Эффективная защита сети по напряжению
Содержание:
- Необходимость осуществления защиты приборов по напряжению
- Какая защита сети установлена в домах? Обеспечивает ли она защиту по напряжению?
- Устройства защита сети по напряжению
Необходимость осуществления защиты приборов по напряжению
Рассмотрим причины необходимости применения защиты по напряжению. Электрические приборы и оборудование очень зависимы от качества электрического тока, и, прежде всего, зависят от значения напряжения в сети. Существенные изменения напряжения обусловлены аварийными ситуациями, пиковыми нагрузками, природными явлениями.
В графике значения напряжения могут наблюдаться резкие пики, скачки напряжения. Пики могут достигать 300 и даже 500 Вольт. Эти всплески обычно кратковременны, длятся доли секунд, но и этого достаточно для полного выведения из строя электрооборудования.
Как правильно в электрической сети выполнить защиту по напряжению рассмотрим далее.
Какая защита сети установлена в домах? Обеспечивает ли она защиту по напряжению?
В этой части рассмотрим стандартную защиту, установленную в электрических шкафах наших домов, и оценим возможности этого оборудования выполнять защиту сети по напряжению.
Вот стандартная комплектация электрического шкафа: пакетный выключатель, электрические автоматы по группам, один или два УЗО. Визуально такая комплектация внушает доверие, в одном шкафу собрано десяток устройств защиты, и кажется, что этого достаточно.
Одной из причин такой уверенности является сравнение с прошлыми электрическими шкафами, которые устанавливались в советское время. Раньше стандартно устанавливались один поворотный выключатель и один или два автомата.
Теперь давайте глубже рассмотрим функциональность этих устройств.
Электрические автоматы обеспечивают защиту сети от превышения значения силы тока в сети потребителя. Они срабатывают по тепловому принципу, когда значение температуры в проводниках растёт. Срабатывают они не быстро, ведь проводник должен реально нагреться. От чего защищает такое устройство? Оно действительно защищает от пожара в случае короткого замыкания в сети. То есть, замыкание уже произошло, розетка почернела, провода обуглились и только после этого сработают автоматы. Сеть будет обесточена и провода дальше греться не будут. Выполняет ли автомат функцию защиты по напряжению? Конечно, нет. Резкий скачок напряжения не вызывает срабатывания автоматов. Вот если пик напряжения выведет прибор из строя, сгорит несколько элементов, и это приведёт к короткому замыканию. То в этом случае через некоторое время сработает автомат.
Более сложным устройством является электронное защитное устройство. УЗО контролирует эффективность работы заземления, и нарушения, связанные с перетеканием тока по фазам. Если устройство определяет нарушение заземления или появление потенциала на нулевой фазе, то оно мгновенно отключает подачу электричества. УЗО обеспечивает безопасность использования электрических приборов, в случае попадания тока на корпус прибора или другой аварии такое устройство может спасти жизнь человека. Может ли УЗО выполнить защиту сети по напряжению. Ответ — тоже нет. Если при повышении напряжения не произошло распределение тока на «ноль» или «землю», то УЗО не сработает.
Вывод: стандартная комплектация электрического шкафа не обеспечивает защиту сети по напряжению. Для осуществления эффективной защиты сети по напряжению необходимо использовать специальные устройства защиты по напряжению, устройства защиты от скачков напряжения.
Устройства защита сети по напряжению
Для выполнения надёжной защиты сети и приборов по напряжению необходимо применять специальные устройства защиты по напряжению, приборы защиты от скачков напряжения. Такие устройства могут быть установлены локально для защиты конкретного электрического прибора или могут устанавливаться в электрическом шкафу на din рейку для защиты группы потребителей.
Устройства защиты потребителей по напряжению даёт возможность фильтровать пики напряжения, возникающие аварийным во внешних сетях, блокировать импульсные пики высокой мощности. Устройства защиты по напряжению дают возможность вырезать скачки напряжения, при этом сохраняя правильную форму графика напряжения. Быструю и надёжную работу устройств защиты по напряжению реализуют современные электронные схемы управления.
Грозозащита | |
Защита от пожара | |
Защита по напряжению от аварии |
Компания «Бастион» рекомендует следующие устройства защиты приборов по напряжению:
-
Сетевая защита по напряжению Альбатрос-220/500 AC
-
Сетевая электронная защита по напряжению Альбатрос-1500 DIN
-
Сетевая электронная защита сети по напряжению Альбатрос-500 DIN
-
Сетевая защита по напряжению Альбатрос-1500 исп.5
Реле защиты по напряжению в Алматы
Защита от повышенного и пониженного напряжения
Контролируется только напряжение нагрузки!
по порядкупо росту ценыпо снижению ценыпо новизне
16243248
+7 (707) 863-63-88
+7 (727) 265-79-43
+7 (707) 863-63-88
+7 (727) 265-79-43
+7 (707) 863-63-88
+7 (727) 265-79-43
+7 (707) 863-63-88
+7 (727) 265-79-43
+7 (707) 863-63-88
+7 (727) 265-79-43
+7 (707) 863-63-88
+7 (727) 265-79-43
Таблица выбора и цен:
Наименование Параметр | УКН-16с — | УКН-25с УКН-25с (с термозащитой) | УКН-32с УКН-32с (с термозащитой) | УКН-40с УКН-40 (с термозащитой) | УКН-50с УКН-50с (с термозащитой) | УКН-63с УКН-63с (с термозащитой) |
Ток нагрузки | 16 Ампер | 25 Ампер | 32 Ампер | 40 Ампер | 50 Ампер | 63 Ампер |
Мощность нагрузки | 3,5 кВт | 5,5 кВт | 7 кВт | 8,8 кВт | 11 кВт | 13,8 кВт |
Стоимость | 10 900 тг — | 12 100 тг 13 300 тг | 13 450 тг 14 800 тг | 15 000 тг 16 450 тг | 17 050 тг 18 700 тг | 18 800 тг 20 350 тг |
Технические характеристики реле УКН-16с ÷ УКН-63с:
Напряжение на входе | 0÷400 Вольт |
Измеряемое напряжение | 50÷400 Вольт |
Время выключения | ≤0,05 секунд |
Погрешность измерения по напряжению | не более 5 Вольт |
Пределы по напряжению — Верхний | 230÷270 Вольт |
Пределы по напряжению — Нижний | 120÷210 Вольт |
Время повторного включения | 5÷600 секунд |
Износоустойчивость контактов | 100 000 коммутаций |
Размер, масса | 52х90х65 мм, 0,3 кг |
Степень защиты | IP20 |
Рабочая температура | -5. ..+45°С |
Таблица значений времени отключения реле УКН-16с ÷ УКН-63с:
Предел | Диапазон напряжений | Время отключения в секундах | |
ON (ускоренный) | OFF стандартный | ||
Верхний предел | >270 Вольт | ≤0,05 сек | ≤0,05 сек |
231÷270 Вольт | 0,5 сек | ||
Нижний предел | 160÷209 Вольт | 3 сек | 3 сек |
120÷159 Вольт | 0,5 сек | 0,5 сек | |
<120 Вольт | ≤0,05 сек | ≤0,05 сек |
Инструкция по применению реле напряжения УКН-16с ÷ УКН-63с
Понимание плюсов и минусов защиты от перенапряжения
При тестировании ваших устройств может стать очевидным, что устройство нуждается в защите от перенапряжения. Большинство источников питания предлагают некоторую форму схемы защиты от перенапряжения (OVP). Целью схемы OVP является обнаружение, а затем быстрое устранение состояния перенапряжения, чтобы предотвратить повреждение тестируемого устройства (DUT). Однако важно понимать, как работает OVP вашего блока питания, чтобы максимизировать его преимущества.
Скачать эту статью в формате .PDF Этот тип файла включает в себя графику и схемы высокого разрешения, если это применимо. |
Что вызывает перенапряжение?
Сам источник питания может быть источником перенапряжения. Сбой внутри источника питания может вызвать неожиданное и неконтролируемое высокое напряжение на тестируемом устройстве. Также возможно, что перенапряжение вызвано не отказом источника питания, а какой-то ошибкой пользователя, когда пользователь программирует источник питания выше, чем может выдержать тестируемое устройство.
Причиной перенапряжения может быть внешний источник питания. Тестируемое устройство может быть подвержено перенапряжению из-за короткого замыкания проводов внутри разъема или жгута проводов, что создает высокое напряжение на тестируемом устройстве. Или матрица переключателей может выйти из строя или быть запрограммирована неправильно, что приведет к возникновению высокого напряжения на тестируемом устройстве. В этих случаях на помощь придет схема OVP блока питания. Если детектор видит напряжение выше установленного порога OVP, OVP срабатывает, и источник питания пытается снять перенапряжение с ИУ.
Как работает OVP?
Цепи OVP могут быть стационарными или отслеживающими, а также локальными или удаленными. Фиксированный OVP позволяет установить фиксированный порог напряжения вручную или дистанционно. Это фиксированное значение, при котором, когда выходное напряжение источника питания превышает это значение, срабатывает цепь OVP, и источник питания пытается снизить перенапряжение на своем выходе. Выходное напряжение источника питания можно изменить, а пороговое значение OVP останется прежним.
Отслеживающий OVP позволяет установить пороговое значение, которое изменяется в зависимости от выходного напряжения. Например, отслеживание OVP может быть установлено на 0,5 В или на 10 % выше запрограммированного выходного напряжения. Таким образом, OVP всегда выше и отслеживает настройку вывода. Хотя это звучит хорошо, возникает проблема: если вы запрограммируете неправильное значение для источника питания, OVP также будет запрограммирован неправильно. Если вы хотели запрограммировать 2,5 В, а случайно запрограммировали 25 В, то OVP будет установлено выше 25 В и не защитит от этого перенапряжения, вызванного пользователем.
Локальный OVP контролирует состояние перенапряжения на выходных клеммах источника питания. Удаленный OVP отслеживает состояние перенапряжения в удаленной точке измерения источника питания. (Дополнительную информацию о дистанционном измерении см. в разделе «Дистанционное считывание улучшает подачу напряжения при больших токах». ) ложно споткнувшись, он быстро становится неприятностью. С другой стороны, если OVP может пропустить реальное состояние перенапряжения, то это становится опасным. Давайте посмотрим, как работает каждый тип OVP в отношении ложных срабатываний или необнаруженных событий перенапряжения.
1. Фиксированный локальный OVP может дать ложное срабатывание при возникновении больших падений напряжения в отведениях.Фиксированный-локальный OVP (рис. 1): Это наиболее распространенная реализация OVP. Представьте, что у вас есть длинные провода, идущие к тестируемому устройству, что означает большое падение напряжения в проводах. Если вам нужно 5 В на ИУ, но в проводах есть падение на 1 В, источник питания должен будет выдавать 6 В, чтобы подать 5 В на ИУ. Так что же вы устанавливаете пороговый уровень OVP? Если вам нужна защита от перенапряжения на уровне 5,5 В, OVP выдаст ложное срабатывание, потому что локальный OVP увидит 6 В, когда DUT находится на уровне 5 В. Решением может быть установка OVP на более высокий уровень, чтобы предотвратить ложное срабатывание, но что обеспечивает меньшую защиту. Другим решением может быть дистанционное обнаружение перенапряжения на ИУ (т. е. в удаленной точке измерения), а не локально на выходе источника питания.
2. Локальный OVP с отслеживанием может дать ложное срабатывание, если конденсатор в ИУ на мгновение остается заряженным до того, как источник питания сможет снизить напряжение на конденсаторе ИУ.Локальный OVP слежения (рис. 2): Представьте, что в ИУ имеется большой конденсатор, а локальное OVP слежения настроено на 0,5 В выше запрограммированного напряжения. Вы получаете 5 В на ИУ, поэтому локальный OVP слежения установлен на 5,5 В. Теперь вы хотите перепрограммировать до 1 В, поэтому вы устанавливаете источник питания на 1 В, а локальный OVP слежения переходит в 1,5 В. Но на большом конденсаторе ИУ все еще есть 5 В, так как для падения напряжения на конденсаторе требуется время. Однако схема OVP видит больше 1,5 В и ложно отключается из-за кратковременного (и ожидаемого) перенапряжения. Решением в этом случае может быть установка некоторой задержки, позволяющей конденсатору разрядиться, но эта задержка означает, что существует отрезок времени, когда тестируемое устройство не защищено.
3. Дистанционно-отслеживающий OVP опирается на дистанционные сенсорные линии; тем не менее, обрыв линии дистанционного измерения может привести к состоянию OVP и неспособности обнаружить перенапряжение, в результате чего тестируемое устройство останется незащищенным.Отслеживающий дистанционный OVP (рис. 3): Таким образом, отслеживающий OVP (с задержкой) позаботится об изменении напряжения во время теста, а удаленный позаботится о потерях выводов. Таким образом, OVP с удаленным отслеживанием (с задержкой) звучит как лучшее из обоих миров. Однако теперь вы полагаетесь на линии считывания для правильной работы для защиты тестируемого устройства. Это хорошая идея?
В тестовой системе часто обрываются линии дистанционного управления. Без измерительных проводов выходное напряжение обычно возрастает на источнике питания (обратная связь по измерительным линиям отсутствует, поскольку сенсорные линии разорваны). Повышение напряжения вызывает состояние перенапряжения. Но поскольку линии считывания разорваны, схема OVP не определяет состояние перенапряжения и, следовательно, не отключает OVP. В то время как OVP с дистанционным отслеживанием кажется решением для ложных срабатываний, он создает возможность необнаруженного реального состояния перенапряжения, когда происходит обрыв в линиях удаленного измерения.
Скачать эту статью в формате .PDF Этот тип файла включает в себя графику и схемы высокого разрешения, если это применимо. |
Резюме
Защита тестируемого устройства всегда требует компромисса между наивысшим уровнем защиты и ложными срабатываниями цепи OVP. Понимание того, как работает OVP и когда оно может ложно отключиться или пропустить перенапряжение, помогает точно определить правильный метод OVP для защиты тестируемого устройства в зависимости от того, что может произойти в тестовой среде.
Цепь защиты от перенапряжения
Защитные цепи, такие как защита от обратной полярности, защита от короткого замыкания и защита от повышенного/пониженного напряжения, используются для защиты любого электронного устройства или цепи от любых внезапных сбоев. Обычно предохранитель или MCB используется для защиты от перенапряжения, здесь, в этой схеме, мы создадим схему защиты от перенапряжения без использования предохранителя.
Защита от перенапряжения — это функция источника питания, которая отключает питание всякий раз, когда входное напряжение превышает заданное значение. Для защиты от перенапряжения мы всегда используем защиту от перенапряжения или схему защиты от перенапряжения. Схема защиты от перенапряжения — это тип защиты от перенапряжения, который чаще всего используется в электронных схемах.
Существует множество различных способов защиты цепи от перенапряжения. Самый простой способ – подключить предохранитель на входе со стороны питания. Но проблема в том, что это разовая защита, потому что при превышении напряжения заданного значения провод внутри предохранителя сгорит и разорвет цепь. Затем вы должны заменить поврежденный предохранитель на новый, чтобы снова выполнить соединения.
Здесь, в этой схеме, стабилитрон и биполярный транзистор используются для автоматической защиты от перенапряжения. Это можно сделать двумя способами:
1. Цепь регулятора напряжения Зенера: Этот метод регулирует входное напряжение и защищает схему от перенапряжения путем подачи регулируемого напряжения, но не отключает выходную часть напряжение превышает пределы безопасности . Мы всегда будем получать выходное напряжение, меньшее или равное номиналу стабилитрона.
2. Схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона: Во втором способе защиты от перенапряжения всякий раз, когда входное напряжение превышает заданный уровень, он отключает выходную часть или нагрузку от цепи.
Цепь стабилизатора напряжения
Стабилизатор напряжения защищает схему от перенапряжения, а также регулирует входное напряжение питания. Принципиальная схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона приведена ниже:
Заданное значение напряжения цепи является критическим значением, при превышении которого либо отключается питание, либо напряжение выше этого значения не допускается. Здесь значение предустановленного напряжения является номиналом стабилитрона. Например, мы используем стабилитрон на 5,1 В, тогда напряжение на выходе не будет превышать 5,1 В.
При увеличении выходного напряжения напряжение база-эмиттер уменьшается, из-за этого транзистор Q1 проводит меньше. Поскольку Q1 проводит меньше, он снижает выходное напряжение, следовательно, поддерживает постоянное выходное напряжение.
Выходное напряжение определяется как:
vo = VZ - VBE
Где,
Vo — выходное напряжение
VZ — напряжение разбивки Zener
VBE.
Приведенная ниже схема защиты от перенапряжения построена с использованием стабилитрона и PNP-транзистора. Эта схема отключает выход, когда напряжение превышает заданный уровень . Заданное значение является номинальным значением стабилитрона, подключенного к цепи. Вы даже можете изменить стабилитрон в соответствии с подходящим значением напряжения. Недостатком схемы является то, что вы можете не найти точное значение стабилитрона, поэтому выберите тот, который имеет ближайший номинал к вашему заданному значению.
Необходимый материал
- FMMT718 Транзистор PNP – 2 шт.
- Стабилитрон 5,1 В (1N4740A) – 1 шт. Резисторы
- (1к, 2,2к и 6,8к) – 1 шт. (каждый)
- Макет
- Соединительные провода