым термином «разрядник перенапряжения».Это связано с тем, что основной причиной большинства перенапряжений были молнии, когда конструкция энергосистемы не была такой уж сложной. В большинстве передовых конструкций экранирование нагрузки, внезапное изменение высокой мощности в нагрузке и переключение разъединителя на подстанции сверхвысокого напряжения вызывают перенапряжение, когда на подстанции вместо грозового разрядника используется разрядник, который обеспечивает защиту от всех вышеупомянутых перенапряжений. В линиях передачи и распределения низкого/среднего напряжения новый термин «линейный разрядник» также используется для грозовых/импульсных разрядников.

Что такое грозовой разрядник?

Грозозащитный разрядник — это защитное устройство, используемое для защиты цепи от ударов молнии, имеющих высокие переходные скачки напряжения, импульсные токи из-за молнии, искровые и изолирующие дуги и т. д.

Используется для защиты энергосистемы путем перенаправления скачков высокого напряжения на землю. Хотя заземляющий или заземляющий провод также защищает воздушные линии и энергосистему от прямых ударов молнии, он может не защитить от бегущих волн, которые могут достигать устройств и оборудования, подключенных к терминалу.По этой причине для защиты энергосистемы от таких перенапряжений, вызванных неисправностями или ударами молнии, используются устройства защиты от перенапряжений или разрядники.

Грозозащитные разрядники устанавливаются на пике конструкции, т. е. на опорах и башнях ЛЭП и зданиях, чтобы обеспечить безопасный путь для разрядного тока и напряжения, вызванных ударами молнии на землю, для защиты системы от проблем, вызванных молнией.

Основные различия между разрядником перенапряжения и грозовым разрядником

  • Разрядник для защиты от перенапряжения, установленный внутри щита, в то время как разрядник для молнии устанавливается снаружи.
  • Ограничитель перенапряжения защищает установку изнутри, а разрядник молнии защищает оборудование снаружи.
  • Разрядник для защиты от перенапряжения защищает систему от молнии, коммутации, электрических неисправностей и других переходных процессов напряжения и скачков напряжения, в то время как разрядник для молнии в основном используется для ударов молнии и связанных с ними перенапряжений.
  • Ограничитель перенапряжения перехватывает перенапряжения и направляет дополнительную нежелательную энергию на заземляющий провод, в то время как грозоразрядник отводит поток энергии на землю через разрядник на землю.
  • Ограничитель перенапряжения можно использовать как ограничитель перенапряжения, в то время как ограничитель перенапряжения нельзя использовать в качестве ограничителя перенапряжения.

Связанная запись: Разница между электрической и магнитной цепями

Что такое громоотвод?

Громоотвод (также известный как молниеотвод) представляет собой металлический стержень (медь, алюминий или другие проводящие материалы), установленный на верхней части сооружения (передающих и распределительных опор, зданий и т. д.) для защиты от прямых ударов молнии.

Молния — это электростатический разряд между облаками и землей. Если они попадут прямо в линии электропередач, напряжение в системе может подняться до опасного уровня, что может привести к повреждению электроустановки и оборудования. По этой причине громоотвод применяют для защиты электроустановки, оборудования и приборов от прямого попадания ударов молнии.

Громоотвод дешевле, чем разрядник для защиты от перенапряжения, который устанавливается на верхней поверхности здания или опоры линий электропередач, что обеспечивает безопасный путь для больших электростатических зарядов и токов молнии в землю (он должен быть надлежащим образом заземлен к системе заземления, т. к. Что ж).

Что такое ограничитель перенапряжения?

Ограничитель перенапряжения

также известен как ограничитель перенапряжения , ограничитель перенапряжения или ограничитель переходных процессов . Это устройство, установленное в домашнем распределительном щите для защиты домашней электропроводки от скачков напряжения или скачков напряжения при переключении.

Например, когда индуктивная нагрузка отключается, она генерирует скачки напряжения (также известные как импульсы переключения) в системе в соответствии с законами самоиндукции противо-ЭДС.

E = – L ди/дт

Эти внезапные пики и выбросы могут повредить устройства, чувствительные к номинальному напряжению.

При индуктивной нагрузке переключение контактора может привести к коммутационным перенапряжениям, которые могут повредить другие подключенные устройства в системе. По этой причине в контакторе низкого напряжения используется ограничитель перенапряжения для защиты контактора от внешних перенапряжений и системы от вредного воздействия самого переключателя контактора.

Ограничитель перенапряжения обычно представляет собой сетевую розетку (розетки) с выключателем питания ВКЛ/ВЫКЛ, имеющим трехжильный шнур, который можно подключить к стенной розетке.

Значение напряжения в наших домах, например, 120 В (США) и 230 В переменного тока (Великобритания и ЕС), представляет собой среднеквадратичное значение, известное как эффективное значение. Пиковое значение 120 В и 230 В составляет 170 В P и 325 В P с частотой 60 Гц и 50 Гц соответственно. В случае переходных процессов, вызванных несколькими факторами, такими как молния или коммутационные перенапряжения, значение пикового напряжения может возрасти до многих сотен вольт и даже тысяч вольт нерегулярных импульсов в течение очень короткого времени (как правило, в микросекундах (10 -6 ). ).Эти импульсы могут повредить чувствительные устройства, особенно электронные устройства.

В этом случае ограничитель перенапряжения предотвращает напряжение, имеющее определенное значение пикового напряжения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

*

*