Какое устройство защиты от перенапряжения лучше всего подходит для трехфазных промышленных панелей?

Для большинства трехфазных промышленных панелей лучшим выбором обычно является Устройство защиты от перенапряжений типа 2, установленное на панели (уровень распределения), согласовывается с защитой выше по течению и хорошим заземлением. равняется Тип 1 Единица становится лучшим выбором на служебный вход При высоком всходовом воздействии Тип 3 Устройства предназначены в основном для чувствительных конечных точек и не являются основным вариантом защиты панели.

В этой статье будет обсуждаться, как выбрать правильный тип SPD для трехфазной промышленной панели, какие практические факторы имеют наибольшее значение и как детали установки влияют на производительность в реальном мире.

Что означает «лучшее» для трехфазной промышленной панели

В промышленных энергосистемах «Лучшее» не означает «наибольшую» или «высочную оценку». Это означает устройство и подход к установке, который обеспечивает Повторяемый ограничение перенапряжения при реальных условиях эксплуатации.

Для трехфазной панели обычно «лучшее» означает:

• Надежная работа при частых переключениях
  
• скоординированная защита между основными и нисходящими панелями
  
• повторяемость На многих всплесках (не только одно большое событие)
  
• ремонтопригодность, включая четкую индикацию состояния и практическая замена
  
• Эффективное управление переключениями От двигателей, контакторов и нагрузок с приводом VFD
  

Практическое решение должно соответствовать электрической топологии панели и быть установлено с короткими соединениями с низкой индуктивностью.

Источники всплеска, распространенные в промышленных трехфазных панелях

Промышленные всплески часто создаются внутри объекта, а не только от молнии. Даже при отсутствии штормовой активности операции переключения могут генерировать быстрые переходные перенапряжения, которые нагружают приводы, блоки питания ПЛК, трансформаторы управления и приборы.

Среди источников общих всплеска можно выделить:

• Переключение двигателя (по линии запуска, контакторы, перегрузка срабатываний)
  
• Активность ЧР (Быстрые переключения кромок, взаимодействие шины постоянного тока, торможение)
  
• Переключение конденсаторов и шаги коррекции коэффициента мощности
  
• Нарушения коммунальных услуг (Очищение, перезапуск, переключение фидера)
  
• Длинные кабели которые ведут себя как антенны и увеличивают связь переходных процессов
  

Ключевым моментом в промышленных условиях является повторение: малые и средние всплески могут происходить много раз в день.

Типичные вспомогательные факторы на фабриках включают:

• Переключение больших индуктивных нагрузок (двигатели, соленоиды, краны)
  
• Переключение входных сигналов и входных событий в линейке привода
  
• Энергизация трансформатора и переходные процессы, связанные с inrush
  
• Коммутаторы коммутатора и сброса аварийных ситуаций
  
• Длинные питатели на удаленные MCC или субпанели
  

Тип 2 SPD: самый практичный выбор для промышленных панелей

A Устройство защиты от перенапряжения типа 2 Как правило, является наиболее практичным вариантом для трехфазных промышленных панелей, поскольку он предназначен для Установка на уровне распределения и для обработки Повторяющиеся переходные процессы.

В реальных промышленных панелях наиболее частой проблемой является не один экстремальный всплеск, а длинная серия меньших переходных процессов. Для этой пошлины обычно выбираются устройства типа 2, поскольку они предназначены для зажатия скачков, возникающих в шине панели, и защиты нескольких нисходящих цепей ответвления.

Почему Type 2 обычно лучше всего подходит для панели

Устройство Type 2, установленное на панели, может:

• защищать Несколько нагрузок Подключен ниже по течению от панели
  
• уменьшить нагрузку на Блоки управления, модули ввода/вывода ПЛК и приборы
  
• Помогите стабилизировать уровни переходного напряжения, которые вызывают неприятные срабатывания или сброс контроллера
  
• Предоставить практичный уровень защиты в MCC, распределительных панелях и станках
  

Практические заметки по установке, которые влияют на производительность

Для защиты на уровне панели выбор имеет значение, но расположение проводки часто имеет значение.

Размещение возле шин:
Панель SPD лучше всего работает, если она подключена как можно ближе к шине фазной и нейтральной/заземления. Длинная длина провода увеличивает падение индуктивного напряжения во время быстрого перенапряжения.

Короткие лиды:
Чем короче и прямее проводники, тем ниже эффективное сопротивление при всплеске. Избыточная длина проводника может значительно повысить пропускное напряжение, наблюдаемое оборудованием.

Качество заземления и склеивания:
Даже высокое качество защиты от перенапряжения будет работать плохо, если заземление и склеивание панели будут несовместимыми, ослабленными или проложенными по длинным траекториям.

Тип 2 также, как правило, легче координировать несколько панелей: одну в главной точке распределения, а затем дополнительные блоки на нисходящих подпанелях, подавая чувствительные нагрузки.

Когда тип 1 SPD становится лучшим выбором

A Устройство защиты от перенапряжения типа 1 становится лучшим выбором, когда точка установки находится на служебный вход или на объекте есть высокая экспозиция к всходующим скачкам. Это может происходить на заводах с воздушными линиями, проводниками с длительным обслуживанием, наружным оборудованием или частыми сменами коммунальных услуг.

Устройства типа 1 обычно используются, когда энергия накачивания, поступающая на строительную службу, выше и где необходима защита, прежде чем нижестоящая распределительная проводка распространяет прилив через объект.

Вход в сервисный вход и поступающая энергия всплеска

При входе в сервисные всплески могут быть выше по величине и энергии. Это место, где объект может хотеть самую надежную «первую линию» защиты.

Однако установка устройства типа 1 на сервисном входе не устраняет необходимость в устройствах типа 2 в распределительных панелях. Цель координация, не стратегию с одним устройством.

Координация с типом 2

Распространенным промышленным подходом является:

• Тип 1 при служебном входе (входящий уровень защиты)
  
• Тип 2 на основных распределительных панелях и MCC (уровень защиты оборудования)
  

Это уменьшает напряжение всплеска в главной точке входа и еще больше ограничивает переходные процессы вблизи нагрузок.

Устройство типа 1, как правило, является лучшим выбором, когда:

• SPD устанавливается на входе в сервисный или главном месте отключения.
  
• На сайте есть воздушные линии снабжения или частые штормовые выдержки.
  
• Есть длительные сроки эксплуатации, питающие основной коммутатор
  
• На объекте повторяются неоднократные нарушения переключения коммунальных служб
  
• Вам нужен сильный слой восходящего потока до защиты дистрибутива ниже по течению
  

где подходит тип 3 

Устройства типа 3 предназначены в основном для защиты вблизи чувствительной электроники. В промышленных условиях они могут помочь защитить определенные конечные точки, такие как источники питания, стойки ПЛК или устройства связи.

они не заменяют Устройство защиты от перенапряжения Для установки электрической панели. Защита на уровне панели должна сначала решаться в точке распределения, потому что именно здесь всплески поступают и распространяются на несколько цепей.

Критерии выбора правого 3-фазного устройства защиты от перенапряжений

Это самый важный раздел, потому что «лучший» зависит от соответствия устройства с системой и ограничениями установки. равняется 3-фазное устройство защиты от перенапряжения Должны быть выбраны на основе топологии системы, режимов ожидаемого всплеска, рабочего цикла и ремонтопригодности.

Напряжение системы и топология (3-проводная или 4-проводная)

Начните с подтверждения конфигурации дистрибутива:

• 3-проводные системы (Нет нейтрального): обычно дельта-расположенность
  
• 4-проводные системы (с нейтральным): обычно WYE расположения
  

Это имеет значение, потому что SPD должен иметь возможность решать пути перенапряжения, присутствующие в системе.

Режимы перенапряжения, которые имеют значение в трехфазных панелях

В трехфазных панелях всплески не только появляются от фазы к земле. Общие режимы включают:

• Линия-строка (L–L) Всплески, особенно в трехпроводной дельта-системах
  
• Линия к земле (L–G) Всплески, распространенные в заземленных системах
  
• Линия к нейтраль (L-N) Всплеск четырехпроводных систем
  

Несоответствие между конфигурацией SPD и фактическими режимами всплеска может оставить оборудование открытыми даже при установке устройства.

Место установки: главная панель против подпанели

Там, где установлено устройство, меняется стресс, которое он видит:

• Главный вход в сервис: Более высокая входящий риск, больше скачков, связанных с коммунальными услугами
  
• Распределительная панель / MCC: Частые внутренние переключения двигателей и приводов
  
• Панель машины: Ближе к чувствительным элементам управления, но требуется ограниченное пространство и короткая проводка
  

Наилучший общий результат обычно достигается путем размещения защиты, в которой входят всплески и где концентрируются чувствительные нагрузки.

Выносливость при частых переключениях

Промышленные панели, питающие двигатели и ЧРП, часто имеют повторяющиеся переходные процессы. Устройство должно быть выбрано для долговечности в этой среде, а не только для редких экстремальных явлений.

Устройство, которое хорошо работает в легкой коммерческой обстановке, может не подходить для панели, которая целый день циклически выдает большие нагрузки.

Мониторинг и ремонтопригодность

В промышленных условиях ремонтопригодность имеет значение, поскольку защита может со временем ухудшиться.

К полезным характеристикам ремонтопригодности относятся:

• Очистить индикацию местного состояния
  
• Контакты удаленного состояния для аварийных сигналов (если в учреждении используется мониторинг)
  
• Практический подход к замене при техобслуживании
  

Физические ограничения проводки и длина провода

На производительность при всплескивания сильно влияет геометрия проводки:

• Длинные провода повышают напряжение пропускания
  
• Петли увеличивают индуктивную связь
  
• Маршрутизация вместе с шумными проводниками может снизить эффективность
  

Если компоновка панели заставляет длительные проходы проводника, «лучшее» устройство на бумаге может работать хуже, чем правильно установленный, хорошо расположенный блок.

Основные различия

Ниже приведено практическое сравнение, посвященное принятию решений в промышленной группе.

Особенность / Критерии	Устройство защиты от перенапряжения типа 1	Устройство защиты от перенапряжения типа 2	Лучше всего подходит для промышленных панелей (краткий ответ)
Типичная точка установки	Вход в сервис / расположение выше по течению	Распределительная панель / подпанель / MCC	Тип 2 для большинства установок на уровне панели
основная цель	Первая линия защиты от всходов	Практический зажим на шине панели для нисходящего цепи	Тип 2 для защиты нескольких цепей ответвления
Профиль экспози	Более высокая поступающая энергия	Высокая повторяемость переходных процессов	Тип 2 для повседневной промышленной коммутации
координационная роль	Восходящее слой для снижения стресса ниже по течению	Нижний слой рядом с нагрузками	Используйте оба, когда экспозиция высокая
Чувствительность	Все еще чувствительны к длине свинца, но часто устанавливаются на главную передачу	Очень чувствительны к длине провода из-за быстрых переходных процессов на уровне панели	Тип 2 требует тщательной короткой проводки
Лучший вариант использования	Сайты с высокой экспозицией, защита от входа в	Большинство промышленных дистрибьюторов	Тип 2 обычно является основным выбором

В этой таблице показано, почему устройство типа 2, как правило, является выбором по умолчанию для промышленных панелей, а тип 1 становится предпочтительным вариантом при обслуживании или в условиях высокой экспозиции.

Лучшие практики установки 

Качество установки может решить, работает ли устройство защиты от перенапряжения, как ожидалось. Хорошо подобранное устройство с плохой проводкой может позволить более высокому переходному напряжению достигать оборудования.

Делайте дирижеры короткими и прямыми

Короткие проводники уменьшают повышение индуктивного напряжения во время быстрых перенапряжений. В практической форме:

• Избегайте дополнительных провисаний или длинных путей маршрутизации
  
• Используйте ближайшие практичные точки соединения
  
• Обеспечьте физическую близость фазы и возврата путей
  

Избегайте петли и ненужных изгибов

Большие петли ведут себя как индукторы и повышают эффективное сопротивление при быстрых переходных процессах. Плотная, чистая маршрутизация помогает устройству зажимной струи быстро и ниже.

Связывание и целостность заземления

Панель SPD зависит от низкоимпедансного пути к опорной точке (земля/нейтральная в зависимости от конструкции системы). Ослабленные выступы, краска под точками сцепления или длинные перемычки снижают производительность.

Правильная точка подключения

Подсоединяйте как можно ближе к шине панели и заземлению/нейтральным стержням, а не в дальнем конце проводки ответвления.

Координация с защитой выше и ниже по течению

Промышленные объекты часто выигрывают от поэтапной защиты. Защита восходящего потока снижает входящий стресс, а нисходящая защита ограничивает локальные переходные процессы вблизи критических нагрузок.

Лучшие практики установки на уровне панели включают в себя:

• Монтаж SPD вблизи точек подключения фазной шины
  
• Держите лиды короткими, прямыми и плотно проложенными
  
• Избегайте маршрутизации проводников SPD вместе с высокими шумовыми кабелями
  
• Обеспечить твердую связь и правильную практику крутящего момента
  
• Координируйте основные и нисходящие SPD для многоуровневой защиты
  

Распространенные ошибки, снижающие производительность SPD

Многие «отказы SPD» на промышленных объектах вызваны не дефектными устройствами, а выбором установки, повышающими пропускное напряжение или нагрузку на устройство без необходимости.

Установка слишком далеко от автобуса

Расстояние добавляет импеданс. Если SPD установлен далеко и подключен к длинным проводникам, напряжение в шине может оставаться высоким, даже если SPD работает.

Длинные провода и большие петли

Длинные проводники и петли действуют как индукторы и противостоят быстрому изменению тока. Это может привести к тому, что на клеммах оборудования появятся более высокие напряжения.

полагаться только на одно устройство для всего объекта

Одно устройство на входе в сервисный вход может не защищать отдаленные подпанели или чувствительные нагрузки. Внутренние скачки переключения все еще могут происходить глубоко внутри объекта.

Игнорирование качества заземления

Если заземление и сцепление несовместимы, SPD может не эффективно зажимать или создавать непредвиденные сдвиги, которые все еще напряжены в электронике.

Неправильный выбор типа местоположения

Использование неправильного типа устройства для точки установки может снизить эффективность. Среда воздействия на вход в сервис и переключение на уровне распределения — это разные профили стресса.

Распространенные ошибки, снижающие производительность, включают:

• Монтаж SPD далеко от точек подключения шины панели
  
• Использование длинных, неплотно проложенных проводников с ненужным провисанием
  
• Предполагая, что один SPD защищает каждую подпанель и панель машины в равной степени
  
• Невероятно, что заземляем и склеиваем качество пути внутри панели
  
• Выбор типа устройства, не совпадающего с местом установки
  

Заключение

Для большинства трехфазных промышленных панелей Устройство защиты от перенапряжения типа 2 Установленный на панели, как правило, лучший практический выбор. равняется Тип 1 Единица наиболее уместна в служебный вход При входящих всплеск экспозиции высокая, часто согласовывается с защитой типа 2 ниже по течению. В реальных промышленных условиях, Качество установки и расположение проводов часто важнее, чем завышение размера устройства.

Вопросы и ответы