Значение DC spd

Значение УЗИ постоянного тока

УЗИ постоянного тока, полное название Устройство защиты от перенапряжений постоянного тока, представляет собой защитное устройство, разработанное специально для систем питания постоянного тока для защиты от переходных перенапряжений (скачков напряжения), вызванных ударами молнии, операциями коммутации или другими электрическими помехами. Если эти скачки напряжения не контролируются, они могут повредить чувствительные электронные устройства в системе постоянного тока и даже привести к сбоям в системе.

Устройство защиты от перенапряжений постоянного тока предназначено для защиты систем и оборудования с питанием постоянного тока от внезапных скачков или перенапряжений. УЗИ постоянного тока подавляют или отводят скачки напряжения, предотвращая повреждение чувствительных электронных компонентов, сбои в системе и даже потерю данных.

Соображения по устройствам защиты от перенапряжений постоянного тока в установках PV

Внутриоблачные и межоблачные молнии с магнитудой 100 кА могут создавать связанные магнитные поля, которые вызывают переходные токи в кабелях постоянного тока системы PV. Эти переходные напряжения возникают на клеммах оборудования и вызывают важные повреждения изоляции и диэлектрические повреждения компонентов.

Эти генерируемые и неполные токи молнии смягчаются путем размещения УЗИ в определенных местах. УЗИ подключается к земле параллельно с электрифицированными проводами. Когда возникает перенапряжение, оно переключается с устройства с высоким импедансом на устройство с низким импедансом. УЗИ разряжает связанный переходный ток в этой конструкции, уменьшая перенапряжение, которое в противном случае существовало бы на клеммах оборудования.

Это параллельное устройство несет ток холостого хода. Выбранное вами УЗИ должно быть спроектировано, рассчитано и одобрено, особенно с напряжениями PV постоянного тока. Встроенное отключение УЗИ должно быть способно прерывать более сильную дугу постоянного тока, которая отсутствует в приложениях переменного тока.

В больших коммерческих и коммунальных системах PV, работающих при максимальном напряжении холостого хода 600 или 1000 В постоянного тока, подключение модулей MOV в конфигурации Y является популярной настройкой УЗИ.

Модуль MOV подключен к каждому полюсу и земле на каждой ноге Y. Существует два модуля между каждым полюсом и обоими полюсами и основанием в незаземленной системе. Поскольку каждый модуль рассчитан на половину напряжения системы в этой конфигурации, модули MOV не превышают свое номинальное значение, даже если происходит отказ от полюса к земле.

Функция устройства защиты от перенапряжений постоянного тока

Основная функция УЗИ постоянного тока заключается в поглощении и высвобождении этих внезапных высоковольтных скачков, ограничении амплитуды перенапряжения и защите устройств, подключенных к источнику питания постоянного тока, от повреждений. Они обычно устанавливаются в ключевых узлах в системах питания постоянного тока, таких как сторона постоянного тока фотоэлектрических систем выработки электроэнергии, вход питания базовых станций связи или выходной конец постоянного тока зарядных свай для электромобилей, чтобы обеспечить стабильную работу системы.

По сравнению с устройствами защиты от перенапряжений для переменного тока (УЗИ переменного тока), УЗИ постоянного тока должны решать уникальные проблемы постоянного тока, такие как непрерывные однонаправленные токи и потенциально высокие уровни напряжения. Поэтому УЗИ постоянного тока разработаны со специальными компонентами и технологиями для удовлетворения потребностей среды постоянного тока.

Принцип работы

Правильный выбор, установка и обслуживание устройств защиты от перенапряжений постоянного тока необходимы для обеспечения эффективной защиты от скачков напряжения в системах постоянного тока. Эффективность работы УЗИ постоянного тока варьируется в зависимости от таких факторов, как рейтинг скачка, напряжение зажима, время отклика и конкретное применение.

Вы можете разбить работу устройства защиты от перенапряжений постоянного тока следующим образом:

- Обнаружение скачка напряжения

Устройство защиты от перенапряжений постоянного тока обнаружит скачок напряжения, превышающий его номинальное значение, в системе постоянного тока. Это устройство обычно контролирует уровень напряжения, используя специальную схему для обнаружения скачка.

- Зажим напряжения

Устройства защиты от перенапряжений постоянного тока используют такие компоненты, как металлооксидные варисторы (MOV) или газоразрядные трубки (GDT), для достижения зажима напряжения. Эти компоненты демонстрируют высокое сопротивление напряжению в нормальных пределах, обеспечивая нормальный поток электрического тока. Тем не менее, скачок напряжения за порогом значительно снижает сопротивление компонента, создавая путь с низким импедансом для тока скачка. Порог, за которым напряжение считается скачком, называется напряжением зажима или пропускным напряжением.

- Поглощение энергии

Основные компоненты устройства защиты от перенапряжений поглощают избыточную энергию, когда скачок напряжения отводится через устройство. Конструкция металлооксидных варисторов (MOV) такова, что они разрушаются при высоких напряжениях, рассеивая скачок в виде тепла.

В цепи постоянного тока защита от перенапряжений находится в состоянии высокого сопротивления и не работает при нормальном напряжении (Un). Когда он обнаруживает, что напряжение скачка превышает номинальное напряжение (Uc), само УЗИ быстро снижает собственное сопротивление и проводит (в течение 25 наносекунд), высвобождает ток скачка, снижает напряжение до безопасного состояния, а затем возвращается в состояние высокого сопротивления, завершая защиту для электрического оборудования в цепи.

Основные характеристики устройства защиты от перенапряжений постоянного тока

- Высокая скорость отклика: способно реагировать на скачки напряжения в наносекундах и быстро активировать механизмы защиты.

- Высокая способность поглощения энергии: способно выдерживать и рассеивать большие объемы энергии скачка, защищая оборудование.

- Стабильный уровень защиты от напряжения: обеспечение того, чтобы во время событий скачка напряжение системы не превышало безопасный рабочий диапазон оборудования.

Установив устройство защиты от перенапряжений постоянного тока, можно значительно повысить надежность и безопасность системы постоянного тока, продлить срок службы оборудования и снизить затраты на техническое обслуживание и замену, вызванные скачками напряжения. В различных областях, таких как фотоэлектрическая выработка электроэнергии, связь, транспорт и т. д., устройство защиты от перенапряжений постоянного тока стало незаменимым защитным компонентом.

Как установить устройство защиты от перенапряжений постоянного тока

- Расположите SDP как можно ближе к защищаемой панели.

- Чтобы уменьшить длину соединительных проводов от клемм устройства защиты от перенапряжений к автоматическому выключателю следующей панели, просверлите и пробейте отверстие в корпусе устройства защиты от перенапряжений в чрезвычайно высоком месте (или плавких предохранителях).

- По возможности используйте соединение с короткой резьбой с проводами, идущими к первому выключателю в верхней части панели. Это гарантирует, что все нагрузки, подключенные к панели, будут адекватно защищены.

- Подключите УЗИ к панели выключателя с помощью многожильного провода AWG #10 или больше (легко доступного и простого в установке). При проводке избегайте резких изгибов и чрезмерной длины. Наиболее успешные установки обычно не самые эстетичные. Наиболее эффективные встречи короткие и прямые.

- УЗИ следует подключать к правильно рассчитанному автоматическому выключателю, а не к основным клеммам панели. Плавкий разъединитель следует использовать для связи с линиями и облегчения обслуживания УЗИ, если автоматические выключатели недоступны или непрактичны.

Сравнение УЗИ постоянного тока с УЗИ переменного тока

Основное различие между устройствами защиты от перенапряжений постоянного и переменного тока основано на используемой системе питания. Таким образом, между ними существуют небольшие отклонения, касающиеся номинальных напряжений, возможностей обработки скачков напряжения, времени отклика и стандартов.

Следующие утверждения подчеркивают некоторые сходства и различия между устройствами защиты от перенапряжений постоянного и переменного тока (УЗИ):

- Обработка частоты

Устройство защиты от перенапряжений, используемое в системах постоянного тока, не имеет спецификаций частоты благодаря постоянству напряжения постоянного тока. С другой стороны, те, что в системах переменного тока, имеют разные потребности в частоте, требующие различной обработки.

- Чувствительность к полярности

Устройства защиты от перенапряжений в системах постоянного тока чувствительны к полярности, требуя установки с правильным выравниванием клемм. Из-за постоянно меняющегося направления напряжения в системах переменного тока они не имеют конкретных обозначений клемм.

- Обнаружение и зажим скачков напряжения

В зависимости от конструкции системы, как УЗИ постоянного, так и переменного тока будут противодействовать скачкам напряжения, поглощая или отводя их до безопасного уровня. Однако различные характеристики напряжения могут привести к изменению механизмов, применяемых при обнаружении и зажиме.

Типы УЗИ постоянного тока

Классифицировано по уровню напряжения

В соответствии с уровнем напряжения системы постоянного тока устройство защиты от перенапряжений постоянного тока можно разделить на следующие категории:

- Низковольтное УЗИ постоянного тока: подходит для низковольтных систем постоянного тока, обычно с диапазоном напряжений ниже 48 В, обычно встречается в коммуникационном оборудовании, небольших фотоэлектрических системах или низковольтных системах распределения постоянного тока.

- УЗИ постоянного тока среднего напряжения: подходит для систем постоянного тока среднего напряжения, с диапазоном напряжений, как правило, от 48 В до 1000 В, широко используется на стороне постоянного тока фотоэлектрических систем выработки электроэнергии, зарядных станциях для электромобилей и других сценариях.

- Высоковольтное УЗИ постоянного тока: подходит для высоковольтных систем постоянного тока, с диапазоном напряжений выше 1000 В, в основном используется в крупномасштабных фотоэлектрических электростанциях, системах передачи постоянного тока высокого напряжения и т. д.

Основные параметры УЗИ постоянного тока

Параметры устройства защиты от перенапряжений постоянного тока определяют его производительность и пригодность в конкретной системе постоянного тока от скачков напряжения. Поэтому тщательное рассмотрение этих параметров и предполагаемой системы для использования жизненно важно для эффективного соответствия.

Основные параметры, предоставляемые для устройств защиты от перенапряжений постоянного тока, включают:

- Ток утечки: Когда устройство защиты от перенапряжений постоянного тока работает нормально, ток утечки описывает минимальный ток, протекающий через него. Предпочтителен низкий ток утечки, так как это приводит к снижению рассеивания тепла и потере мощности.

- Максимальное непрерывное рабочее напряжение: Определяет напряжение постоянного тока, за которым активируется устройство защиты от перенапряжений, в зависимости от номинального напряжения системы.

- Номинальный ток разряда: Описывает наибольшее значение тока, которое устройство защиты от перенапряжений постоянного тока может разрядить при возникновении скачка напряжения.

- Диапазон рабочих температур: Определяет температуры, в которых устройство защиты от перенапряжений постоянного тока может работать оптимально. Этот параметр зависит от конкретного применения, особенно если система постоянного тока, нуждающаяся в защите, работает в экстремальных температурных условиях.

- Уровень защиты от напряжения: Представляет максимальное напряжение на клеммах активированного устройства защиты от перенапряжений постоянного тока. Это достигается, когда ток, проходящий через устройство защиты от перенапряжений, соответствует току номинального разряда.

Сценарии применения устройства защиты от перенапряжений постоянного тока

Устройство защиты от перенапряжений постоянного тока делится на два типа:

- Один используется в низковольтном постоянном токе для защиты коммуникационных модулей, мониторинга и т. д.

- Другой используется в фотоэлектрике для защиты фотоэлектрических систем, накопления энергии и т. д.

Фотоэлектрическая система выработки электроэнергии

- Защита стороны постоянного тока PV: устанавливается между PV-цепочкой и инвертором для защиты PV-модулей и инверторов от повреждений, вызванных ударами молнии или операциями коммутации.

- Защита стороны переменного тока PV: устанавливается на выходном конце инвертора для защиты оборудования стороны переменного тока.

Базовая станция связи

- Защита системы питания: защищает оборудование питания постоянного тока базовых станций связи, такое как аккумуляторные батареи и выпрямители.

- Защита сигнальной системы: защищает линии сигналов связи, чтобы предотвратить помехи или повреждение коммуникационного оборудования скачками напряжения.

Зарядные устройства для электромобилей

- Защита зарядной сваи: устанавливается на выходном конце постоянного тока зарядной сваи для защиты зарядной сваи и системы управления батареями электромобилей.

- Защита аккумуляторной батареи: используется на стороне постоянного тока аккумуляторных батарей электромобилей для предотвращения повреждения батарей скачками напряжения.

Система промышленного управления

- Защита ПЛК и датчиков: защищает устройства питания постоянного тока в системах промышленного управления, такие как ПЛК, датчики и т. д.

- Защита двигателя постоянного тока: используется для систем привода двигателя постоянного тока для предотвращения повреждения двигателей и приводов скачками напряжения.

В практических приложениях при выборе устройства защиты от перенапряжений постоянного тока учитывайте следующие факторы:

- Напряжение системы: выберите устройство защиты от перенапряжений постоянного тока, которое соответствует напряжению системы.

- Номинальный ток скачка: выберите соответствующий номинальный ток разряда (In) и максимальный ток разряда (Imax) в зависимости от уровня риска скачка в системе.

- Условия установки: учитывайте факторы окружающей среды, такие как температура, влажность и т. д., и выберите подходящий уровень защиты (рейтинг IP).

Преимущества использования УЗИ постоянного тока

Используя УЗИ постоянного тока, можно эффективно смягчить уязвимости систем с питанием постоянного тока к скачкам напряжения, способствуя защите оборудования, надежности системы и общей эксплуатационной безопасности.

Ниже обсуждается сводка преимуществ использования устройства защиты от перенапряжений постоянного тока:

- Защита оборудования: Это основное преимущество настройки вашей системы постоянного тока с устройством защиты от перенапряжений. Оно отводит или подавляет чрезмерные скачки напряжения, защищая оборудование от повреждений.

- Увеличенный срок службы оборудования: Предотвращение разрушительного воздействия скачков напряжения с помощью УЗИ постоянного тока позволяет оборудованию работать дольше. В противном случае незащищенное оборудование легко подвергается скачкам напряжения, что приводит к повреждению или ухудшению производительности.

- Обеспечение безопасности: Когда происходят события скачка, они представляют опасность для безопасности, особенно в промышленных условиях, использующих источники постоянного тока с высокой энергией. Поглощая или перенаправляя энергию скачка, эти устройства снижают вероятность электрических неисправностей, пожаров или других угроз безопасности.

- Надежность системы: Устройства защиты от перенапряжений способствуют повышению надежности системы постоянного тока в своей защитной роли. Они снижают риск выхода оборудования из строя, помогая поддерживать непрерывную работу и минимизировать сбои.

Можно ли использовать устройства защиты от перенапряжений для переменного тока для защиты цепей постоянного тока?

Некоторые люди могут захотеть использовать устройства защиты от перенапряжений для переменного тока для защиты систем питания постоянного тока. С профессиональной точки зрения, напряжение и ток переменного тока периодически меняются, 50 раз в секунду (50 Гц) или 60 раз в секунду (60 Гц). Когда ток меняется от положительного полупериода к отрицательному полупериоду, он проходит через «нулевую точку», в этот момент напряжение и ток будут «0», эффективно подавляя переходные токи естественным образом.

                        Однофазный сигнал переменного тока                                           Трехфазный сигнал переменного тока

Но постоянный ток этого не сделает, это односторонний непрерывный ток напряжения, нет варианта «нулевой точки», поэтому ток скачка не будет подавлен, вызывая устойчивое воздействие на оборудование. Если в это время для защиты линии постоянного тока используется защита от перенапряжений переменного тока, непрерывное сильное перенапряжение и ток скачка пробьют защиту от перенапряжений переменного тока, значительно сократят срок службы защиты от перенапряжений и вызовут пожар. Поэтому необходимо выбирать надежные устройства защиты от перенапряжений постоянного тока для защиты.

                                                                                   Сигнал постоянного тока

Тестирование устройства защиты от перенапряжений постоянного тока

Тестирование устройства защиты от перенапряжений постоянного тока проверяет его функциональность, гарантируя, что оно может эффективно обеспечивать защиту оборудования от скачков напряжения. При тестировании сравните результаты тестов с конкретными характеристиками отклика, которым должно соответствовать УЗИ.

Обычно используемые тесты включают:

- Тест сопротивления изоляции: Здесь вы отключаете УЗИ от источника постоянного тока и измеряете сопротивление между устройством и клеммами заземления. Это гарантирует отсутствие путей утечки или неисправностей.

- Тест падения напряжения: Этот тест гарантирует, что падение напряжения находится в указанных пределах. Вы подключаете устройство к источнику постоянного тока, прежде чем подать номинальное напряжение и измерить его.

- Тест на скачок напряжения: Здесь вы выполняете моделирование переходных скачков напряжения, применяя импульсы скачка к устройству защиты от перенапряжений. После этого изучите формы сигналов, сравнив их со спецификациями теста.

Некоторые заблуждения о защите от перенапряжений для постоянного тока.

1. Идея о том, что простая система постоянного тока требует только одноступенчатой защиты от перенапряжений для удовлетворения требований, неверна. Защита от перенапряжений является систематической, и разные этапы требуют разных устройств защиты от перенапряжений постоянного тока для многоуровневой защиты. Особенно для систем связи, чем точнее и чувствительнее оборудование, тем надежнее защита от перенапряжений ему требуется.

2. Неправильно устанавливать устройства защиты от перенапряжений постоянного тока вдали от устройств, если они заземлены. Устройства защиты от перенапряжений постоянного тока должны находиться рядом с защищаемым оборудованием. Если устройство защиты от перенапряжений постоянного тока находится слишком далеко от устройства, нуждающегося в защите, когда на него попадает скачок тока, устройство защиты от перенапряжений постоянного тока должно отреагировать в течение микросекунд, чтобы спасти электрооборудование. Если линия слишком длинная и все скачки тока попадают на устройство, прежде чем достигнут его, даже если устройство защиты от перенапряжений постоянного тока реагирует быстро, у него не будет времени для высвобождения скачка тока. Поэтому устройства защиты от перенапряжений постоянного тока должны обеспечивать «близкую защиту» для электрооборудования.

3. В системе постоянного тока, где напряжение остается стабильным без частых колебаний, как напряжение переменного тока, не означает, что риск скачков меньше, чем в системе переменного тока? Неверно – стабильное напряжение не равно отсутствию риска. В системе постоянного тока нет «нулевой точки» с точки зрения тока или напряжения, а скорее непрерывный поток, который может легко притягивать удары молнии, делая их более восприимчивыми по сравнению с системами переменного тока. Взяв солнечные панели в качестве примера – наружные устройства, такие как фотоэлектрические массивы, особенно подвержены ударам молнии из-за их большой площади поверхности и непрерывного потока электричества, который притягивает молнии, вызывая мощные скачки.

4. Неправильно иметь слабые требования к заземлению для низковольтных систем постоянного тока; вы не можете пропустить заземление или просто подключить их рядом с корпусом с некоторым расстоянием между ними. Важно правильно заземлить их, потому что заземление играет решающую роль в защите электрических устройств с использованием устройств защиты от перенапряжений постоянного тока. Прямое соединение с корпусами не обязательно означает надлежащее заземление; в некоторых корпусах могут отсутствовать соединения с землей или они могут казаться заземленными, но могут быть изолированы слоями краски, предотвращающими эффективное соединение с заземлением. Если в оборудовании произойдет небольшая утечка, приводящая к заряду корпуса, то во время прибытия скачков напряжения они приведут обратно через защитное устройство, вызывая пожар, делая устройство защиты от перенапряжений бесполезным. Поэтому необходимо, чтобы устройства защиты от перенапряжений постоянного тока были правильно заземлены

Заключение

Устройства защиты от перенапряжений постоянного тока, как «защитники безопасности» систем питания постоянного тока, играют решающую роль в современной защите питания. Будь то фотоэлектрические системы выработки электроэнергии, базовые станции связи или зарядные устройства для электромобилей, УЗИ постоянного тока может эффективно противостоять угрозам, вызванным скачками напряжения, обеспечивать стабильную работу оборудования, продлевать срок его службы и снижать затраты на техническое обслуживание.