Защита от перенапряжений информационных линий, телекоммуникационного оборудования и систем автоматики от компании «ETI Россия»

Опубликовано: 9 июля 2013 г. в 11:59, 320 просмотровКомментировать

Защита от перенапряжений в системах передачи сигналов промышленной автоматики, контрольно-измерительной аппаратуры, телекоммуникаций, передачи данных и т.д., должна основываться, на зональной концепции молниезащиты. Защита от перенапряжения эффективна только тогда, когда все питающие, сигнальные провода и линии передачи данных соединены с главной эквипотенциальной шиной на границах зон защиты. Защитные устройства должны выбираться соответственно виду и уровню сигнала данных, а также ожидаемому уровню помех.

В защитных устройствах систем передачи сигналов применяются разные комбинации элементов защиты, функции и свойства которых, взаимно дополняются, так как с помощью одного ограничителя невозможно достичь:

  • быстрого времени реагирования — ta;
  • высокой перегрузочной способности по току разряда — In,
  • низкого уровня напряжения защиты — Uр.

На практике применяется три основных элемента:

  • газовые искровые разрядники;
  • варисторные разрядники;
  • гасящие диоды.

Все вышеупомянутые элементы имеют характерную особенность, которая используется для защиты от перенапряжений, а именно — изменение собственного сопротивления в широких пределах в зависимости от величины падения напряжения на зажимах защитных устройств. Сопротивление элементов защиты во время нормальной работы при номинальном напряжении очень большое, а при появлении перенапряжения — быстро уменьшается. После исчезновения перенапряжения сопротивление ограничителя возрастает до исходного значения, при условии, что ограничитель не был поврежден протеканием разрядного тока, превышающим расчетное максимальное значение.

Многоступенчатые системы защиты

Многоступенчатые схемы защиты применяются в линиях передачи сигналов, если применение одиночных элементов защиты не обеспечивает эффективной защиты от перенапряжений или не ограничивает перенапряжения до требуемого уровня. Типичные многоступенчатые схемы защиты состоят из защитных элементов, соединенных с промежуточными элементами, такими как резисторы, ёмкости, индуктивности, фильтры и т.д.

На рис.1 представлена типичная многоступенчатая схема защиты линии передачи сигналов, основанная на использовании

искровых разрядников и гасящих диодов. Скорость срабатывания каждого уровня системы, а также их способность передачи энергии разрядного тока представлены на диаграмме в нижней части рис.1. Многоступенчатые системы ограничителей, состоящие из газоразрядников, варисторов и гасящих диодов, обеспечивают необходимую защиту устройств, ударная устойчивость которых, не превышает 1000 В.

Такие ограничители обеспечивают защиту систем, которые включают:

  • линии передачи сигналов и данных измерений;
  • телекоммуникационные линии XDSL, ADSL — цифровые и аналоговые;
  • источники питания постоянного тока DC;
  • протоколы данных контроллеров PLC;
  • компьютерные сети;
  • сигнальные экранированные линии — Video, TV-SAT.

системы молниезащиты
Рисунок 1.

Для правильного подбора ограничителей ETITEC SIG серии «Yellow-line» следует принимать во внимание следующие основные параметры защищаемого оборудования:

  • ток (A);
  • напряжение (В);
  • вид передачи сигнала — симметричный или несимметричный;
  • частоту.

системы молниезащиты
Рисунок 2.

Линейка ограничителей перенапряжения ETITEC SIG (рис.2) для защиты информационных линий имеет следующие параметры:

  • номинальные напряжения Un — 5, 12, 15, 24, 30, 48, 60, 110, 120, 230 В;
  • номинальные разрядные токи In (8/20) — 60 , 100 ,300 А / 5, 10, 20 кA;
  • диапазон частоты f — от 0,6 MГц до 2600 MГц;
  • диапазон рабочих температур — от 40oC до 80оC.

Ограничители выпускаются в виде модульных устройств для установки на шину TH 35 и состоят из корпуса (в котором может быть вмонтирован газовый разрядник), а также съемного защитного модуля. Эти ограничители защищают устройства, сигнал которых передается с помощью экранированных и неэкранированных проводов, сечение которых не превышает 6 мм2. Ограничители ETITEC SIG имеют визуальную сигнализацию о повреждении защитного модуля или о его изъятии из корпуса. Также есть возможность дистанционной сигнализации. Модули EM-TD реализуют грубую и точную защиты. Они также оборудованы защитой от перегрузки — TD (рис.3), которая отключает линию в случае превышения температуры газового разрядника (например, короткое замыкание линии сигнализации на провод питающей сети), не допуская при этом воспламенения изоляции корпуса защитного устройства.

системы молниезащиты
Рисунок 3.

Грубая защита от перенапряжений реализуется с помощью трехэлектродного газового разрядника, который принимает на себя большую часть энергии разряда. Относительно длительное время срабатывания ограничителя может быть причиной того, что при быстро нарастающем импульсе могут быть повреждены чувствительные электронные устройства. Это влечет за собой необходимость применения дополнительных уровней защиты. В защитных устройствах EM-TD точную защиту обеспечивает вторая ступень, которая состоит из трех варисторов (110 В) или трех диодов (5-60 В). С целью ограничения пикового тока на элементах второй ступени защиты (диоды), облегчения срабатывания газового разрядника (зажигания), а также защиты от всевозможных перегрузок в схему включен элемент PTC номиналом 5-60 В. Защитные устройства EMS-TC (рис.4), в отличие от EM-TD, имеют заводскую тепловую защиту. В случае превышения максимальной допустимой температуры электроды ограничителя замыкаются. Для реализации этой функции используется эффект теплового расширения металлов.

Особенности защитных устройств ETITEC SIG:

  • защитные модули, защищающие 2 провода, для применения в зонах 0В — 1, 0В — 2 и 1-2 зонах;
  • габариты: высота h=90 мм, ширина 17,5 мм, глубина 68 мм;
  • универсальность: защита как симметричных, так и несимметричных нагрузок;
  • номинальные напряжения: 5, 12, 15, 24, 30, 48, 60, 110 В;
  • номинальный ток: EM-TD — 145 мA, EMS-TC – 1 A;
  • диапазон частоты для EM-TD, EMS-TC: от 0,6 MГц до 10 MГц;
  • 3 вида корпусов: с непосредственным заземлением экрана, с заземлением экрана через молниеотвод, с сигнализацией повреждения RC;
  • съемный защитный модуль;
  • тепловой расцепитель TD;
  • элемент защиты от перегрузки PTC в исполнении 5-60 В;
  • визуальная и дистанционная (RC) сигнализация повреждения устройства;
  • заземление через монтажную шину ТН 35.

системы молниезащиты
Рисунок 4.

В данной статье мы рассмотрели вопросы, связанные с защитой от перенапряжений информационных линий, контрольно-измерительной аппаратуры, телекоммуникаций, передачи данных и т.д. Концепцию построения многоступенчатых систем защиты. Ассортимент и характеристики ограничителей перенапряжения. В следующих выпусках мы более подробно расскажем о защите коаксиальных линий и применении ограничителей перенапряжения в системах автоматики.

(Продолжение следует)

По материалам компании ETI Россия


Рекомендуем почитать

Комментировать

    Еще никто не оставил комментариев.

Для того чтобы оставлять комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо авторизоваться на сайте.