Ülepingekaitseseade: mis see on ja kuidas see töötab?

---

Elektrilöögid kahjustavad seadmeid märkamatult, lühendavad eluiga ja põhjustavad planeerimata seisakuid. Näen seda riski sageli alahinnatuna, kuni kriitilistes süsteemides hakkavad ilmnema tõrked.

A ülepingekaitse seade on loodud elektri- ja elektroonikaseadmete kaitsmiseks mööduvate ülepingejuhtumite eest, suunates liigse energia ohutult maandusse enne kahjustuste tekkimist.

Allpool olevates osades selgitan, kuidas erinevad ülepingekaitseseadmete tüübid töötavad, kus neid kasutatakse ja kuidas insenerid peaksid tööstussüsteemide jaoks õige lahenduse valima.

---

Kuidas 1. ja 2. tüüpi ülepingekaitseseadmed töötavad?

Erinevad pingetõusud nõuavad erinevaid kaitsestrateegiaid. 1. ja 2. tüüpi pingetõkked töötavad koos, püüdes kinni pingetõkkeid elektrisüsteemi mitmes punktis, takistades hävitava energia jõudmist tundlikele koormustele. Liigpingetõkked töötavad pingetasemete jälgimise ja kohese reageerimise teel, kui mööduv ülepinge ületab määratletud läve. Need pingetõkked on tavaliselt põhjustatud välgulöökidest, elektrivõrgu lülitustoimingutest või suurtest induktiivkoormustest. 1. ja 2. tüüpi seadmete peamine erinevus seisneb selles, et kus ja kuidas nad püüavad kinni hüppeenergiat.

A 1. tüüpi ülepingekaitseseade on paigaldatud teenindussissepääsu juurde, peajaotuskilbi ülesvoolu. See on loodud välgust või tehnovõrkudest tulenevate suure energiaga impulsside käsitlemiseks. Need seadmed suudavad osalist välguvoolu ohutult otse maasse juhtida ilma ülesvoolu kaitseta.

Seevastu a 2. tüüpi ülepingekaitseseade paigaldatakse allavoolu, tavaliselt jaotuskilpide sisse. See leevendab jääkpingeid, mis läbivad 1. tüüpi kihti või tekivad seadmete sisemisel lülitamisel. Kokkuvõttes vähendab see kihiline kaitsemeetod oluliselt allavoolu elektroonika koormust.

Tegelikes tööstuskeskkondades ei piisa ühest kaitsekihist harva. Koordineeritud 1. ja 2. tüüpi kaitse tagab pingetõukeenergia järkjärgulise vähenemise, hoides pingetasemeid seadmete taluvuspiirides.

Kuidas 1. tüüpi ülepingekaitseseade suure energiaga ülepingetega toime tuleb

1. tüüpi seadmed on konstrueeritud taluma äärmuslikke pingetõusuvoolusid ja töötama ilma ülesvoolu vooluahela kaitseta.

• Paigaldatud peamiste teenindussissepääsude juurde

• Mõeldud välguvoolu tühjenemiseks

• Sageli testitakse 10/350 μs lainekuju standardite järgi

• Hädavajalik välguohtlikes piirkondades asuvatele rajatistele

See teeb 1. tüüpi ülepingekaitseseade lahendused, mis on kriitilise tähtsusega tööstusettevõtetele, andmekeskustele ja taristuprojektidele, kus sissetulevad elektriliinid on avatud.

Kuidas 2. tüüpi ülepingekaitseseade piirab jääkülepinget

2. tüüpi seadmed keskenduvad pigem pinge piiramisele kui toore voolu käsitlemisele.

• Paigaldatud alajaotuskilpidesse

• Reageerige kiiremini madalama energiaga siirdeperioodidele

• Kaitske PLC-sid, ajameid ja juhtelektroonikat

• Vähendage kumulatiivset isolatsioonipinget

Õigesti valitud ülepingekaitseseade tüüp 2 vähendab oluliselt tundlike seadmete pikaajalist rikkemäära.

Miks on koordineeritud kaitse oluline

Ainult 1. või 2. tüübi kasutamine loob kaitselüngad.

• Tüüp 1 ilma tüübita 2 jätab jääkpinge kontrollimata

• 2. tüüp ilma 1. tüübita võib põhjustada katastroofilist ülekoormust

• Koordineeritud süsteemid parandavad IEC nõuetele vastavust

• Hooldusintervallid on pikendatud

---

Kus kasutatakse 1. ja 2. tüüpi ülepingekaitseseadmeid?

Vale paigutus vähendab kaitse efektiivsust. 1. ja 2. tüüpi ülepingekaitseseadmed tuleb paigaldada elektrisüsteemi kindlatesse punktidesse, et tõhusalt kontrollida ülepingeenergia voogu.

Rakendus on sama oluline kui seadme valik. Näen sageli, et hästi hinnatud ülepingekaitseseadmed ei toimi piisavalt hästi lihtsalt seetõttu, et need on paigaldatud valesse kohta. 1. ja 2. tüüpi seadmetel on elektriarhitektuuris erinevad rollid.

1. tüüpi seadmeid kasutatakse kohtades, kus elektrisüsteem on ühendatud väliste võrkudega. See hõlmab elektrivõrgu sissepääse, õhuliinide ühendusi ja välise piksekaitsesüsteemiga rajatisi. Nende ülesanne on peatada suured ülepingevoolud enne, kui need levivad sügavamale paigaldisesse.

2. tüüpi seadmeid kasutatakse tundlike koormuste lähedal. Need kaitsevad automaatikasüsteeme, mootoriajameid, instrumenteerimispaneele ja IT-seadmeid sisemiselt tekitatud lülituspingete ja jääkülepinge eest.

Tööstushoonete jaoks, mis otsivad nõuetele vastavat ja usaldusväärset kaitset, on oluline ühendada 1. tüüpi ülepingekaitseseade teenindussissepääsu juures allavoolu 2. tüüpi kaitsega on laialdaselt aktsepteeritud inseneripraktika.

Tüüpilised 1. tüüpi ülepingekaitseseadmete rakendused

• Peamised madalpinge jaotuskilbid

• Välise piksekaitsesüsteemiga rajatised

• Tööstusettevõtted, mis kasutavad õhuliine

• Taastuvenergia seadmed

Need kohad kogevad suurimat energiaimpulssi.

Tüüpilised 2. tüüpi ülepingekaitseseadmete rakendused

• Juhtpaneelid ja MCC-d

• Automaatika- ja PLC-kilbid

• Tundliku elektroonikaga ärihooned

• Tööstuslikud jaotuskilbid

Siin, a 2. tüüpi ülepingekaitseseade keskendub pingeimpulsside piiramisele, mis aja jooksul elektroonilisi komponente kahjustavad.

Rakenduste võrdlustabel

---

Kuidas valida õiget tüüpi ülepingekaitseseadet?

Vale ülepingekaitseseadme valimine toob kaasa vale turvalisuse. Õige valik sõltub süsteemi topoloogiast, ülepingetasemest ja seadme tundlikkusest.

Ülepingekaitseseadme valimine ei tohiks kunagi põhineda ainult voolutugevusel. Soovitan alustada süsteemitasandi hindamisest. Tehke kindlaks sissetuleva elektri omadused, maanduse kvaliteet ja kaitstavate koormuste kriitilisus.

Välguga kokkupuutuvad või õhuliinidega varustatavad rajatised vajavad vastupidavat 1. tüüpi ülepingekaitseseade teenindussissepääsu juures. Need seadmed peavad vastama standarditele IEC 61643 ja taluma suuri tühjendusvoolusid ilma tõrgeteta.

Sisekaitseks koordineeritud 2. tüüpi ülepingekaitseseade tuleks valida nimipinge, kaitsetaseme (Up) ja reageerimisaja põhjal. Madalamad Up väärtused pakuvad üldiselt tundlikule elektroonikale paremat kaitset.

Sama oluline on koordinatsioonikaugus, kaabli pikkus ja maandustakistus. Halb maandus võib oluliselt vähendada SPD efektiivsust, olenemata seadme nimiväärtusest.

Peamised tehnilised valikukriteeriumid

• Nimipinge (Uc)

• Tühjendusvoolu nimiväärtus (In / Imax)

• Pingekaitse tase (üles)

• Paigalduskeskkond

• Vastavus IEC standarditele

Levinud valikuvead

• 2. tüüpi seadmete kasutamine ilma ülesvoolu kaitseta

• Praeguste hinnangute ülemõõtmine, ignoreerides ülesväärtusi

• Maandussüsteemi kvaliteedi eiramine

• SPD-de paigaldamine kaitstud koormustest liiga kaugele

Soovitatav valikuloogika

• Välise pinge tõus → Nõutav 1. tüüp

• Tundlik elektroonika → Vajalik tüüp 2

• Tööstussüsteemid → Koordineeritud kaitse

• Kriitiline tööaeg → Üleliigsed SPD kihid

---

Kokkuvõte

Õigesti valitud ülepingekaitse seade Tööstussüsteemide kaitsmiseks ja pikaajalise töökindluse tagamiseks on oluline 1. ja 2. tüüpi kaitset ühendav strateegia.

---

KKK

Mis on peamine erinevus 1. ja 2. tüüpi ülepingekaitseseadmete vahel?

1. tüüpi seadmed käsitlevad teenindussissepääsudel tekkivaid suure energiaga välgulööke, samas kui 2. tüüpi seadmed piiravad jaotussüsteemides jääkülepinget.

Kas 2. tüüpi ülepingekaitseseade saab asendada 1. tüüpi seadet?

Ei. 2. tüüpi seadmed ei ole loodud taluma otsest välguvoolu ja need tuleb sobitada 1. tüüpi kaitsega.

Kuhu tuleks paigaldada 1. tüüpi ülepingekaitseseade?

See tuleks paigaldada peamise teenindussissepääsu juurde, primaarse jaotuskilbi ülesvoolu.

Mitu ülepingekaitseseadet on tööstussüsteemis vaja?

Enamik tööstussüsteeme vajab vähemalt kahte kihti: 1. tüüpi sissepääsu juures ja 2. tüüpi tundlike seadmete lähedal.