Модуль защиты от перенапряжения (МЗПН)

Предназначен для защиты электронных устройств от коммутационных помех, остаточных бросков напряжений, защита от дифференциальных перенапряжений и как вторая ступень защиты при ударе молний. Устанавливается на входе шкафов управления, коммутационных стоек, устройств сбора информации.

Технические характеристики:

• Защищаемые напряжения, В: 5, 12, 24, 36, 230, 280
• Предельный ток (8/20 us), кА: 10
• Количество ступеней защиты: 3
• Типовое время срабатывания, мс: 100
• Класс защиты по IEC 61643-21: D1
• Размеры (Ш х Д х В), мм: 6 х 91 х 63.2

Сравнительные характеристики аналогичных устройств

Решаемая проблема

В последнее время стал очень актуальным вопрос об отрицательном влиянии на электрооборудование кратковременных перенапряжений, возникающих в коммуникационных сетях. Источниками этих перенапряжений обычно являются грозовые разряды и промышленные (коммутационные) помехи. Статистика показывает, что случаи повреждения слаботочной электронной техники из-за выбросов напряжения удваиваются каждые 3-4 года. Воздействие перенапряжений может привести к повреждению оборудования и сбоям в его работе. Зарубежный и отечественный опыт показывает, что без применения специальных защитных устройств (ограничителей перенапряжения) невозможна надёжная эксплуатация современного электронного оборудования. Стоимость проведения минимально необходимых мер по защите в десятки и сотни раз меньше, чем возможный ущерб от выхода оборудования из строя и нарушения нормальной работы объекта.

Элементная база

В качестве элементной базы для защитных устройств, способных выдерживать большие значения импульсных токов и напряжений, в настоящее время используют искровые разрядники и оксидно-цинковые варисторы. Основные методики и правила их применения разработаны и описаны в различных международных и европейских стандартах еще в конце 80-х, начале 90-х годов. Отечественная нормативная база в этой области отстает и, к сожалению, представлена либо устаревшими документами, которые содержат в себе не соответствующие современным условиям требования, либо отдельными ведомственными документами, не связанными друг с другом и не рассматривающими вопросы защиты в полном объеме. Реальный же анализ проблемы показывает, что для ее решения необходим всесторонний и комплексный подход. Некоторые документы в данный момент находятся в стадии разработки и есть надежда, что они вскоре выйдут в свет. В их основу положены основные стандарты и рекомендации Международной Электротехнической Комиссии (МЭК).

Нормативная база применения модуля защиты от перенапряжения (МЗПН)

Современная классификация защитных устройств строится в соответствии с разработанной МЭК зоновой концепцией молниезащиты и защиты от перенапряжений, основные положения которых сформулированы в двух основных стандартах:

• IEC-61024-1 (1990-02): «Молниезащита строительных конструкций. Часть 1. Общие принципы»
• IEC-61312-1 (1995-05): «Защита от электромагнитных импульсов при ударе молнии. Часть 1. Общие принципы».

Основные классы защитных устройств и методики их испытаний приведены в стандарте:

• IEC-61643-1 (1998-02): «Устройства защиты от перенапряжений для низковольтных систем распределения электроэнергии. Часть 1. Требования к эксплуатационным характеристикам и методы испытаний».

Существуют также различные национальные стандарты, которые в целом дублируют требования стандартов МЭК, например германский стандарт E DIN VDE 0675 часть 6 (1989-11). Данными стандартами пользовались такие фирмы производители как: «PHOENIX CONTACT» и «ISKRA ZA&Scaron-CITE». В настоящее время они так же используют классификацию, предусмотренную стандартом IEC-61643-1.

Согласно приведенным выше документам, устройства защиты от перенапряжений, в зависимости от места установки и способности пропускать через себя различные импульсные токи, делятся на следующие классы: I, II, III (согласно стандарта IEC-61643-1 (1998-02) или B, C, D (согласно стандарта E DIN VDE 0675-6 (1989-11) и A1:1996-03/A2:1196-10). Основные требования к ограничителям перенапряжения разных классов приведены в таблице 1.

Применение ограничителей перенапряжения.

При защите промышленных коммуникационных объектов в основном используются устройства ОПН ведущих фирм производителей: WeidMuller, DataForce, Phoenix Contact, Wago, а также российские аналоги.
Для примера рассмотрим доступную информацию от немецких производителей.

Защитные клеммы Weidmuller MCZ sp характеризуются высоким уровнем защиты, используя для этого компактное место в 6 мм. Пружинные контакты и непосредственное «заземление» через клеммный контакт экономят время на установку. Клеммы MCZ sp подходят для установки в узких местах в автоматизированных процессах, промышленных и строительных сервисных системах.

Трехступенчатая защита обеспечивается использованием газоразрядников, варисторов, супрессоров и разделительных трансформаторов. Защитные свойства варисторов и супрессоров доступны в широком диапазоне. Диапазон защиты клемм MCZ sp: 24, 48, 115 и 230 В. Типовое время срабатывания трехступенчатой защиты - 100 пс. Клемма защелкивается на заземленную TS 35 рейку. Гарантированная защита до 10 кА (8/20 us) осуществляется через клемму PE при надежном заземлении TS 35 рейки.