Что такое устройство защиты от перенапряжений на DIN-рейке в системах промышленного распределения электроэнергии?
Определение устройства защиты от перенапряжения для монтажа на DIN-рейку
A Устройство защиты от перенапряжения на DIN-рейке, также известное как устройство защиты от перенапряжений на DIN-рейке (SPD) или устройство защиты от перенапряжений, устанавливаемое на DIN-рейку, представляет собой защитное устройство, устанавливаемое в промышленных распределительных щитах, шкафах управления, панелях автоматизации или системах распределения электроэнергии. Оно обычно монтируется на стандартной DIN-рейке шириной 35 мм вместе с автоматическими выключателями, контакторами, реле, клеммными колодками и модулями питания, образуя комплексную систему защиты промышленного электрооборудования.
В промышленных энергосистемах скачки напряжения могут возникать в результате перенапряжений, вызванных ударами молнии, переключениями в сети электроснабжения, переключениями трансформаторов, пуском и остановкой двигателей, срабатыванием контакторов, работой частотно-регулируемых приводов или другими переходными возмущениями, вызванными оборудованием большой мощности. Хотя эти скачки напряжения длятся всего недолго, их пиковые значения могут значительно превышать нормальный уровень выдержки электрооборудования. Это может привести к повреждению ПЛК, интерфейсов человека-машины (HMI), частотно-регулируемых приводов (VFD), систем бесперебойного питания (UPS), модулей питания, датчиков, модулей связи и других электронных компонентов системы управления.
Основная функция устройства защиты от перенапряжений на DIN-рейке заключается в быстром ограничении переходных перенапряжений до того, как они достигнут последующего оборудования, и отводе импульсного тока в систему заземления. Для заводов, производственных линий, серверных, производителей распределительных щитов и систем промышленной автоматизации это важный защитный компонент, позволяющий повысить надежность электроснабжения, снизить риск повреждения оборудования и минимизировать убытки, связанные с простоями.
Принцип работы устройств защиты от перенапряжений на DIN-рейке в низковольтных электросетевых системах
В промышленных низковольтных сетях электрораспределения устройство защиты от перенапряжений (SPD), установленное на DIN-рейке, обычно подключается параллельно между линией электропитания и системой заземления. Когда импульсное напряжение превышает рабочий порог SPD, его внутренние защитные компоненты быстро замыкаются и отводят импульсный ток на клемму PE или систему эквипотенциального соединения.
Этот процесс можно разделить на три этапа:
- Нормальное состояние: SPD находится в состоянии высокого импеданса и не влияет на нормальную работу источника питания.
- Импульсное напряжение: Устройство защиты от перенапряжений (SPD) обеспечивает быструю разрядку и ограничивает переходное перенапряжение в линии.
- После скачка напряжения: SPD возвращается в состояние высокого сопротивления, и система продолжает нормальную работу.
Устройство защиты от перенапряжений на DIN-рейке, как правило, не используется в качестве автономного устройства. Оно является частью комплексной стратегии защиты от перенапряжений в системах промышленного распределения электроэнергии и работает в сочетании с защитой на вводе электросети, защитой на уровне распределительных сетей, защитой в шкафах управления и точной защитой на уровне оборудования.
Почему монтаж на DIN-рейку подходит для промышленных распределительных щитов
Монтаж на DIN-рейку идеально подходит для промышленных систем распределения электроэнергии, поскольку промышленные распределительные щиты и шкафы управления требуют модульной, стандартизированной и удобной для обслуживания компоновки компонентов. Устройство защиты от перенапряжений для DIN-рейки можно защелкнуть непосредственно на стандартную DIN-рейку и разместить рядом с автоматическими выключателями, клеммными колодками и элементами управления.
Данный способ установки имеет ряд преимуществ:
- Экономит место на панели и подходит для компактных промышленных шкафов управления
- Обеспечивает быструю установку для производителей панелей и серийную сборку
- Упрощает техническое обслуживание за счет возможности быстрого осмотра и замены
- Обеспечивает упорядоченное расположение электропроводки и её согласованность с заземляющими шинами и резервными устройствами защиты
- Обеспечивает многоуровневую защиту в главных распределительных щитах, вторичных распределительных щитах и панелях оборудования
Устройство защиты от перенапряжений на DIN-рейке и устройство защиты от перенапряжений для монтажа в щит
Для защиты от перенапряжений в системах распределения электроэнергии можно использовать как устройства защиты от перенапряжений на DIN-рейке, так и устройства, устанавливаемые на панели, однако они различаются по конструкции, способу монтажа и сферам применения.
| Сравниваемый элемент | Устройство защиты от перенапряжения на DIN-рейке | Устройство защиты от перенапряжения для монтажа на панели |
| Способ установки | Устанавливается на 35-мм DIN-рейку | Обычно устанавливается на поверхности панели или на внешнем корпусе |
| Типичные применения | Промышленные шкафы управления, распределительные щиты, панели оборудования, соединительные коробки для фотоэлектрических систем | Главные распределительные щиты, системы электроснабжения зданий, вводы оборудования |
| Структура | Модульная конструкция, компактность, простота замены | Как правило, встроенные или устанавливаемые снаружи |
| Техническое обслуживание | Может обеспечиваться с помощью индикации состояния или съемных модулей | Зависит от структуры продукта |
| Пригодность для промышленного применения | Подходит для стандартизированной конструкции шкафов и серийной сборки | Подходит для установки в определённых нишах панелей или в качестве защиты на входе |
Преимущество устройства защиты от перенапряжений на DIN-рейке для промышленных систем распределения электроэнергии заключается в том, что его можно напрямую встроить в распределительный щит или шкаф управления. Оно подходит для установки вместе с другими модульными электрическими компонентами. Это делает его особенно полезным в промышленных применениях, где требуются стандартизированная конструкция, серийное производство, быстрое техническое обслуживание и наглядная прокладка кабелей.
Распространенные области промышленного применения устройств защиты от перенапряжений на DIN-рейке
В промышленных системах распределения электроэнергии устройство защиты от перенапряжений на DIN-рейке устанавливается не только в одном фиксированном месте. В зависимости от уровня распределения, чувствительности оборудования, длины кабеля и источника перенапряжения устройства защиты от перенапряжения на DIN-рейке могут устанавливаться в главных вводных распределительных щитах, подраспределительных щитах, центрах управления двигателями, панелях ПЛК, цепях питания ИБП, панелях оборудования автоматизации, а также в солнечных фотоэлектрических системах или системах накопления энергии.
Промышленные системы, как правило, имеют несколько уровней распределения электроэнергии. Если в главном распределительном щите установлено только одно устройство защиты от перенапряжений (SPD), оно может не обеспечить достаточную защиту для удаленных шкафов управления, чувствительного оборудования или длинных кабельных трасс. Более эффективным подходом является создание скоординированной системы защиты от перенапряжений в соответствии со структурой системы, что позволяет использовать устройства защиты от перенапряжений на DIN-рейке, установленные в разных точках, для обеспечения защиты на вводе электроэнергии, на уровне распределения и точной защиты на стороне оборудования.
Главные распределительные щиты входящего питания
Главный вводной распределительный щит является точкой входа промышленной электросети и первым ключевым участком, через который импульсные перенапряжения могут проникнуть в заводскую распределительную сеть. Когда импульсное перенапряжение проникает через линию электроснабжения, воздушную линию, низковольтную сторону трансформатора или внешнюю систему молниезащиты, устройство защиты от импульсных перенапряжений (SPD), установленное в главном вводном распределительном щите, может рассеивать высокоэнергетические импульсные перенапряжения до того, как они распространятся по сети вниз по цепи.
К типичным вариантам для главных вводных распределительных щитов относятся устройства защиты от перенапряжений (SPD) типа 1 для монтажа на DIN-рейку, комбинированные устройства SPD типов 1 и 2, а также устройства SPD типа 2 с высоким номиналом. Правильный выбор зависит от наличия во внешней системе молниезащиты здания, уровня молниевого риска в данном районе, способа ввода электроэнергии, уровня тока короткого замыкания в системе и чувствительности последующего оборудования.
Подразпределительные щиты
Вспомогательные распределительные щиты располагаются между главной системой электрораспределения и конечным оборудованием. Они обеспечивают электропитание локальных зон, таких как цеха, этажи, зоны размещения оборудования или производственные линии. Установка устройств защиты от перенапряжений на DIN-рейке в этих местах позволяет дополнительно ограничить остаточные перенапряжения, поступающие из вышестоящей системы, и снизить импульсные перенапряжения, возникающие внутри локальной зоны размещения оборудования.
Устройства защиты от перенапряжений (SPD) типа 2 для монтажа на DIN-рейку широко используются в промышленных распределительных щитах. Они предназначены для ограничения косвенных грозовых перенапряжений, перенапряжений, возникающих при переключении в сети, а также перенапряжений, возникающих при работе оборудования. Благодаря этому они являются одним из наиболее распространенных типов устройств защиты от перенапряжений в промышленных системах электрораспределения.
Например, на крупном заводе в главном распределительном щите, возможно, уже установлен устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 1 или типа 1+2. Однако производственный цех может находиться на значительном расстоянии от главного распределительного щита. Из-за большей длины кабельной линии при распространении импульсного перенапряжения могут возникать новые разности потенциалов и остаточные перенапряжения. В этом случае установка устройства защиты от перенапряжений (SPD) типа 2 на подраспределительном щите цеха позволит обеспечить более надежную защиту двигателей, шкафов управления, систем освещения и оборудования автоматизации в данной зоне.
Центры управления двигателями и шкафы управления
Центры управления двигателями и промышленные шкафы управления являются важными областями применения устройств защиты от перенапряжений, устанавливаемых на DIN-рейку. В них часто размещаются контакторы, реле, устройства плавного пуска, частотно-регулируемые приводы, устройства защиты двигателей, источники питания систем управления и модули связи. Эти компоненты могут генерировать скачки напряжения во время работы и переключений, а также подвергаться воздействию скачков напряжения, поступающих из вышестоящей распределительной сети.
Установка устройств защиты от перенапряжений (SPD) на DIN-рейке в распределительных щитах или шкафах управления помогает снизить воздействие пусковых скачков напряжения и переходных перенапряжений со стороны питания на компоненты системы управления. Это особенно важно в промышленных условиях, где используется большое количество двигателей, насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров и приводных систем, поскольку циклы запуска и остановки оборудования могут неоднократно вызывать переходные напряжения.
К типичному защищенному оборудованию относятся:
- Схемы управления контакторами и реле
- Входные цепи частотно-регулируемого привода (VFD) и устройства плавного пуска
- Модули питания для управления двигателями
- ПЛК или модули ввода-вывода внутри шкафа управления
- Интерфейсы связи оборудования и устройства дистанционного управления
В распределительных щитах и шкафах управления устройство защиты от перенапряжений (SPD) следует устанавливать в непосредственной близости от входного клеммного блока и подключать к заземляющей шине с помощью коротких и прямых проводников. При необходимости следует также использовать сигнальные устройства защиты от перенапряжений или устройства защиты линий передачи данных, чтобы обеспечить согласованную защиту сигналов управления и линий связи.
Панели ПЛК и системы автоматизации
Панель ПЛК является центром управления системой промышленной автоматизации. Она принимает сигналы с датчиков, выполняет управляющую логику и управляет двигателями, клапанами, роботами, конвейерами и производственным оборудованием. Если ПЛК, модуль ввода-вывода, интерфейс человека-машины (HMI) или модуль связи выйдут из строя в результате скачков напряжения, вся система автоматизации может остановиться.
В панелях ПЛК устройства защиты от перенапряжений на DIN-рейке обычно устанавливаются на входе управляющего питания для защиты цепей питания 230 В переменного тока, 24 В постоянного тока или других цепей управляющего питания. Для сетей связи и линий полевых сигналов при необходимости также следует устанавливать соответствующие устройства защиты сигнальных линий или линий передачи данных от перенапряжений.
В системах автоматизации скачки напряжения и скачки сигнала часто возникают одновременно. Перенапряжение в линии электропитания может повредить модуль питания ПЛК, а скачок напряжения на длинных кабелях датчиков или кабелях связи — повредить порты ввода-вывода или интерфейсы связи. Поэтому защита от скачков напряжения в промышленных шкафах управления не должна ограничиваться только основным источником питания. Она также должна предусматривать скоординированную защиту линий питания, сигнальных и данных.
Системы бесперебойного питания (UPS) и цепи резервного электропитания
В промышленных системах системы бесперебойного питания (ИБП) широко используются для защиты критически важных нагрузок, таких как системы управления, серверы, оборудование связи, системы мониторинга, системы распределенного управления (DCS), системы SCADA и системы инструментальной безопасности. ИБП может обеспечивать резервное питание во время перебоев в электроснабжении, но не может полностью заменить устройство защиты от перенапряжений (SPD).
На входе ИБП по-прежнему могут возникать скачки напряжения, вызванные ударами молнии или коммутационными процессами в вышестоящей распределительной сети. Без надлежащей защиты с помощью устройств защиты от перенапряжений (SPD) скачки напряжения могут проникнуть в ИБП и повредить выпрямительные модули, платы управления или цепи байпаса. Для критически важных нагрузок в зависимости от структуры системы можно также установить более точную защиту на выходе ИБП или вблизи чувствительного оборудования.
В промышленных системах критического электроснабжения широко распространен следующий подход к обеспечению защиты:
| Место установки | Рекомендуемый метод защиты | Основная цель защиты |
| Главный распределительный щит | Тип 1 или Тип 1+2 СПД | Ограничение высокоэнергетических скачков напряжения на входе |
| Входная сторона UPS | Устройство защиты от перенапряжения (SPD) для DIN-рейки типа 2 | Защита входных цепей ИБП |
| Выходная сторона источника бесперебойного питания (UPS) | Тип 2 или тип 3 СПД | Снизить остаточное напряжение для критически важных нагрузок |
| Со стороны оборудования | SPD 3-го типа или специализированное защитное устройство | Обеспечьте защиту серверов, ПЛК и оборудования связи |
Такая согласованная конфигурация позволяет снизить риск проникновения скачков напряжения в системы ИБП и критически важные нагрузки, обеспечивая бесперебойное электропитание промышленных систем управления и обработки данных.
Солнечные фотоэлектрические системы, системы накопления энергии и промышленные системы постоянного тока
В настоящее время всё больше промышленных объектов используют солнечные фотоэлектрические системы на крышах, системы накопления энергии, блоки распределения постоянного тока или оборудование для работы на возобновляемых источниках энергии. Кабели на стороне постоянного тока в таких системах зачастую имеют большую длину, а некоторые из них прокладываются на открытом воздухе или в незащищённых местах, что делает их более уязвимыми для скачков напряжения, вызванных ударами молнии.
В промышленных фотоэлектрических системах устройства защиты от перенапряжения постоянного тока (SPD) на DIN-рейке обычно устанавливаются в Коробки для объединения фотоэлектрических элементов, входные цепи инверторов постоянного тока и цепи распределения постоянного тока. Для фотоэлектрических систем с напряжением 600 В, 1000 В или 1500 В постоянного тока необходимо выбирать устройства защиты от перенапряжений (SPD), специально разработанные для применения в системах постоянного тока. Стандартные устройства защиты от перенапряжений переменного тока не следует использовать в качестве замены.
В системах накопления энергии переходные перенапряжения могут также воздействовать на батарейные стойки, блоки PCS, системы управления батареями (BMS), системы управления энергопотреблением (EMS) и шины постоянного тока. В зависимости от структуры системы устройства защиты от перенапряжения (SPD) могут потребоваться на стороне постоянного тока, стороне переменного тока и на линиях связи.
К ключевым точкам защиты от перенапряжений в промышленных системах постоянного тока относятся:
- Выберите устройство защиты от перенапряжения постоянного тока (DC SPD) в соответствии с максимальным напряжением холостого хода
- Убедитесь, что устройство SPD соответствует требованиям стандарта IEC/EN 61643-31
- Различать устройства защиты от перенапряжения постоянного тока (PV DC SPD) и устройства защиты от перенапряжения переменного тока (AC SPD)
- Следует предусмотреть защиту как на входе постоянного тока инвертора, так и на выходе переменного тока
- Разработайте схему пути отвода тока с учетом заземления и выравнивания потенциалов
При подборе устройств защиты от перенапряжений на DIN-рейке для промышленных систем распределения электроэнергии, включающих солнечные фотоэлектрические системы, накопители энергии или оборудование постоянного тока, необходимо учитывать как сторону переменного тока, так и сторону постоянного тока. Это позволяет избежать ситуации, при которой защита обеспечивается только для системы распределения переменного тока, в то время как цепи постоянного тока остаются незащищенными от риска перенапряжений.
Как выбрать подходящий тип устройства защиты от перенапряжений на DIN-рейке для промышленных распределительных сетей
В промышленных системах распределения электроэнергии одним из важнейших этапов в Выбор сетевого фильтра для монтажа на DIN-рейку заключается в определении правильного типа устройства SPD. Различные типы устройств SPD рассчитаны на разные уровни энергии импульсных перенапряжений, положения монтажа и объекты защиты. Если выбрать неверный тип, даже изделие с, казалось бы, высокими техническими характеристиками может оказаться неспособным обеспечить эффективную защиту в реальной системе.
SPD переменного тока и SPD постоянного тока в промышленных применениях
Промышленные системы часто включают в себя как цепи переменного, так и постоянного тока, поэтому необходимо чётко различать устройства защиты от перенапряжений (SPD) для переменного и постоянного тока. Их нельзя использовать взаимозаменяемо.
AC SPD в основном применяются в низковольтных сетях распределения переменного тока, таких как главные распределительные щиты, вторичные распределительные щиты, щиты управления двигателями (MCC), входные цепи источников бесперебойного питания (ИБП) и цепи питания промышленного оборудования. Они используются для ограничения грозовых и коммутационных перенапряжений в линиях переменного тока.
DC SPD используются в солнечных фотоэлектрических системах, на стороне постоянного тока систем накопления энергии, в соединительных коробках постоянного тока, цепях входа постоянного тока инверторов, источниках питания для систем управления постоянным током и других цепях постоянного тока. Поскольку в системах постоянного тока отсутствует естественная точка пересечения нуля, дуги постоянного тока тушить сложнее. Поэтому устройства защиты от перенапряжений постоянного тока (SPD) должны быть оснащены механизмами гашения дуги и безопасного отключения, пригодными для применения в системах постоянного тока.
Распространенной ошибкой при монтаже промышленных фотоэлектрических систем является использование устройства защиты от перенапряжений (SPD) для переменного тока в цепи постоянного тока фотоэлектрической системы. Это может помешать безопасному отключению устройства SPD в случае неисправности и даже создать риск длительного образования электрической дуги. Поэтому в фотоэлектрических системах постоянного тока следует использовать устройства SPD для постоянного тока, соответствующие требованиям стандарта IEC/EN 61643-31.
Различия между устройствами защиты от перенапряжений переменного тока (AC SPD) и постоянного тока (DC SPD) можно резюмировать следующим образом:
| Сравниваемый элемент | Устройство защиты от перенапряжения (SPD) для монтажа на DIN-рейку переменного тока | Устройство защиты от перенапряжения для монтажа на DIN-рейку постоянного тока |
| Применяемая система | Система распределения низковольтного переменного тока | Фотоэлектрические системы, системы накопления энергии и системы распределения постоянного тока |
| Общее местоположение | Главный распределительный щит, вторичный распределительный щит, вход ИБП, шкаф управления | Коробка объединения фотоэлектрических панелей, вход постоянного тока инвертора, цепь постоянного тока |
| Поведение дуги | Переменный ток имеет естественное пересечение нуля, поэтому дуги легче погасить | В постоянном токе отсутствует естественное пересечение нуля, поэтому дуги тушить сложнее |
| Стандартная фокусировка | МЭК/ЕН 61643-11 | МЭК/ЕН 61643-31 |
| Основные критерии отбора | Uc, Up, In, Imax, система заземления | Максимальное напряжение холостого хода, гашение дуги постоянного тока, термическое отключение, полярность |
| Взаимозаменяемость | Не следует применять без разбора в цепях постоянного тока | Не следует применять без разбора в системах переменного тока |
Однофазные и трехфазные промышленные системы
Промышленные системы распределения электроэнергии могут включать как однофазные, так и трехфазные источники питания. Количество фаз напрямую влияет на полюсную конфигурацию и способ подключения устройства защиты от перенапряжений, устанавливаемого на DIN-рейку.
Однофазные системы обычно используются для питания систем управления, освещения, офисного оборудования, небольших систем бесперебойного питания (ИБП), однофазных розеточных цепей и некоторого вспомогательного оборудования. Распространённые конфигурации устройств защиты от перенапряжений (SPD) включают 1P, 1P+N или 2P, которые в основном обеспечивают защиту таких цепей, как L-N, L-PE и N-PE.
Трехфазные системы широко используются в двигателях, частотно-регулируемых приводах, компрессорах, насосах, вентиляторах, промышленном отопительном оборудовании, центрах управления двигателями и главных распределительных сетях. Распространённые конфигурации устройств защиты от перенапряжений (SPD) включают 3P, 3P+N, 4P, 3+1 или 4+0, обеспечивая защиту от импульсных перенапряжений между фазными проводниками, нейтралью и заземлением.
Если бы только... однофазный SPD при использовании в трёхфазной промышленной сети некоторые фазные проводники могут остаться незащищёнными, либо пути прохождения импульсных перенапряжений между фазными проводниками, нейтралью и PE могут быть не полностью охвачены. Поэтому многополюсные устройства защиты от импульсных перенапряжений (SPD) для монтажа на DIN-рейку следует подбирать с учётом фактического способа прокладки проводки в трёхфазных системах.
| Тип системы | Общее приложение | Типовая конфигурация SPD | Фокус выбора |
| Однофазная система переменного тока | Управление питанием, освещением, небольшими ИБП | 1P, 1P+N, 2P | Проверить пути заземления L, N и PE |
| Трехфазная трехпроводная система | Двигатели, отдельные виды промышленного оборудования | 3P | Обеспечить защиту путей от перенапряжений между фазами и заземляющим проводом (PE) |
| Трехфазная четырехпроводная система | Заводские главные и вторичные распределительные щиты | 4P, 3+1, 4+0 | Рассмотрите меры защиты L, N и PE |
| Цепь постоянного тока управления | ПЛК, датчики, источники питания на 24 В постоянного тока | DC SPD | Уточните требования к постоянному напряжению и полярности |
Устройство защиты от перенапряжений типа 1 для монтажа на DIN-рейку, предназначенное для защиты главного входящего кабеля
Устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 1 для монтажа на DIN-рейку в основном используется на входе в промышленную энергосистему, например, в главном входном распределительном щите, главном низковольтном распределительном щите, низковольтной выходной панели трансформатора или на входе в здание. Его основная функция заключается в отводе высокоэнергетического тока молнии и предотвращении проникновения сильных скачков напряжения во внутреннюю распределительную сеть предприятия.
Тип 1 SPD обычно рассматривается в следующих промышленных сценариях:
- Здание завода оснащено внешней системой молниезащиты
- Источник питания питается от воздушных вводных линий
- Завод расположен в районе, где часто бывают грозы
- Система распределения подключена ко многим наружным устройствам
- На крыше промышленного здания установлена фотоэлектрическая система
- Главная входная плата подвержена более высокому риску возникновения скачков напряжения
Ключевым параметром устройства защиты от перенапряжений (SPD) типа 1 является Iimp, который характеризует его способность выдерживать импульсный ток молнии. Обычно этот параметр используется для оценки способности SPD выдерживать импульс молниевого тока с характеристиками 10/350 мкс. При защите главного ввода Iimp является важным показателем, позволяющим определить, подходит ли устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 1 для промышленной системы с высоким риском удара молнии.
Важно отметить, что устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 1 в основном предназначено для отвода высокоэнергетических импульсных перенапряжений. Оно не всегда способно снизить остаточное напряжение до уровня, приемлемого для чувствительного электронного оборудования. Поэтому в промышленных системах устройство SPD типа 1, как правило, должно работать в сочетании с последующими устройствами SPD типа 2 или типа 3.
Устройство защиты от перенапряжения типа 2 для монтажа на DIN-рейку, предназначенное для промышленных распределительных щитов
Устройство защиты от перенапряжений (SPD) для DIN-рейки типа 2 является наиболее распространённым типом SPD в промышленных системах распределения электроэнергии. Обычно он устанавливается в главных распределительных щитах, вторичных распределительных щитах, центрах управления двигателями, входных цепях ИБП, шкафах управления оборудованием или панелях питания систем автоматизации. Он используется для ограничения косвенных грозовых перенапряжений, перенапряжений, вызванных переключением сети, и переходных перенапряжений, возникающих в результате работы оборудования.
Для большинства промышленных низковольтных систем, Тип 2 SPD является основным элементом системы защиты от перенапряжений на уровне распределительной сети. Он подходит для защиты:
- Промышленные распределительные щиты
- Центры управления двигателями
- Шкафы управления ПЛК
- Входные цепи системы бесперебойного питания (UPS)
- Входные цепи частотно-регулируемого привода (VFD) и устройства плавного пуска
- Цепи питания оборудования автоматизации
- Промышленное освещение и вспомогательные системы электропитания
К ключевым параметрам устройства защиты от перенапряжений (SPD) типа 2 обычно относятся In, Imax и Up. In обозначает номинальный разрядный ток, который устройство SPD способно выдерживать многократно. Imax обозначает максимальный однократный разрядный ток. Up обозначает уровень защиты по напряжению. Промышленным пользователям не следует основывать выбор только на значении Imax. Необходимо также учитывать чувствительность оборудования, место установки и степень риска для системы.
Если на главной вводной распределительной панели уже установлен устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 1 или типа 1+2, то установка последующего устройства SPD типа 2 на вторичной распределительной панели позволит ещё больше снизить остаточное импульсное напряжение и обеспечить более надежную защиту шкафов управления и критически важного оборудования.
Устройство защиты от перенапряжений типа 3 для монтажа на DIN-рейку, предназначенное для чувствительного оконечного оборудования
A Тип 3 SPD обычно устанавливается рядом с чувствительным оборудованием для обеспечения конечной тонкой защиты. Его разрядная способность, как правило, ниже, чем у устройств защиты от перенапряжений (SPD) 1-го и 2-го типов, однако он способствует дальнейшему снижению остаточного напряжения на стороне оборудования.
В промышленных системах устройства защиты от перенапряжений (SPD) типа 3 обычно используются для защиты чувствительного оборудования, такого как:
| Чувствительное оборудование | Почему необходима защита 3-го типа |
| ПЛК-контроллер | Порты ввода-вывода и модули питания чувствительны к остаточным скачкам напряжения |
| Сенсорный экран HMI | Коммуникационные интерфейсы и модули дисплеев уязвимы к переходным напряжениям |
| Промышленный сервер | Высокий риск потери данных и перезапуска системы |
| Связное оборудование | Интерфейсы Ethernet, RS485 и Fieldbus легко выходят из строя под воздействием скачков напряжения |
| Высокоточный прибор | Высокие требования к точности измерений и стабильности регулирования |
| Оборудование для обеспечения безопасности и мониторинга | Длинные кабельные трассы могут вызывать индуцированные скачки напряжения |
Не рекомендуется использовать устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 3 в качестве единственного средства защиты от перенапряжений в промышленной системе. Без предшествующей защиты с помощью устройств SPD типа 1 или типа 2 устройство SPD типа 3 может оказаться неспособным выдержать перенапряжения с более высокой энергией.
Поэтому устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 3 более подходит в качестве последнего уровня в многоуровневой системе защиты от перенапряжений. Оно обычно сочетается с устройствами SPD типа 1 или типа 1+2 в главном распределительном щите и устройствами SPD типа 2 в подраспределительных щитах, что обеспечивает более полную защиту чувствительного конечного оборудования.
Комбинированное устройство защиты от перенапряжений типа 1+2 для монтажа на DIN-рейку, предназначенное для компактных промышленных панелей
Комбинированное устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 1+2 объединяет функции защиты типа 1 и типа 2 в одном изделии. Оно способно выдерживать импульсный ток молнии относительно высокой энергии, одновременно ограничивая переходные перенапряжения в распределительной сети. Для промышленных распределительных сетей с ограниченным пространством в шкафу или при необходимости упростить структуру защиты это устройство является распространенным выбором.
Тип 1+2 SPD подходит для следующих областей применения:
- Промышленные распределительные щиты с ограниченным пространством
- Комбинированная защита от перенапряжений начального уровня
- Системы, в которых необходимо сократить количество модулей
- Предприятия, оснащённые внешними системами молниезащиты, или предприятия с повышенным риском удара молнии
- Производители панелей, которым требуется упрощенная компоновка шкафов
- Небольшие промышленные здания, требующие компактной системы защиты
Хотя устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 1+2 обеспечивает комбинированную защиту, это не означает, что можно обойтись без всех последующих устройств SPD. Если в промышленной системе имеются длинные кабельные трассы, широко распределенное оборудование или расположенные ниже по цепи ПЛК, частотно-регулируемые приводы, системы бесперебойного питания, коммуникационное оборудование и системы точного управления, устройства защиты от перенапряжений (SPD) типов 2 или 3 все же следует устанавливать в распределительных щитах второго уровня или в непосредственной близости от оборудования.
Поэтому комбинированный устройство защиты от перенапряжений (SPD) типов 1 и 2 в большей степени подходит в качестве базового решения для комбинированной защиты, а не в качестве единственной меры защиты для любой промышленной системы.
Устройство защиты от перенапряжений LSP для монтажа на DIN-рейку: надежная защита от перенапряжений для промышленных систем распределения электроэнергии
Компания LSP специализируется на исследованиях, разработке и производстве устройств защиты от перенапряжений, предлагая решения в виде устройств защиты от перенапряжений на DIN-рейке для промышленных, коммерческих систем и систем возобновляемой энергетики. Ассортимент продукции включает устройства защиты от перенапряжений (SPD) типов 1, 1+2, 2, 3 и для постоянного тока (DC), обеспечивающие защиту на вводе электроэнергии, на уровне распределительных сетей, в шкафах управления, точную защиту оборудования, а также защиту от перенапряжений на стороне постоянного тока фотоэлектрических систем. Благодаря полному ассортименту продукции инженеры могут создавать скоординированные системы защиты от перенапряжений типа 1 + типа 2 + типа 3, используя продукцию одного проверенного бренда.
В промышленных условиях устройства защиты от перенапряжений LSP для монтажа на DIN-рейку рассчитаны на установку на стандартную DIN-рейку шириной 35 мм, что делает их пригодными для модульных схем размещения в распределительных щитах и шкафах управления. Конструкция в виде вставного модуля ускоряет техническое обслуживание и замену, а прозрачное окно индикации состояния помогает персоналу по техническому обслуживанию проверять, находится ли устройство защиты от перенапряжений по-прежнему в нормальном рабочем состоянии. Для оборудования, работающего в автоматическом режиме, непрерывных производственных линий или критически важных систем электропитания дополнительные контакты дистанционной сигнализации позволяют подключить датчики состояния устройства защиты от перенапряжений к системам мониторинга или сигнализации, что снижает риск незамеченного выхода устройства из строя.
Компания LSP уделяет особое внимание долгосрочной надежности в промышленных условиях. В её устройствах защиты от перенапряжений (SPD) используются такие основные компоненты, как MOV-элементы LKD и GDT-элементы Vactech, в сочетании с механизмом термического отключения, низкотемпературным срабатыванием, огнестойким корпусом и модульной конструкцией, что позволяет справляться с грозовыми перенапряжениями, коммутационными скачками напряжения и промышленными электрическими переходными процессами. Проектирование и испытания продукции осуществляются в соответствии с требованиями стандарта IEC/EN 61643-11 для систем защиты от импульсных перенапряжений в сетях низкого напряжения переменного тока. Для фотоэлектрических систем постоянного тока можно подобрать подходящие решения SPD в зависимости от напряжения системы и места установки.
Для промышленных заказчиков компания LSP — это не просто поставщик устройств защиты от перенапряжений (SPD). Она также может выступать в качестве партнера по решениям в области защиты от перенапряжений. Независимо от того, касается ли проект выбора главного распределительного щита, компоновки шкафа управления, защиты со стороны постоянного тока фотоэлектрических систем, координации резервной защиты, адаптации под требования OEM-производителей, брендирования, упаковки или технической документации, LSP может предоставить рекомендации по выбору продукции и руководство по применению, что поможет снизить вероятность ошибок при выборе, риски при монтаже и сложности при техническом обслуживании.
Часто задаваемые вопросы об устройствах защиты от перенапряжений на DIN-рейке для промышленных систем распределения электроэнергии
Для чего используется устройство защиты от перенапряжения на DIN-рейке в промышленных системах?
Устройство защиты от перенапряжений на DIN-рейке используется для защиты электрооборудования и компонентов управления в промышленных системах распределения электроэнергии от грозовых ударов, импульсных перенапряжений при переключении и переходных перенапряжений в сети. Оно обычно устанавливается в главных распределительных щитах, подраспределительных панелях, шкафах ПЛК, шкафах управления и запуска (MCC), цепях ИБП или фотоэлектрических системах постоянного тока. Ограничивая перенапряжение и отводя импульсный ток на землю, он способствует повышению надёжности оборудования и снижению риска простоев.
Где следует устанавливать устройство защиты от перенапряжения (SPD) на DIN-рейке в распределительном щите завода?
Устройство защиты от перенапряжений (SPD) на DIN-рейке следует устанавливать на входной стороне защищаемой цепи в заводском распределительном щите, как можно ближе к главному выключателю, автоматическому выключателю, входным клеммам и заземляющей шине PE. Это сокращает путь разряда импульсного перенапряжения и снижает дополнительное остаточное напряжение, вызванное индуктивностью проводки. На крупных предприятиях устройства защиты от перенапряжений также должны быть согласованы между главными распределительными щитами, подраспределительными щитами, щитами управления (MCC), шкафами ПЛК и цепями ИБП.
Нужна ли защита от перенапряжений для промышленных шкафов управления?
Да. Промышленные шкафы управления, как правило, нуждаются в защите от перенапряжений, поскольку ПЛК, интерфейсы человека-машины (HMI), модули ввода-вывода, реле, источники питания, клеммные колодки частотно-регулируемых приводов (VFD) и интерфейсы связи чувствительны к переходным перенапряжениям. Перенапряжения могут возникать из-за нарушений в вышестоящих распределительных сетях, при пуске и остановке двигателей, при переключении контакторов или из-за использования длинных сигнальных кабелей. Установка подходящего устройства защиты от перенапряжений (SPD) на DIN-рейку помогает снизить риск повреждения оборудования, сбоев в связи и простоев в производстве.
Что лучше использовать для главного распределительного щита на заводе: SPD типа 1 или типа 2?
Используйте устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 1 или типа 1+2, если заводской главный распределительный щит находится на входе электропитания, подключен к воздушным линиям электропередачи, защищен внешней системой молниезащиты или расположен в зоне повышенного риска удара молнии. Если основную угрозу представляют импульсы переключения в сети, косвенные импульсы молнии или переходные процессы при переключении оборудования, обычно подходит устройство защиты от перенапряжений (SPD) типа 2. В крупных промышленных системах часто используется устройство типа 1 на входе и типа 2 на последующих участках цепи.
Может ли один устройство защиты от перенапряжений (SPD) на DIN-рейке обеспечить защиту всей промышленной электросети?
Как правило, нет. Один устройство защиты от перенапряжений (SPD), установленное на DIN-рейке, может защитить лишь часть цепи вблизи места его установки и не способно охватить всю промышленную электросеть. На крупных заводах часто имеются главные распределительные щиты, вторичные распределительные щиты, щиты управления (MCC), шкафы ПЛК, системы ИБП, сигнальные линии и цепи постоянного тока. Поскольку кабели длинные, а оборудование широко распределено, остаточные перенапряжения все же могут возникать. Обычно требуется многоуровневая защита с использованием устройств защиты от перенапряжений типов 1, 2, 3 и устройств защиты сигнальных линий.
