Mi az a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő az ipari áramelosztásban?
A DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő meghatározása
A DIN sínre szerelhető túlfeszültség-védő, más néven DIN-sínre szerelhető SPD vagy DIN-sínre szerelt túlfeszültség-védelmi eszköz, egy olyan védelmi eszköz, amelyet ipari elosztótáblákba, vezérlőszekrényekbe, automatizálási panelekbe vagy áramelosztó rendszerekbe szerelnek be. Általában egy szabványos 35 mm-es DIN-sínre szerelik meg a megszakítókkal, mágneskapcsolókkal, relékkel, sorkapcsokkal és tápegység-modulokkal együtt, hogy egy teljes ipari áramellátás-védelmi rendszert alkossanak.
Az ipari villamosenergia-rendszerekben a túlfeszültségek oka lehet a villámcsapás okozta túlfeszültség, a hálózati kapcsolások, a transzformátorok kapcsolása, a motorok be- és kikapcsolása, a mágneskapcsolók működése, a frekvenciaváltók, illetve más, nagy teljesítményű berendezések által okozott tranziens zavarok. Bár ezek a túlfeszültségek csak rövid ideig tartanak, feszültségcsúcsaik jóval magasabbak lehetnek, mint az elektromos berendezések normál tűrőképessége. Ez károsíthatja a PLC-ket, a HMI-ket, a VFD-ket, az UPS-rendszereket, a tápegység-modulokat, az érzékelőket, a kommunikációs modulokat és egyéb elektronikus vezérlő alkatrészeket.
A DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő fő feladata, hogy gyorsan korlátozza a tranziens túlfeszültséget, mielőtt az eljutna a hátrébb kapcsolt berendezésekhez, és a túlfeszültségi áramot a földelőrendszerbe terelje. Gyárak, gyártósorok, adatközpontok, kapcsolódoboz-gyártók és ipari automatizálási rendszerek esetében ez egy fontos védelmi alkatrész, amely javítja az áramellátás megbízhatóságát, csökkenti a berendezések károsodásának kockázatát, és minimalizálja az állásidőből eredő veszteségeket.
Hogyan működnek a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védők a kisfeszültségű áramellátó rendszerekben?
Az ipari kisfeszültségű áramelosztó rendszerekben a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőt (SPD) általában párhuzamosan kapcsolják be az áramvezeték és a földelőrendszer közé. Amikor a túlfeszültség meghaladja az SPD működési küszöbértékét, a készülék belső védőelemei gyorsan vezetővé válnak, és a túlfeszültségi áramot a PE-kapocsra vagy az egypotenciális összekötő rendszerre terelik.
Ez a folyamat három szakaszra osztható:
- Normál állapot: Az SPD nagy impedanciájú állapotban marad, és nem befolyásolja a normál tápellátást.
- Túlfeszültségi esemény: Az SPD gyorsan vezeti el a túlfeszültséget, és korlátozza a vezetéken fellépő átmeneti túlfeszültséget.
- A túlfeszültség után: Az SPD visszatér a nagy impedanciájú állapotba, és a rendszer folytatja a normál működést.
A DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőt általában nem önálló eszközként használják. Ez az ipari áramelosztás összehangolt túlfeszültség-védelmi stratégiájának része, amely a hálózati bevezetési védelemmel, az elosztási szintű védelemmel, a vezérlőszekrény védelmével és a berendezés oldali finom védelemmel együtt működik.
Miért alkalmas a DIN-sínre történő felszerelés az ipari elosztótáblákhoz?
A DIN-sínre történő felszerelés kiválóan alkalmas ipari áramelosztó rendszerekhez, mivel az ipari elosztótáblák és vezérlőszekrények moduláris, szabványosított és könnyen karbantartható alkatrész-elrendezést igényelnek. A DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő közvetlenül rácsatlakoztatható egy szabványos DIN-sínre, és megszakítókkal, sorkapcsokkal és vezérlőalkatrészekkel együtt elhelyezhető.
Ez a telepítési módszer számos előnnyel jár:
- Helyet takarít meg a panelen, és kompakt ipari vezérlőszekrényekbe is befér
- Lehetővé teszi a gyors telepítést a panelgyártók számára, valamint a sorozatgyártást
- A gyors ellenőrzés és csere révén megkönnyíti a karbantartást
- Gondoskodik a vezetékek rendezett elrendezéséről, valamint a földelőrudakkal és a tartalék védelmi eszközökkel való összehangolásáról
- Támogatja a többszintű védelmet a főelosztószekrényekben, az alelosztószekrényekben és a berendezéspanelekben
DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő vs. panelre szerelhető túlfeszültség-védő
A DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védők és a panelre szerelhető túlfeszültség-védők egyaránt alkalmazhatók az áramelosztó rendszerek túlfeszültség elleni védelmére, de felépítésük, beszerelési módjuk és alkalmazási területük tekintetében eltérnek egymástól.
| Összehasonlítási tétel | DIN sín túlfeszültség-védő | Panelre szerelhető túlfeszültség-védő |
| Telepítési módszer | 35 mm-es DIN-sínre szerelve | Általában panelre vagy külső burkolatra szerelik fel |
| Tipikus alkalmazások | Ipari vezérlőszekrények, alelosztószekrények, berendezéspanelek, napelem-összekötő dobozok | Fő elosztótáblák, épületek áramellátó rendszerei, berendezések csatlakozási pontjai |
| Szerkezet | Moduláris, kompakt, könnyen cserélhető | Általában beépített vagy külsőleg felszerelt |
| Karbantartás | Állapotjelzéssel vagy cserélhető modulokkal karbantartható | A termék felépítésétől függ |
| Ipari alkalmazhatóság | Alkalmas szabványosított szekrénytervezéshez és sorozatgyártáshoz | Alkalmas bizonyos panelek közötti helyekre vagy bejárati szintű védelemre |
Az ipari áramelosztó rendszerek esetében a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő előnye, hogy közvetlenül beépíthető az elosztótáblába vagy a vezérlőszekrénybe. Alkalmas más moduláris elektromos alkatrészekkel együtt történő felszerelésre. Ezért különösen hasznos olyan ipari alkalmazásokban, ahol szabványos kialakításra, sorozatgyártásra, gyors karbantartásra és áttekinthető vezetékezésre van szükség.
A DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védők általános ipari alkalmazásai
Az ipari áramelosztó rendszerekben a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőt nem csak egy rögzített helyre szerelik fel. Az elosztási szinttől, a berendezések érzékenységétől, a kábelhossztól és a túlfeszültség forrásától függően a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védők felszerelhetők főbevezető elosztótáblákba, alelosztótáblákba, motorvezérlő központokba, PLC-panelekbe, UPS-áramkörökbe, automatizálási berendezések paneljeibe, valamint napelemes vagy energiatároló rendszerekbe.
Az ipari rendszerekben általában több áramelosztási szint található. Ha a főelosztószekrénybe csak egy túlfeszültség-védő (SPD) van beépítve, az nem biztosít elegendő védelmet a távvezérlő szekrények, az érzékeny berendezések vagy a hosszú kábelvezetékek számára. Jobb megoldás egy, a rendszer felépítéséhez igazodó, összehangolt túlfeszültség-védelmi rendszer kiépítése, amelynek keretében a különböző pozíciókban elhelyezett DIN-sínre szerelhető SPD-k biztosítják a hálózati bevezetési pont védelmét, az elosztási szintű védelmet, valamint a berendezések oldalán történő finom védelmet.
Fő bejövő elosztótáblák
A fő bejövő elosztótábla az ipari villamosenergia-hálózat belépési pontja, és az első kulcsfontosságú hely, ahol a túlfeszültségek bejuthatnak a gyár elosztóhálózatába. Amikor egy túlfeszültség a közüzemi tápvezetéken, a felsővezetéken, a transzformátor kisfeszültségű oldalán vagy a külső villámvédelmi rendszeren keresztül jut be, a fő bejövő elosztótáblában található túlfeszültség-védő (SPD) képes a nagy energiájú túlfeszültségeket levezetni, mielőtt azok továbbterjednének a hálózatban.
A fő bejövő elosztótáblákhoz általánosan használt megoldások közé tartoznak az 1. típusú DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védők, az 1. és 2. típusú kombinált túlfeszültség-védők, illetve a nagy névleges értékű 2. típusú túlfeszültség-védők. A helyes választás attól függ, hogy az épület rendelkezik-e külső villámvédelmi rendszerrel, a terület villámcsapás-kockázati szintjétől, a betáplálási módtól, a rendszer rövidzárlati áramszintjétől, valamint a rendszer utáni berendezések érzékenységétől.
Alosztó táblák
Az alelosztó táblák a fő áramelosztó rendszer és a végberendezések között helyezkednek el. Ezek látják el árammal a helyi területeket, például a műhelyeket, az emeleteket, a berendezési zónákat vagy a gyártósorokat. A DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védők felszerelése ezeken a helyeken segít tovább csökkenteni a felsőbb szintű rendszerből származó maradék túlfeszültségeket, valamint a helyi berendezési zónán belül keletkező kapcsolási túlfeszültségeket.
A 2. típusú DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőket (SPD) általában ipari alelosztószekrényekben használják. Alkalmasak a közvetett villámtúlfeszültségek, a hálózati kapcsolási túlfeszültségek és a berendezések működése során fellépő túlfeszültségek korlátozására. Ezért tartoznak az ipari áramelosztó rendszerekben leggyakrabban alkalmazott SPD-típusok közé.
Például egy nagy gyárban a főelosztó táblára már fel lehet szerelni egy 1-es vagy 1+2-es típusú SPD-t. Előfordulhat azonban, hogy a gyártócsarnok messze van a főelosztó táblától. A hosszabb kábelút miatt a túlfeszültség terjedése során új feszültségkülönbségek és maradék túlfeszültségek léphetnek fel. Ilyen esetben egy 2. típusú túlfeszültség-védő (SPD) beépítése a műhely alelosztópaneljébe hatékonyabb védelmet biztosíthat az adott területen található motorok, vezérlőszekrények, világítási rendszerek és automatizálási berendezések számára.
Motorvezérlő központok és vezérlőszekrények
A motorvezérlő központok és az ipari vezérlőszekrények a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védők fontos alkalmazási területei. Ezekben gyakran találhatók mágneskapcsolók, relék, lágyindítók, frekvenciaváltók, motorvédő eszközök, vezérlő tápegységek és kommunikációs modulok. Ezek az alkatrészek működésük és kapcsolásuk során túlfeszültségeket generálhatnak, emellett a felettük lévő elosztórendszerből származó túlfeszültségek is hatással lehetnek rájuk.
A DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő eszközök (SPD-k) beépítése az MCC-kbe vagy a vezérlőszekrényekbe segít csökkenteni a kapcsolási túlfeszültségek és az áramellátási oldalon fellépő tranziens túlfeszültségek hatását a vezérlő alkatrészekre. Ez különösen fontos olyan ipari környezetekben, ahol számos motor, szivattyú, ventilátor, kompresszor, szállítószalag és hajtásrendszer működik, és ahol a berendezések indítási–leállítási ciklusai ismétlődően tranziens feszültségi terhelést okozhatnak.
A leggyakrabban védett berendezések közé tartoznak:
- Mágneskapcsoló- és relé-vezérlő áramkörök
- VFD és lágyindító bemeneti áramkörei
- Motorvezérlő tápegység-modulok
- A vezérlőszekrényben található PLC-k vagy I/O-modulok
- Készülékek kommunikációs interfészei és távvezérlő egységek
Az MCC-k és a vezérlőszekrények esetében az SPD-t a bejövő áramcsatlakozó közelében kell felszerelni, és rövid, egyenes vezetékekkel kell csatlakoztatni a földelőrudhoz. Szükség esetén jel-SPD-ket vagy adatvonal-SPD-ket is alkalmazni kell a vezérlőjelek és a kommunikációs vonalak védelmének összehangolása érdekében.
PLC-panelek és automatizálási rendszerek
A PLC-panel az ipari automatizálási rendszer vezérlőközpontja. Fogadja az érzékelőktől érkező jeleket, végrehajtja a vezérlő logikát, és irányítja a motorokat, szelepeket, robotokat, szállítószalagokat és a gyártóberendezéseket. Ha a PLC, az I/O-modul, a HMI vagy a kommunikációs modul túlfeszültség miatt megsérül, az egész automatizálási rendszer leállhat.
A PLC-panelekben a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőket általában a vezérlőáram-bemenetnél szerelik fel a 230 V-os váltakozó áramú, a 24 V-os egyenáramú vagy egyéb vezérlőáram-áramkörök védelme érdekében. Kommunikációs hálózatok és terepi jelvezetékek esetében szükség esetén megfelelő jel-túlfeszültség-védőket vagy adatvezeték-túlfeszültség-védőket is be kell szerelni.
Az automatizálási rendszerekben a túlfeszültségek és a jel-túlfeszültségek gyakran egyszerre jelentkeznek. A tápvezetéken fellépő túlfeszültség károsíthatja a PLC tápegységét, míg a hosszú érzékelő- vagy kommunikációs kábeleken fellépő túlfeszültség károsíthatja az I/O portokat vagy a kommunikációs interfészeket. Ezért az ipari vezérlőszekrények túlfeszültség-védelmének nem szabad kizárólag a fő tápellátásra összpontosítania. Figyelembe kell vennie a vezérlőáram, a jelvezetékek és az adatvezetékek összehangolt védelmét is.
UPS és kritikus áramkörök
Az ipari rendszerekben az UPS-rendszereket általában kritikus fogyasztók – például vezérlőrendszerek, szerverek, kommunikációs berendezések, felügyeleti rendszerek, DCS-rendszerek, SCADA-rendszerek és biztonsági műszerezett rendszerek – védelmére használják. Az UPS áramkimaradás esetén tartalék áramellátást biztosít, de nem helyettesítheti teljes mértékben az SPD túlfeszültség-védelmet.
Az UPS bemeneti oldalát továbbra is érinthetik a villámcsapás okozta túlfeszültségek vagy a feljebb lévő elosztórendszerből származó kapcsolási túlfeszültségek. Megfelelő SPD-védelem hiányában a túlfeszültségek bejuthatnak az UPS-be, és károsíthatják az egyenirányító modulokat, a vezérlőpaneleket vagy a bypass áramköröket. Kritikus terhelések esetén a rendszer felépítésétől függően finomabb védelmet is lehet felszerelni az UPS kimeneti oldalán vagy az érzékeny berendezések közelében.
Az ipari kritikus áramellátó rendszerekben egy gyakori védelmi módszer a következő:
| Telepítési pozíció | Ajánlott védelmi módszer | Fő védelmi célpont |
| Fő elosztótábla | 1. típusú vagy 1+2 típusú EPD | A belépési szintű nagy energiájú túlfeszültségek korlátozása |
| UPS bemeneti oldala | 2. típusú DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő | Az UPS bemeneti áramköreinek védelme |
| Az UPS kimeneti oldala | 2. vagy 3. típusú egységes európai parlamenti és tanácsi dokumentum | A kritikus fogyasztók esetében csökkentse a maradékfeszültséget |
| Berendezések oldala | 3. típusú SPD vagy dedikált védőberendezés | A szerverek, a PLC-k és a kommunikációs berendezések védelme |
Ez az összehangolt konfiguráció hozzájárul ahhoz, hogy csökkenjen a túlfeszültségek UPS-rendszerekbe és kritikus fogyasztókba való bejutásának kockázata, javítva ezzel az ipari vezérlő- és adatrendszerek áramellátásának folytonosságát.
Napelemek, energiatárolás és ipari egyenáramú rendszerek
Egyre több ipari létesítményben alkalmazzák manapság a tetőre szerelt napelemeket, az energiatároló rendszereket, az egyenáramú elosztóegységeket vagy a megújuló energiaforrásokat kihasználó berendezéseket. Ezekben a rendszerekben az egyenáramú oldalon futó kábelek gyakran hosszúak, és egyes kábeleket kültéren vagy védtelen területeken helyeznek el, ami miatt jobban ki vannak téve a villámcsapás okozta túlfeszültségeknek.
Az ipari fotovoltaikus rendszerekben a DIN-sínre szerelhető egyenáramú túlfeszültség-védőket általában a következő helyekre szerelik fel: PV kombinátor dobozok, a váltók egyenáramú bemeneti áramkörei, valamint az egyenáramú elosztó áramkörök. 600 V DC, 1000 V DC vagy 1500 V DC feszültségű fotovoltaikus rendszerek esetében kifejezetten egyenáramú alkalmazásokra tervezett túlfeszültség-védőket (SPD-ket) kell választani. A szokásos váltakozóáramú SPD-ket nem szabad helyettesítőként használni.
Az energiatároló rendszerekben az akkumulátorállványok, a PCS-egységek, a BMS, az EMS és az egyenáramú gyűjtősínek is ki lehetnek téve átmeneti túlfeszültségeknek. A rendszer felépítésétől függően egyenáramú oldalon, váltakozóáramú oldalon és a kommunikációs vonalakon egyaránt szükség lehet túlfeszültség-védőkre (SPD-kre).
Az ipari egyenáramú rendszerek túlfeszültség-védelmének legfontosabb szempontjai a következők:
- A DC SPD-t a maximális nyitott áramkörű feszültségnek megfelelően válassza ki
- Ellenőrizze, hogy az SPD megfelel-e az IEC/EN 61643-31 szabvány követelményeinek
- A PV DC SPD-k és az AC SPD-k megkülönböztetése
- Figyelembe kell venni a védelmet mind az inverter egyenáramú bemeneti, mind a váltakozóáramú kimeneti oldalán
- A földelés és az egypotenciális összekötés figyelembevételével tervezze meg a levezetési útvonalat
A napelemes rendszerekkel, energiatárolókkal vagy egyenáramú berendezésekkel rendelkező ipari áramelosztó rendszerek esetében a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő kiválasztásakor mind a váltakozóáramú, mind az egyenáramú oldalt figyelembe kell venni. Ezzel elkerülhető, hogy csak a váltakozóáramú elosztórendszer legyen védve, míg az egyenáramú áramkörök ki legyenek téve a túlfeszültség kockázatának.
Hogyan válasszuk ki a megfelelő típusú DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőt az ipari áramelosztáshoz?
Az ipari áramelosztó rendszerekben az egyik legfontosabb lépés a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő kiválasztása a megfelelő SPD-típus kiválasztása. A különböző SPD-típusokat eltérő túlfeszültségi energiaszintekhez, beszerelési helyzetekhez és védelmi célokhoz tervezték. Ha nem a megfelelő típust választják ki, akkor még egy látszólag kiváló paraméterekkel rendelkező termék sem biztosít hatékony védelmet a tényleges rendszerben.
AC SPD és DC SPD ipari alkalmazásokban
Az ipari rendszerek gyakran tartalmaznak mind váltakozó áramú, mind egyenáramú áramköröket, ezért a váltakozó áramú és az egyenáramú túlfeszültség-védőket egyértelműen meg kell különböztetni egymástól. Ezeket nem szabad egymás helyettesítőjeként használni.
AC SPD-k Főként kisfeszültségű váltakozó áramú elosztórendszerekben alkalmazzák őket, például főelosztószekrényekben, alelosztószekrényekben, MCC-kben, motorvezérlő szekrényekben, UPS-bemeneti áramkörökben és ipari berendezések tápáramköreiben. Feladatuk a villámcsapásból és kapcsolási műveletekből származó túlfeszültségek korlátozása a váltakozó áramú vezetékekben.
DC SPD-k Ezeket a napelemes rendszerekben, az energiatároló egyenáramú oldalain, az egyenáramú összegyűjtő dobozokban, az inverterek egyenáramú bemeneti áramköreiben, az egyenáramú vezérlő tápegységekben és egyéb egyenáramú áramkörökben használják. Mivel az egyenáramú rendszereknek nincs természetes nullaátmeneti pontjuk, az egyenáramú íveket nehezebb eloltani. Ezért az egyenáramú túlfeszültség-védő eszközökhöz olyan ívcsillapító és biztonságos leválasztó szerkezetekre van szükség, amelyek alkalmasak az egyenáramú alkalmazásokra.
Az ipari fotovoltaikus rendszerekben gyakori hiba, hogy váltakozó áramú túlfeszültség-védőt (SPD) használnak a fotovoltaikus egyenáramú áramkörben. Ez megakadályozhatja, hogy a túlfeszültség-védő hiba esetén biztonságosan leváljon, sőt tartós ívhúzási kockázatot is jelenthet. Ezért a fotovoltaikus egyenáramú rendszerekben olyan egyenáramú túlfeszültség-védőket kell használni, amelyek megfelelnek az IEC/EN 61643-31 szabvány követelményeinek.
Az AC SPD-k és a DC SPD-k közötti különbség a következőképpen foglalható össze:
| Összehasonlítási tétel | AC DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő | DC DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő |
| Alkalmazható rendszer | Kisfeszültségű váltakozó áramú elosztórendszer | Napelemek, energiatárolás és egyenáramú elosztórendszerek |
| Közös helyszín | Főelosztószekrény, alelosztószekrény, UPS-bemenet, vezérlőszekrény | Napelem-összekötő doboz, inverter egyenáramú bemenete, egyenáramú áramkör |
| Ív viselkedése | Az váltakozó áram természetes nullaátmenettel rendelkezik, ezért az ívek könnyebben elolthatók | Az egyenáramú áramkörben nincs természetes nullaátmenet, ezért az íveket nehezebb eloltani |
| Normál fókusz | IEC/EN 61643-11 | IEC/EN 61643-31 |
| A kiválasztás szempontjai | Uc, Up, In, Imax, földelőrendszer | Maximális nyitott áramkörű feszültség, egyenáramú ívcsillapítás, hőkapcsolás, polaritás |
| Cserélhetőség | Egyenáramú áramkörökben nem szabad véletlenszerűen használni | Váltakozó áramú rendszerekben nem szabad véletlenszerűen használni |
Egyfázisú és háromfázisú ipari rendszerek összehasonlítása
Az ipari áramelosztó rendszerek egyfázisú és háromfázisú áramellátást egyaránt tartalmazhatnak. A fázisok száma közvetlenül befolyásolja a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő (SPD) póluskonfigurációját és bekötési módját.
Az egyfázisú rendszereket általában vezérlőáramellátáshoz, világításhoz, irodai berendezésekhez, kis teljesítményű UPS-rendszerekhez, egyfázisú aljzatáramkörökhöz és egyes kiegészítő berendezésekhez használják. A túlfeszültség-védő eszközök (SPD) általános konfigurációi közé tartoznak az 1P, 1P+N vagy 2P típusok, amelyek főként az L-N, L-PE és N-PE túlfeszültségi útvonalakat védik.
A háromfázisú rendszereket általában motorokhoz, frekvenciaváltókhoz, kompresszorokhoz, szivattyúkhoz, ventilátorokhoz, ipari fűtőberendezésekhez, motorvezérlő központokhoz és főelosztó rendszerekhez használják. A gyakori SPD-konfigurációk közé tartoznak a 3P, 3P+N, 4P, 3+1 vagy 4+0 típusok, amelyek lefedik a fázisvezetékek, a semlegesvezeték és a föld közötti túlfeszültségi útvonalakat.
Bárcsak egy egyfázisú SPD Ha háromfázisú ipari hálózatban használják, előfordulhat, hogy egyes fázisvezetékek védelem nélkül maradnak, vagy a fázisvezetékek, a semlegesvezeték és a PE közötti túlfeszültségi útvonalak nem kerülnek teljes körűen lefedésre. Ezért a háromfázisú rendszerekben a tényleges bekötési módnak megfelelően kell kiválasztani a többpólusú, DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőket.
| Rendszer típus | Közös alkalmazás | Gyakori SPD-konfiguráció | Kiválasztás Fókusz |
| Egyfázisú váltakozó áramú rendszer | Áramellátás, világítás, kis teljesítményű UPS vezérlése | 1P, 1P+N, 2P | Ellenőrizze az L, N és PE védelmi áramköröket |
| Háromfázisú, háromvezetékes rendszer | Motorok, egyes ipari berendezések | 3P | A fázisok és a PE közötti túlfeszültségi útvonalak védelme |
| Háromfázisú négyvezetékes rendszer | Gyári főelosztó- és alelosztó-táblák | 4P, 3+1, 4+0 | Vegye figyelembe az L, N és PE védelmet |
| Egyenáramú vezérlő áramkör | PLC-k, érzékelők, 24 V-os egyenáramú tápegységek | DC SPD | Ellenőrizze a DC-feszültségre és a polaritásra vonatkozó követelményeket |
1-es típusú DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő a fő bejövő áramkör védelmére
Az 1. típusú DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőt elsősorban ipari villamosenergia-rendszerek bemeneti pontjain használják, például a fő bejövő elosztótáblán, a kisfeszültségű főkapcsolótáblán, a transzformátor kisfeszültségű kimeneti paneljén vagy az épület szolgáltatási bejáratánál. Fő feladata a nagy energiájú villámáram levezetése, valamint annak megakadályozása, hogy súlyos túlfeszültségek bejussanak a gyár belső elosztóhálózatába.
1-es típusú SPD általában a következő ipari helyzetekben veszik figyelembe:
- A gyárépület külső villámhárító rendszerrel rendelkezik
- Az áramellátás felsővezetékes bejövő vezetékekről történik
- A gyár olyan területen található, ahol gyakoriak a zivatarok
- Az elosztórendszer számos kültéri eszközhöz csatlakozik
- Az ipari épület tetőjén napelemes rendszer található
- A fő bejövő táblát nagyobb túlfeszültségi kockázat fenyegeti
Az 1. típusú SPD legfontosabb paramétere az Iimp, amely a villámimpulzus-áram elviselési képességét jelenti. Ezt általában az SPD azon képességének értékelésére használják, hogy mennyire képes ellenállni egy 10/350 μs-os villámáram-hullámformának. A fő bejövő vezeték védelme szempontjából az Iimp fontos mutató annak megállapításához, hogy egy 1. típusú SPD alkalmas-e egy magas villámcsapás-kockázatú ipari rendszer védelmére.
Fontos megjegyezni, hogy az 1. típusú túlfeszültség-védő (SPD) elsősorban a nagy energiájú túlfeszültségek levezetéséért felelős. Nem mindig képes a maradékfeszültséget az érzékeny elektronikus berendezések számára megfelelő szintre csökkenteni. Ezért ipari rendszerekben az 1. típusú SPD-nek általában a rendszerben utána elhelyezett 2. vagy 3. típusú SPD-kkel együtt kell működnie.
2-es típusú DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő ipari elosztótáblákhoz
A 2. típusú DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő (SPD) az ipari áramelosztó rendszerekben a leggyakrabban használt SPD-típus. Általában főelosztó táblákba, alelosztó táblákba, motorvezérlő központokba, UPS bemeneti áramkörökbe, berendezésvezérlő szekrényekbe vagy automatizálási tápfeszültség-panelekbe szerelik be. Feladata a közvetett villámtúlfeszültségek, a hálózati kapcsolási túlfeszültségek, valamint a berendezések működése által okozott tranziens túlfeszültségek korlátozása.
A legtöbb ipari kisfeszültségű rendszer esetében, 2. típusú SPD ez képezi a hálózati szintű túlfeszültség-védelem alapját. A következő eszközök védelmére alkalmas:
- Ipari alelosztószekrények
- Motorvezérlő központok
- PLC vezérlőszekrények
- UPS bemeneti áramkörök
- VFD és lágyindító bemeneti áramkörei
- Automatizálási berendezések tápáramkörei
- Ipari világítás és kiegészítő áramellátó rendszerek
A 2. típusú SPD legfontosabb paraméterei általában az In, az Imax és az Up. Az In azt a névleges kisülési áramot jelenti, amelyet az SPD ismétlődően képes elviselni. Az Imax a maximális egyszeri kisülési áramot jelenti. Az Up a feszültségvédelmi szintet jelenti. Ipari felhasználók esetében a kiválasztás nem alapulhat kizárólag az Imax értéken. Figyelembe kell venni a berendezés érzékenységét, a beszerelési helyet és a rendszer kockázatát is.
Ha a fő bevezető elosztótáblába már be van szerelve egy 1-es vagy 1+2-es típusú túlfeszültség-védő (SPD), akkor az alelosztótáblában elhelyezett, utána kapcsolódó 2-es típusú SPD tovább csökkentheti a maradék túlfeszültséget, és hatékonyabb védelmet biztosíthat a vezérlőszekrények és a kritikus berendezések számára.
3-as típusú DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő érzékeny végberendezésekhez
A 3. típusú SPD Általában érzékeny berendezések közelében szerelik fel, a végső finom védelem érdekében. Levezetési kapacitása általában alacsonyabb, mint az 1. és 2. típusú SPD-ké, de hozzájárul a berendezés oldalán fellépő maradékfeszültség további csökkentéséhez.
Az ipari rendszerekben a 3. típusú SPD-ket általában az alábbi érzékeny berendezések védelmére használják:
| Érzékeny berendezések | Miért van szükség a 3. típusú védelemre? |
| PLC-vezérlő | Az I/O-portok és a tápegységek érzékenyek a maradék túlfeszültségekre |
| HMI érintőképernyő | A kommunikációs interfészek és a kijelzőmodulok érzékenyek a tranziens feszültségekre |
| Ipari szerver | Magas az adatvesztés és a rendszer újraindulásának kockázata |
| Kommunikációs berendezések | Az Ethernet-, RS485- és fieldbus-interfészeket a túlfeszültségek könnyen megrongálhatják |
| Precíziós műszer | Magas követelmények a mérési pontosság és a szabályozás stabilitása tekintetében |
| Biztonsági és megfigyelő berendezések | A hosszú kábelútvonalak indukált túlfeszültségeket okozhatnak |
A 3. típusú túlfeszültség-védő eszköz használata ipari rendszerekben egyedüli túlfeszültség-védő eszközként nem ajánlott. Ha nincs előtte 1. vagy 2. típusú túlfeszültség-védő eszköz, a 3. típusú túlfeszültség-védő eszköz nem biztos, hogy képes ellenállni a nagyobb túlfeszültségi energiának.
Ezért a 3. típusú túlfeszültség-védő (SPD) alkalmasabb egy többszintű túlfeszültség-védelmi rendszer utolsó szintjeként. Általában a főelosztószekrényben található 1. vagy 1+2. típusú SPD-vel, valamint az alelosztószekrényekben található 2. típusú SPD-vel van összehangolva, hogy az érzékeny végberendezések számára teljesebb védelmet nyújtson.
1-es és 2-es típusú kombinált DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő kompakt ipari vezérlőpanelekhez
Az 1+2-es típusú kombinált SPD az 1-es és a 2-es típusú védelmi funkciókat egyesíti egy termékben. Képes ellenállni a viszonylag nagy energiájú villámimpulzus-áramnak, miközben korlátozza az átmeneti túlfeszültséget az elosztórendszerben is. Olyan ipari elosztórendszerek esetében, ahol korlátozott a szekrényben rendelkezésre álló hely, vagy egyszerűsített védelmi felépítésre van szükség, ez a megoldás gyakori választás.
1+2 típusú SPD a következő alkalmazásokhoz alkalmas:
- Ipari főbevezető táblák korlátozott helyigény mellett
- Belépő szintű kombinált túlfeszültség-védelem
- Olyan rendszerek, amelyeknél csökkenteni kell a modulok számát
- Külső villámvédelmi rendszerrel rendelkező gyárak, illetve fokozott villámcsapás-veszélynek kitett gyárak
- Olyan panelgyártók, akiknek egyszerűsített szekrényelrendezésre van szükségük
- Kis ipari épületek, amelyek kompakt védelmet igényelnek
Bár az 1+2-es típusú SPD kombinált védelmet nyújt, ez nem jelenti azt, hogy az összes utána kapcsolt SPD elhagyható lenne. Ha az ipari rendszerben hosszú kábelek vannak, a berendezések szétszórtan helyezkednek el, vagy a rendszerben utólagos PLC-k, frekvenciaváltók, UPS-rendszerek, kommunikációs berendezések és precíziós vezérlőrendszerek találhatók, akkor a 2-es vagy 3-as típusú SPD-ket továbbra is be kell szerelni az alelosztó táblákba vagy a berendezések közelébe.
Ezért az 1+2-es típusú kombinált SPD inkább belépő szintű kombinált védelmi megoldásként alkalmas, nem pedig minden ipari rendszer egyetlen védelmi intézkedéseként.
LSP DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő: Megbízható túlfeszültség-védelem ipari áramelosztó rendszerekhez
Az LSP a túlfeszültség-védelmi eszközök kutatására, fejlesztésére és gyártására specializálódott, és DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védelmi megoldásokat kínál ipari, kereskedelmi és megújulóenergia-rendszerekhez. A termékpaletta magában foglalja az 1. típusú, az 1+2. típusú, a 2. típusú, a 3. típusú és az egyenáramú túlfeszültség-védelmi eszközöket, amelyek támogatják a hálózati bekötés védelmét, az elosztási szintű védelmet, a vezérlőszekrény védelmét, a berendezés oldali finom védelmet, valamint a fotovoltaikus rendszerek egyenáramú oldalának túlfeszültség-védelmét. A teljes termékportfólió segítségével a mérnökök egy megbízható márka termékeit felhasználva összehangolt 1., 2. és 3. típusú túlfeszültség-védelmet építhetnek ki.
Ipari alkalmazásokban az LSP DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőket (SPD) a szabványos 35 mm-es DIN-sínre történő felszerelésre tervezték, így alkalmasak elosztótáblák és vezérlőszekrények moduláris elrendezéséhez. A dugaszolható modul kialakítás gyorsabb karbantartást és cserét tesz lehetővé, míg a jól látható állapotjelző ablak segítségével a karbantartó személyzet ellenőrizheti, hogy az SPD továbbra is normál védelmi állapotban van-e. Felügyelet nélküli berendezések, folyamatos gyártósorok vagy kritikus áramellátó rendszerek esetében az opcionális távoli jelzőérintkezők összekapcsolhatják az SPD állapotát a felügyeleti vagy riasztórendszerekkel, csökkentve ezzel az észrevétlen SPD-meghibásodás kockázatát.
Az LSP kiemelten fontosnak tartja a hosszú távú megbízhatóságot ipari környezetben. SPD-termékei olyan alapvető alkatrészeket használnak, mint az LKD MOV-ok és a Vactech GDT-k, melyeket hőkapcsolóval, alacsony hőmérsékletű kioldással, égésgátló burkolattal és moduláris felépítéssel kombinálnak, hogy kezelni tudják a villámtúlfeszültségeket, a kapcsolási túlfeszültségeket és az ipari elektromos tranzienseket. A terméktervezés és a tesztelés a kisfeszültségű váltakozó áramú túlfeszültség-védelmi alkalmazásokra vonatkozó IEC/EN 61643-11 szabvány követelményein alapul. Fotovoltaikus egyenáramú alkalmazások esetén a rendszerfeszültség és a beszerelési helyszín függvényében választhatók ki a megfelelő egyenáramú SPD-megoldások.
Az ipari ügyfelek számára az LSP több, mint egyszerű SPD-termék-beszállító. Túlfeszültség-védelmi megoldások terén is megbízható partnerként működik. Akár a főelosztószekrény kiválasztásáról, a vezérlőszekrény elrendezéséről, a fotovoltaikus rendszer egyenáramú oldalának védelméről, a tartalék védelmi rendszerek összehangolásáról, az OEM-testreszabásról, a márkajelölésről, a csomagolásról vagy a műszaki dokumentációról van szó, az LSP termékajánlásokkal és alkalmazási útmutatásokkal segíti ügyfeleit a kiválasztási hibák, a telepítési kockázatok és a karbantartási nehézségek csökkentésében.
Gyakran feltett kérdések az ipari áramelosztó rendszerekhez használt DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőkről
Mire szolgál a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő az ipari rendszerekben?
A DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőt az ipari áramelosztó rendszerekben található elektromos berendezések és vezérlőelemek védelmére használják villámcsapásból származó túlfeszültségek, kapcsolási túlfeszültségek és a hálózat átmeneti túlfeszültségei ellen. Általában főelosztó táblákba, alelosztó panelekbe, PLC-szekrényekbe, MCC-kbe, UPS-áramkörökbe vagy fotovoltaikus egyenáramú rendszerekbe szerelik be. A túlfeszültség korlátozásával és a túlfeszültségi áram földre terelésével hozzájárul a berendezések megbízhatóságának javításához és az állásidő kockázatának csökkentéséhez.
Hol kell felszerelni a DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védőt egy gyári elosztótáblában?
A DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-levezetőt (SPD) a védett áramkör bemeneti oldalán, a gyári elosztótáblában kell felszerelni, a főkapcsolótól, a megszakítótól, a bemeneti kapcsoktól és a PE földelőrudtól a lehető legközelebb. Ez lerövidíti a túlfeszültség levezetési útját, és csökkenti a vezetékek induktivitása által okozott további maradékfeszültséget. Nagy gyárakban az SPD-ket a főelosztószekrények, az alelosztószekrények, az MCC-k, a PLC-szekrények és az UPS-áramkörök között is össze kell hangolni.
Szükség van-e túlfeszültség-védelemre az ipari vezérlőszekrényeknél?
Igen. Az ipari vezérlőszekrényeknél általában túlfeszültség-védelemre van szükség, mivel a PLC-k, a HMI-k, az I/O-modulok, a relék, a tápegységek, a frekvenciaváltó-terminálok és a kommunikációs interfészek érzékenyek a tranziens túlfeszültségekre. A túlfeszültségek származhatnak a feljebb lévő elosztórendszerekből, a motorok indítás-leállításából, a mágneskapcsolók kapcsolásából vagy a hosszú jelkábelekből. A megfelelő DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő (SPD) felszerelése segít csökkenteni a berendezések károsodását, a kommunikációs hibákat és a termelési leállásokat.
A gyári főelosztószekrényhez az 1-es vagy a 2-es típusú SPD-t használjam?
Használjon 1-es típusú vagy 1+2-es típusú túlfeszültség-védőt (SPD), ha a gyár főelosztószekrénye a hálózati bevezetőnél található, felsővezetékekhez van csatlakoztatva, külső villámvédelmi rendszer védi, vagy villámcsapás-veszélyes területen helyezkedik el. Ha a fő aggodalomra okot adó tényezők a hálózati kapcsolási túlfeszültségek, a közvetett villámtúlfeszültségek vagy a berendezések kapcsolási tranziensei, akkor általában a 2-es típusú SPD a megfelelő választás. A nagy ipari rendszerekben gyakran 1-es típusú túlfeszültség-védőt használnak a hálózati bevezetőnél, 2-es típusút pedig az azt követő szakaszokban.
Egyetlen DIN-sínre szerelhető túlfeszültség-védő képes-e megvédeni az egész ipari áramellátó rendszert?
Általában nem. Egy DIN-sínre szerelt túlfeszültség-védő (SPD) csak a beszerelési pontja közelében lévő áramkör egy részét képes védeni, és nem képes lefedni a teljes ipari áramellátó rendszert. A nagy gyárakban gyakran találhatók főelosztó táblák, alelosztó táblák, MCC-k, PLC-szekrények, UPS-rendszerek, jelvezetékek és egyenáramú áramkörök. Mivel a kábelek hosszúak és a berendezések szétszórtan helyezkednek el, továbbra is előfordulhatnak maradék túlfeszültségek. Általában többszintű védelemre van szükség 1., 2. és 3. típusú, valamint jelvédő SPD-kkel.
