На этой странице
A защита от напряжения отключает нагрузку, когда измеренное напряжение питания остается выше или ниже настроенных пределов. А сетевой фильтр, точнее устройство защиты от импульсных перенапряжений (SPD), ограничивает кратковременные переходные перенапряжения путем отвода импульсного тока по заданному пути защиты.
Они решают разные задачи:
- Выберите защита от напряжения для длительного или повторяющегося перенапряжения и пониженного напряжения.
- Выберите СПД для коротких переходных процессов, связанных с воздействием молнии, коммутацией или аналогичными импульсными помехами.
- Используйте оба когда электроустановка подвержена воздействию обоих типов помех.
- Выберите регулятор, ИБП или другое решение если нагрузка должна продолжать работу при колебаниях напряжения или отключении питания.
Ни одно из устройств не является универсально “лучшим”. Правильный выбор зависит от того, что происходит с напряжением, как долго сохраняется это состояние и требуется ли отключить нагрузку или ограничить переходный процесс.
Примечание к области применения: В этой статье под “защитой от перенапряжения” понимается автоматический защитный прибор от повышенного и пониженного напряжения или реле контроля напряжения, которое инициирует отключение. Некоторые продавцы используют этот же термин для регуляторов напряжения, сетевых фильтров или многофункциональных устройств, поэтому всегда необходимо проверять фактическую функцию по техническому паспорту.
Реле контроля напряжения против устройства защиты от импульсных перенапряжений: сравнительная таблица
| Точка принятия решения | Реле контроля напряжения | Устройство защиты от импульсных перенапряжений / SPD |
|---|---|---|
| Основной вид помех | Напряжение питания выходит за пределы допустимого диапазона перенапряжения или пониженного напряжения | Кратковременное импульсное перенапряжение |
| Защитное действие | Размыкает внутреннее коммутационное устройство или подает команду контактору на отключение нагрузки | Изменяет полное сопротивление и проводит импульсный ток, ограничивая напряжение на защищаемых проводниках |
| Нагрузка во время работы | Питание прервано | Питание, как правило, не прерывается преднамеренно в результате действия по ограничению скачков напряжения |
| Защита от низкого напряжения | Да, при наличии и настройке функции контроля пониженного напряжения | НЕТ |
| Защита от длительного повышенного напряжения | Да, в пределах заявленных возможностей устройства по контролю и коммутации | Не является целевой функцией SPD |
| Защита от переходных процессов, вызванных молнией или коммутацией | Не является заменой SPD | Основная функция при правильном выборе и установке SPD |
| Типовая роль при подключении | В цепи нагрузки или в цепи управления, которая приводит в действие коммутационное устройство | Обычно подключается параллельно между определенными проводниками или режимами защиты |
| Ключевое ограничение | Размыкает цепь, а не корректирует питание, и не предназначен для ограничения энергии импульса | Не регулирует напряжение, не повышает низкое напряжение, не обеспечивает резервное питание и не заменяет защиту от длительного перенапряжения |
Самое краткое надежное правило:
Напряжение вне допустимого диапазона, которое сохраняется → отключить его. Кратковременный скачок напряжения → ограничить его. Воздействие обоих факторов → скоординировать обе функции.
Ключевое различие заключается в длительности помехи и защитном действии
“Перенапряжение” — это широкое понятие, а не единичное электрическое событие. Два состояния могут превышать номинальное напряжение, но при этом требовать разной защиты.
A длительное аномальное напряжение питания сохраняется достаточно долго для того, чтобы устройство контроля определило, что параметры питания вышли за пределы допустимого диапазона. В случаях, когда отключение нагрузки является надлежащей защитной реакцией, повторное включение выполняется в соответствии с настроенной логикой восстановления устройства.
A временное перенапряжение (TOV) требует более детальной оценки электрической системы и не должен рассматриваться просто как другое название для обычного длительного отклонения параметров питания. Является ли устройство защиты от перенапряжения подходящим решением, зависит от амплитуды и длительности TOV, системы заземления, устойчивости оборудования, заявленных характеристик установленного SPD при TOV и применимых местных правил монтажа. Поэтому не следует полагать, что универсальное устройство защиты от перенапряжения способно самостоятельно решить любой сценарий TOV.
A переходное перенапряжение — это кратковременное событие, вызванное такими воздействиями, как молния или коммутационные процессы. Необходимое действие заключается в ограничении воздействия напряжения при обеспечении пути для импульсного тока. Стандарт IEC 61643-11 описывает AC низковольтные SPD как устройства, содержащие по крайней мере один нелинейный компонент и предназначенные для ограничения импульсных напряжений и отвода импульсных токов.
Это различие также объясняет, почему только лишь низкое значение напряжения не позволяет подобрать правильное устройство. Для определения того, является ли проблема постоянным состоянием питания, переходным процессом, прерыванием или иным нарушением, может потребоваться измерение качества электроэнергии, журнал событий, сигнал тревоги оборудования или исследование источника.
Как реагирует устройство защиты от перенапряжения?
Устройство защиты от перенапряжения обычно выполняет последовательность мониторинга и отключения:
- Оно измеряет соответствующее напряжение питания.
- Оно сравнивает измеренное значение с настроенными порогами перенапряжения и пониженного напряжения.
- При выполнении условия срабатывания его выход меняет состояние.
- Нагрузка отключается напрямую или через контактор, в зависимости от конструкции устройства.
- Повторное включение происходит в соответствии с порогом восстановления, гистерезисом и логикой задержки устройства.
Точные пороговые значения, характеристики задержки, номинальные параметры контактов и метод сброса зависят от конкретного изделия. Трехфазное реле контроля может также отслеживать обрыв фазы, чередование фаз или асимметрию, однако не следует полагать, что эти функции присутствуют в каждом устройстве защиты по напряжению.
Суть заключается в том, что устройство отключает небезопасное питание от нагрузки. Как правило, оно не поддерживает на выходе постоянное напряжение.
Как реагирует устройство защиты от перенапряжений (SPD)?
A устройство защиты от перенапряжения обычно остается в режиме ожидания с высоким импедансом при допустимом напряжении в электрической системе. Когда переходный процесс вызывает повышение напряжения на защищаемом участке, нелинейный компонент меняет состояние и обеспечивает путь с более низким импедансом для тока перенапряжения. Это ограничивает переходное напряжение, достигающее подключенного оборудования.
Ток не всегда проходит просто “на землю”. В зависимости от электрической системы и топологии SPD, защищаемые режимы могут включать комбинации «фаза-нейтраль», «фаза-защитное заземление», «нейтраль-защитное заземление», «фаза-фаза» или комбинации проводников DC. Заземление, уравнивание потенциалов, прокладка проводников, режим защиты и место установки — все это влияет на результат.
Таким образом, SPD является устройством ограничения переходных процессов, а не стабилизатором напряжения и не общим отсекателем высокого напряжения. Schneider Electric также заявляет, что устройства защиты от перенапряжений не предназначены для защиты от временных перенапряжений ниже их максимального длительного рабочего напряжения.
Может ли устройство защиты от перенапряжений заменить реле контроля напряжения?
Нет. Стандартный SPD не обеспечивает основные функции, необходимые для защиты от длительного повышенного/пониженного напряжения:
- Он не повышает низкое напряжение.
- Он обычно не размыкает цепь нагрузки, поскольку напряжение питания остается ниже заданного предела.
- Он не предназначен для непрерывного поглощения или отвода энергии при длительном аномальном состоянии питания.
- Его номинал Uc или MCOV — это предел непрерывной работы, используемый при выборе SPD, а не регулируемый пользователем порог срабатывания по перенапряжению для отключения нагрузки.
Это прямой ответ на распространенный вопрос, “Защищают ли устройства защиты от скачков напряжения от низкого напряжения?” Нет, не защищают. Если пониженное напряжение должно приводить к отключению, системе требуется мониторинг пониженного напряжения и соответствующие средства отключения. Если работа должна продолжаться, вместо этого может потребоваться регулирование или поддержка за счет накопленной энергии.
Может ли реле напряжения заменить SPD?
Нет. Реле напряжения предназначено для оценки параметров питания относительно порогов мониторинга и последующего отключения нагрузки. Это не то же самое, что ограничение короткого переходного процесса на клеммах оборудования.
Даже если реле напряжения включает функцию срабатывания по перенапряжению, эта маркировка не доказывает, что оно прошло испытания как SPD. Защита от скачков напряжения требует заявленных характеристик переходных процессов и соответствующей базы испытаний. Для AC низковольтных SPD соответствующие пункты маркировки и технического паспорта могут включать тип SPD, Uc или MCOV, Up, In, Imax или Iimp, режимы защиты и координацию при коротком замыкании.
Таким образом, защита от перенапряжения не является автоматически тем же самым, что и защита от скачков напряжения. Защита от перенапряжений — это специализированное решение для борьбы с переходными перенапряжениями; устройство защиты по напряжению работает с другой частью спектра помех по напряжению.
Какое устройство вам нужно?
Используйте наблюдаемую проблему, а не название продукта, в качестве отправной точки для выбора.
| Наблюдаемая потребность | Соответствующее направление | Почему |
|---|---|---|
| Напряжение остается слишком высоким или слишком низким, и оборудование должно отключиться | Реле контроля напряжения | Мониторинг пороговых значений и отключение соответствуют требуемой реакции |
| Воздействие грозовых или коммутационных переходных процессов | СПД | Требованием является ограничение переходных напряжений и отвод импульсных токов |
| Нестабильное электропитание в сочетании с вероятным воздействием переходных процессов | Полная защита от воды, уплотнительные прокладки | Каждое устройство охватывает свой класс помех |
| Оборудование должно оставаться под напряжением при умеренных колебаниях напряжения | Регулятор напряжения / AVR | Требуется регулирование, а не отключение |
| Оборудование должно продолжать работу во время перерыва в электроснабжении | ИБП или другая система резервного питания | Ни реле контроля напряжения, ни SPD не обеспечивают резервное питание |
| Основной задачей является защита от перегрузки, короткого замыкания или поражения электрическим током | Надлежащая защита от сверхтока или дифференциального тока | Проблема заключается не столько в величине напряжения или ограничении переходных процессов |
| Тип помехи неизвестен | Сначала выполните измерения или диагностику | Выбор изделия без определения характера события может оставить реальный вид неисправности без защиты |
Выбирайте реле контроля напряжения, когда
Выберите устройство защиты по напряжению, если верны все три утверждения:
- Важной переменной является измеренное напряжение питания.
- Недопустимое состояние сохраняется достаточно долго для срабатывания логики отключения устройства.
- Отключение нагрузки является желаемой безопасной реакцией.
Затем проверьте номинальное напряжение, однофазную или трехфазную конфигурацию, пороги превышения/понижения напряжения, гистерезис, логику задержки и сброса, коммутационную способность контактов или управляемого контактора, а также любые требуемые функции контроля фаз.
Выберите SPD, когда
Выберите SPD, если проект требует ограничения переходных перенапряжений в цепях AC, DC, PV, силовых или сигнальных цепях. Выбор зависит от применимого стандарта и условий установки, а не от одного указанного значения kA.
Для SPD в цепях питания AC проверьте напряжение системы и схему заземления, точку установки, тип SPD, Uc или MCOV, уровень защиты по напряжению, заявленные номиналы разрядного тока, режимы защиты, резервную защиту и доступные условия короткого замыкания. Руководство VIOX по чтение технического паспорта SPD подробно объясняет эти параметры.
Когда следует использовать устройство защиты от перенапряжения и SPD вместе?
Используйте оба устройства, когда оценка рисков выявляет как нестабильное напряжение питания, так и воздействие переходных процессов. На объекте, например, могут происходить повторяющиеся скачки напряжения, при наличии внешних фидеров, воздействии молнии, индуктивных коммутаций или чувствительных электронных систем управления.
В такой конфигурации устройства остаются функционально независимыми:
- SPD ограничивает переходное напряжение между подключенными к нему проводниками.
- Устройство защиты по напряжению контролирует напряжение питания и инициирует отключение нагрузки, когда этого требуют его настройки.
- Автоматический выключатель или плавкий предохранитель обеспечивает необходимую функцию защиты от сверхтока и короткого замыкания.
- Заземление и уравнивание потенциалов обеспечивают системную привязку и пути протекания тока, требуемые проектом.
“Использовать оба” не означает создание универсального порядка монтажа. Топология устройства, система заземления, вышестоящая защита, прокладка проводников, расположение контакторов, местные нормы и инструкции производителя определяют окончательный проект. Квалифицированный специалист-электрик должен согласовать эти элементы для конкретной установки.
Устройство защиты от перенапряжения или регулятор напряжения: не путайте отключение с коррекцией
В некоторых результатах поиска термины “устройство защиты от перенапряжения”, “регулятор напряжения” и “стабилизатор” используются как взаимозаменяемые. Это не обязательно один и тот же продукт.
- A защита от напряжения определяет, является ли измеренное напряжение допустимым, и выполняет отключение при срабатывании логики защиты.
- A регулятор напряжения или AVR изменяет соотношение входного и выходного напряжения для поддержания выходного напряжения в пределах своих регулировочных возможностей.
- A UPS обеспечивает накопленную энергию во время перерыва в электроснабжении, а также может включать функции регулирования или защиты от скачков напряжения.
- An СПД ограничивает переходное перенапряжение.
Многофункциональное изделие может сочетать в себе более одной функции, однако каждая функция должна быть подтверждена на основе номинальных параметров, стандарта испытаний, электрической схемы и заявленных эксплуатационных характеристик. Наличие слова “защита” на корпусе не является доказательством того, что устройство выполняет все четыре функции.
Правило окончательного выбора
Выбор между реле контроля напряжения и устройством защиты от импульсных перенапряжений становится очевидным, если сначала определить тип помехи:
- Длительное повышенное или пониженное напряжение питания + необходимость отключения: реле контроля напряжения.
- Кратковременное переходное перенапряжение + необходимость ограничения напряжения: SPD.
- Оба класса помех являются вероятными: согласуйте оба.
- Требуется непрерывная коррекция или резервное питание: выберите регулятор, ИБП или специализированное решение по обеспечению качества электроэнергии.
После определения SPD как требуемой категории продукции, сравните линейкой устройств защиты от перенапряжений VIOX по системному напряжению, применению, типу SPD, режиму защиты и заявленным номинальным характеристикам.