Защита от перенапряжения в шкафах управления промышленной автоматики

Лиза Эйтель | 19 июня 2021 г.

Автоматизированные объекты, управляемые промышленными шкафами управления, полагаются на компоненты этих шкафов, обеспечивающие надежную работу даже при колебаниях мощности. К этим компонентам относятся локальные источники питания, ПЛК, регистраторы данных, сетевое и другое коммуникационное оборудование, а также устройства ввода-вывода, которые уязвимы к пагубным последствиям скачков напряжения.

Скачки напряжения, также известные как перенапряжение, могут возникнуть в результате:

• Резкие события в электросети предприятия, такие как выключение или включение больших двигателей • Циклические перенапряжения, вызванные выключением или включением индуктивных или емкостных нагрузок • Системные изменения в распределительных линиях, превышающие несколько процентов • Внешние события, такие как удары молнии

Будь то циклические перенапряжения, переходные скачки длительностью от нескольких микросекунд до миллисекунд или скачки (или провалы) напряжения, все перенапряжения могут привести к существенному повреждению (и даже полному выходу из строя) компонентов шкафа управления… а также машин и оборудования, зависящих от этого управления. кабинет. Пути перенапряжения в шкафы управления проходят как по входящим, так и по отходящим проводникам.

Короткое замыкание на измерительном приборе после перенапряжения

Вот почему промышленные сетевые фильтры для защиты от повреждений, вызванных перенапряжением, необходимы. Эти устройства защиты от перенапряжения устанавливаются в шкафах управления и отводят вредное перенапряжение от дорогостоящего и чувствительного оборудования… включая оборудование, подключенное к передаче цифровых и аналоговых сигналов, а также к источникам питания постоянного и переменного тока.

Терминустройства защиты от перенапряжения или SPD — это общий термин, обозначающий широкий спектр компонентов, которые защищают системы промышленной автоматизации от скачков напряжения. УЗИП ограничивают переходные перенапряжения и перенаправляют волны тока, чтобы уменьшить величину перенапряжения до тех пор, пока оно не станет управляемым и безопасным. Два основных подтипа компонентов УЗИП включают ограничители перенапряжения и устройства защиты от перенапряжения.

Промышленные ограничители перенапряжения устанавливать на подстанциях коммунальных предприятий и в других местных местах понижения напряжения… как объяснялось, для защиты оборудования от последствий коммутации и перенапряжения, вызванного молнией. Фактически, Национальный электротехнический кодекс (NEC) определяет ограничитель перенапряжения как защитное устройство, способное ограничивать перенапряжение путем обхода или разряда импульсного тока — и устранять протекание тока, сохраняя при этом возможность повторения этих функций для будущих перенапряжений. Ограничители перенапряжения подключаются к оборудованию, которое они защищают, параллельно. Это позволяет ограничителю перенапряжения ограничивать скачки напряжения в оборудовании… и безопасно перенаправлять электрический ток на землю.

Скачки напряжения согласно определению IEEE 1100-2005 включают в себя как скачки напряжения, так и переходные процессы. Изображение контроля повышенного и пониженного напряжения, установленное на DIN-рейке, через Shutterstock

Промышленные сетевые фильтры также служат для защиты электрических и электронных компонентов от перенапряжения, но делают это путем ограничения напряжения, подаваемого на компоненты, путем замыкания или блокировки тока. Это, в свою очередь, снижает напряжение до безопасного уровня. Такие промышленные устройства защиты от перенапряжения позволяют соответствующему проекту электрическому току течь от источника к различным подключенным промышленным компонентам. Затем, если напряжение от источника резко возрастает (и превышает допустимый порог), сетевой фильтр перенаправляет дополнительное электричество в заземляющий провод. Во многих сетевых фильтрах избыточное напряжение перенаправляется металлооксидным варистором или MOV.

Энергетические предприятия передают электроэнергию в виде переменного тока, поскольку трансформаторы могут легко понижать и повышать такое напряжение. Загвоздка в том, что мощность переменного тока требует включения оборудования, обеспечивающего высокое качество электроэнергии.

Промышленные устройства защиты от перенапряжения делятся на три основные категории.

• УЗИП низкого напряжения • УЗИП среднего напряжения • УЗИП высокого напряжения

УЗИП высокого и среднего напряжения обычно используют ограничение для устранения перенапряжения. Напротив, низковольтные УЗИП используют три разных подхода.