Bảo vệ chống sét lan truyền cho PLC: Nguồn AC, 24 VDC, các đường I/O và mạng

Việc bảo vệ chống sét lan truyền cho PLC bắt đầu bằng cách xác định mọi đường dẫn điện đi qua ranh giới của tủ điều khiển hoặc vùng bảo vệ: nguồn AC đầu vào, nguồn 24 VDC, I/O kỹ thuật số và analog, truyền thông đồng, vỏ bọc cáp, ăng-ten và dây dẫn bảo vệ. Một thiết bị chống sét lan truyền (SPD) tại đầu vào tủ điện sẽ giới hạn các quá áp tạm thời trên đường nguồn đó; nó không tự động bảo vệ hệ thống dây dẫn hiện trường hoặc các cổng truyền thông.

Kết quả đúng không phải là một gói ba thiết bị phổ quát. Đó là thiết kế theo từng cổng, trong đó mỗi thiết bị bảo vệ phải tương thích với vận hành bình thường, giới hạn các chế độ quá áp liên quan ở mức phối hợp với thiết bị, có đường xả điện đáng tin cậy, và có thể được kiểm tra cũng như lập tài liệu sau khi lắp đặt.

Những điểm chính

• Vẽ ranh giới PLC trước khi chọn SPD. Bao gồm nguồn điện, I/O hiện trường, mạng đồng, vỏ bọc cáp, ăng-ten ngoài và mọi tham chiếu tiếp địa từ xa.
• Tách biệt khả năng miễn nhiễm của thiết bị với hiệu suất của SPD. IEC 61000-4-5 xác định phương pháp thử nghiệm khả năng miễn nhiễm xung đột biến có thể lặp lại; tiêu chuẩn sản phẩm IEC 61643 xác định các yêu cầu cho dòng SPD tương ứng. Cái này không thay thế cái kia.
• Coi nguồn điện AC, nguồn điện DC và mạng tín hiệu là các giao diện khác nhau. Chúng sử dụng các biến số lựa chọn khác nhau và có thể thuộc các phần khác nhau của bộ tiêu chuẩn IEC 61643.
• Không gán các giá trị chung cho mọi PLC. Điện áp vận hành cho phép, khả năng miễn nhiễm xung đột biến, cấp bảo vệ, dòng tải, băng thông và tiếp địa phụ thuộc vào loại PLC, bộ nguồn, mô-đun I/O, mạng và dự án cụ thể.
• Vận hành toàn bộ đường truyền. Một mã sản phẩm chính xác không thể bù đắp cho lối vào cáp không được bảo vệ, bộ bảo vệ tín hiệu không tương thích hoặc tuyến liên kết đẳng thế không hiệu quả.

Bắt đầu với ranh giới bảo vệ PLC

CPU của PLC chỉ là một phần tử bên trong hệ thống được bảo vệ. Bộ nguồn, các mô-đun I/O, I/O từ xa, cảm biến, bộ truyền động, giao diện người-máy, bộ chuyển mạch công nghiệp và các cổng giao tiếp của nó có thể kết nối với các môi trường điện khác nhau. Do đó, một xung quá áp có thể truyền đến hệ thống điều khiển mà không cần đi qua đầu vào AC của tủ điện.

Hãy tạo một bản vẽ ranh giới với tủ điện ở vị trí trung tâm. Thêm mọi cáp đi qua ranh giới đó và đánh dấu điểm cuối từ xa của nó. Một sợi cáp nối với bộ phát tín hiệu ngoài trời, tòa nhà thứ hai, trung tâm điều khiển động cơ hoặc một máy móc được nối đất riêng biệt cần được xem xét mức độ phơi nhiễm khác với một đoạn cáp nối ngắn bên trong.

Đối với mỗi đường dẫn, hãy đặt bốn câu hỏi:

1. Những điện áp, dòng điện, tần số và tín hiệu dữ liệu nào xuất hiện trong quá trình vận hành bình thường?
2. Những đường dẫn xung quá áp chế độ vi sai và chế độ chung nào có khả năng xảy ra tại ranh giới này?
3. Thông tin về khả năng miễn nhiễm hoặc chịu đựng nào được công bố cho thiết bị và cổng kết nối đó?
4. Dòng điện xung quá áp được chuyển hướng có thể quay trở lại đâu mà không tạo ra điện áp gây hại trên một giao diện khác?

Bản vẽ ranh giới mang tính khái niệm. Đây không phải là sơ đồ đấu nối chi tiết đến từng đầu nối và không thể thay thế các hướng dẫn cụ thể của thiết bị hoặc các bản vẽ điện của dự án.

Ma trận bảo vệ cổng PLC

Sử dụng ma trận này trước khi yêu cầu sản phẩm. Một hàng bị thiếu dữ liệu đầu vào là một quyết định kỹ thuật chưa được giải quyết, không phải là sự cho phép chọn thiết bị bảo vệ chỉ dựa trên điện áp danh định.

Đường biên	Các dữ liệu đầu vào cần thu thập	Khả năng tương thích trong vận hành bình thường	Bằng chứng về hiệu suất chống xung	Vị trí lắp đặt và kiểm tra
Nguồn cấp tủ điện AC	Điện áp danh định và điện áp làm việc liên tục tối đa, tần số, sơ đồ nối đất, các SPD phía nguồn, dòng sự cố khả dụng, thiết bị bảo vệ phía nguồn	Uc/MCOV, các chế độ bảo vệ, tần số, dòng điện rò hoặc đặc tính dòng điện tiếp theo khi có liên quan	Loại SPD/cấp thử nghiệm áp dụng, các công bố về Up và dòng điện xả trên cùng cơ sở thử nghiệm, hướng dẫn về ngắn mạch và bảo vệ dự phòng	Tại nút cấp nguồn xác định với hình học kết nối và liên kết được kiểm tra theo quy định của nhà sản xuất và quy tắc lắp đặt
Thanh cái nguồn 24 VDC	Dải điện áp vận hành đầy đủ, cực tính, cấu trúc nối đất hoặc cách ly, dòng điện nguồn, dòng điện tải, các nhánh bên ngoài	Uc, cực tính, dòng điện liên tục cho các đường dẫn nối tiếp, dòng điện rò, sụt áp và đặc tính khi có sự cố	Giới hạn điện áp được công bố và khả năng chịu dòng xung cho sản phẩm DC thực tế và các điều kiện nguồn	Tại ranh giới đang được bảo vệ; xác nhận điện áp thanh cái bình thường, cực tính, đặc tính tham chiếu so với PE và hoạt động của tải
I/O trường rời rạc	Loại đầu vào/đầu ra, điện áp danh định và điện áp tối đa, dòng điện kênh, dây dẫn chung/tham chiếu, chức năng an toàn	Uc, dòng điện liên tục, điện trở nối tiếp, dòng điện rò và khả năng tương thích kênh	Hiệu suất giới hạn được công bố theo chế độ và điều kiện thử nghiệm; bằng chứng miễn nhiễm cổng thiết bị	Tại ranh giới cáp hở, với mọi dây dẫn và đường dẫn tham chiếu được tính đến; sau đó kiểm tra chức năng của kênh
Vòng lặp 4–20 mA hoặc HART	Nguồn cấp vòng lặp, dòng tín hiệu tối đa, ngân sách điện áp bộ phát/tải, nối đất, độ chính xác và yêu cầu HART	Điện trở nối tiếp, dòng điện rò, sụt áp, điện dung và khả năng tương thích giao thức	Dữ liệu giới hạn chế độ vi sai/chế độ chung theo các thử nghiệm đã công bố	Tại các ranh giới trường và tủ điện đã chọn; xác minh dòng điện vòng, điện áp khả dụng và truyền thông sau khi lắp đặt
RS-485 hoặc fieldbus	Tiêu chuẩn tín hiệu, số lượng dây dẫn, điện áp vi sai/chế độ chung tối đa, cấu trúc liên kết, tốc độ truyền, cáp và lớp chắn	Uc, cân bằng cặp dây, điện dung, băng thông, điện trở nối tiếp và tiếp địa	Dữ liệu thử nghiệm SPD tín hiệu áp dụng cho cổng và các chế độ	Tại điểm giao cắt vùng bảo vệ; xác minh cực tính, đầu cuối, phân cực và truyền thông
Industrial Ethernet hoặc PoE	Loại và tốc độ Ethernet, lớp bọc, đầu nối, loại và công suất PoE, cấu trúc liên kết đường truyền, việc đi dây xuyên tòa nhà/khu vực	Tốc độ dữ liệu, suy hao chèn, suy hao phản hồi, điện áp/dòng điện PoE và chiến lược duy trì tính liên tục của lớp bọc	Giới hạn SPD mạng áp dụng và dữ liệu truyền dẫn	Tại ranh giới đầu vào đã xác định; xác minh tốc độ đã thương lượng, hoạt động của PoE khi được sử dụng và cách bố trí lớp bọc/tiếp địa
Cáp cấp nguồn ăng-ten đồng trục	Đầu nối, dải tần số, trở kháng, công suất phát và tiếp địa ăng-ten	Dải tần số, suy hao chèn, hiệu suất sóng đứng và độ khớp của đầu nối	Dữ liệu xung của thiết bị bảo vệ đồng trục dựa trên cơ sở thử nghiệm đã nêu	Tại điểm vào của cáp ăng-ten và ranh giới liên kết; xác minh hoạt động RF bằng các phương pháp phù hợp
Lớp chắn, PE và đường dẫn liên kết	Liên kết tủ điện, hệ thống tiếp địa từ xa, các đầu nối lớp chắn cáp, các đường dẫn kim loại song song	Các yêu cầu liên tục về bảo vệ và chức năng	Bằng chứng thiết kế về liên kết và chống sét/EMC của dự án	Kiểm tra toàn bộ đường dẫn dòng điện chuyển hướng và ghi lại bố trí thực tế sau khi lắp đặt

Ma trận này cố tình tránh các giá trị mặc định về kA, điện áp kẹp và kích thước dây dẫn. Những con số đó chỉ trở nên có ý nghĩa sau khi đã xác định được mạch điện, mức độ phơi nhiễm, cơ sở thử nghiệm, khả năng miễn nhiễm của thiết bị và khung lắp đặt áp dụng.

Bước 1: Xác nhận nhiễu là xung điện áp

Không phải mọi lỗi đặt lại PLC hoặc lỗi truyền thông đều do hiện tượng xung đột biến một chiều được đề cập trong tiêu chuẩn IEC 61000-4-5. Các khởi động từ, biến tần và các thiết bị đóng cắt khác cũng có thể tạo ra các quá độ nhanh điện, dao động lặp lại, nhiễu tần số vô tuyến dẫn, sụt áp, gián đoạn hoặc dòng điện chế độ chung. Điện áp bất thường kéo dài là một tình trạng khác nữa.

Sự khác biệt này làm thay đổi biện pháp khắc phục:

Bằng chứng hoặc triệu chứng	Hướng xử lý kỹ thuật
Sự kiện tương quan với việc tiếp xúc với sét hoặc xung đột biến đóng cắt xác định đi vào qua cáp	Xem xét bằng chứng thử nghiệm IEC 61000-4-5 và toàn bộ đường đi của xung đột biến
Lỗi lặp lại đồng bộ với hoạt động của khởi động từ hoặc cuộn dây điện từ	Điều tra việc triệt tiêu tại cuộn dây/tải, phân tách hệ thống dây dẫn và hiện tượng miễn nhiễm quá độ áp dụng
Lỗi truyền thông đồng bộ với hoạt động của VFD	Xem xét việc đi dây cáp, đấu nối vỏ bọc, liên kết đẳng thế, dòng điện chế độ chung và các hướng dẫn EMC của bộ truyền động trước khi chỉ định một SPD khác
Tình trạng quá áp kéo dài hoặc lỗi trung tính/đất	Hãy coi đó là vấn đề lỗi hoặc điện áp bất thường của hệ thống; SPD không phải là bộ ổn áp
Sụt áp hoặc gián đoạn trong quá trình khởi động tải	Điều tra trở kháng nguồn, khả năng chịu đựng và đặc tính chất lượng điện năng thay vì kỳ vọng SPD duy trì điện áp

IEC 61000-4-5 xác định một phương pháp chung để đánh giá thiết bị dựa trên các dạng sóng xung, cách thức ghép nối và mức kiểm tra được chỉ định. Nó không phân loại mọi nhiễu loạn trong tủ điện công nghiệp là xung đột biến và không đại diện cho thử nghiệm dòng sét trực tiếp.

Khi nhiễu loạn liên quan đến bộ truyền động, hãy giữ riêng biệt đầu vào, đầu ra điều chế độ rộng xung, các mạch điều khiển 24 VDC và các giao diện tín hiệu của nó. VIOX Hướng dẫn bảo vệ chống xung đột biến cho VFD sở hữu bản đánh giá dành riêng cho biến tần đó.

Bước 2: Thiết lập mục tiêu miễn nhiễm cho thiết bị

Đừng suy luận điện áp chấp nhận được của cổng PLC từ điện áp vận hành danh định của nó. Hãy lấy tài liệu chính xác về PLC, bộ nguồn, I/O, HMI, bộ chuyển mạch và cổng kết nối. Hãy tìm kiếm tiêu chuẩn sản phẩm được áp dụng, cổng đã kiểm tra, chế độ ghép nối, mức kiểm tra, trở kháng nguồn, tiêu chí hiệu suất và bất kỳ biện pháp bảo vệ bên ngoài nào được yêu cầu.

IEC 61131-2:2017 bao gồm các yêu cầu về chức năng và tương thích điện từ cùng các thử nghiệm xác minh liên quan cho PLC, bộ điều khiển tự động hóa lập trình được và các thiết bị ngoại vi liên quan. Phạm vi đó làm cho nó trở thành một điểm khởi đầu hữu ích, nhưng quyết định dự án vẫn phụ thuộc vào bản công bố sản phẩm chính xác. Một CPU, đầu vào nguồn 24 VDC, một kênh analog và một cổng Ethernet không nên được gán cho một giá trị chịu đựng giả định duy nhất.

Xây dựng sổ đăng ký miễn nhiễm:

ID thiết bị	Cổng chính xác	Các giới hạn điện bình thường	Thử nghiệm xung đột biến hoặc khả năng miễn nhiễm đã công bố	Tiêu chí hiệu suất	Bảo vệ bên ngoài theo yêu cầu của nhà sản xuất	Phiên bản tài liệu
PLC-01	Đầu vào nguồn CPU
IO-01	Nhóm đầu vào kỹ thuật số
AI-01	Kênh đầu vào tương tự
NET-01	Cổng mạng đồng
PSU-01	Đầu vào AC / đầu ra DC

Hiệu suất bảo vệ được công bố của SPD và bằng chứng về khả năng miễn nhiễm của thiết bị phải sử dụng các chế độ và điều kiện thử nghiệm tương thích trước khi có thể phối hợp với nhau. Một con số thấp được in dưới dạng sóng hoặc chế độ kết nối khác không phải là bằng chứng của sự bảo vệ.

Bước 3: Quyết định các chế độ bảo vệ cần thiết

Quá độ chế độ vi sai xuất hiện giữa các dây dẫn mang điện của một mạch điện, chẳng hạn như L–N, DC+–DC− hoặc hai dây của một cặp cân bằng. Quá độ chế độ chung xuất hiện giữa một hoặc nhiều dây dẫn mạch điện và một tham chiếu như PE, vỏ kim loại của tủ điện hoặc đất từ xa.

Các chế độ chính xác phụ thuộc vào cấu trúc liên kết mạch và mức độ phơi nhiễm. Chỉ bảo vệ hai dây mang điện có thể khiến đường dẫn chế độ chung không được giải quyết. Việc kết nối mọi mạch điện với PE thông qua thiết bị bảo vệ cũng có thể sai nếu nó làm gián đoạn cách điện, tạo ra dòng rò, xung đột với thiết kế an toàn nội tại hoặc làm thay đổi một hệ thống vốn được thiết kế cách ly với đất.

Ghi lại các quyết định này một cách rõ ràng:

• dây dẫn nào thuộc về mạch điện bình thường;
• mạch điện được nối đất, thả nổi, cách ly hay tham chiếu điện dung;
• thiết bị từ xa được liên kết tại đâu;
• lớp chắn nào được liên kết tại một đầu, cả hai đầu hoặc thông qua một mạng lưới cụ thể của dự án;
• thiết bị bảo vệ được chọn bao phủ các tổ hợp chế độ vi sai và chế độ chung nào;
• thiết bị bảo vệ có làm thay đổi việc giám sát cách điện, an toàn chức năng, độ chính xác đo lường hay chất lượng truyền thông hay không.

Đây là lý do tại sao thanh PE trong tủ điện không đơn thuần là một ký hiệu điểm đến chung. Thiết kế phải thể hiện được đường dẫn dòng điện cao tần hoàn chỉnh và điện áp có thể phát sinh giữa các thiết bị được kết nối trong quá trình phóng điện.

Bước 4: Chỉ định SPD cho nguồn cấp tủ điện AC

Một thiết bị SPD AC tại nguồn cấp cho tủ điều khiển có thể hạn chế các xung quá áp đi vào nguồn đó và ứng suất dư truyền từ thiết bị bảo vệ phía thượng nguồn. Việc lựa chọn thiết bị này bắt đầu từ hệ thống điện thực tế, không phải từ kiểu loại PLC.

Tài liệu:

• điện áp danh định, điện áp làm việc liên tục cao nhất, tần số và sơ đồ nối đất;
• các chế độ bảo vệ yêu cầu;
• mức độ phơi nhiễm sét và đóng cắt tại nút tủ điện;
• các SPD phía thượng nguồn và bằng chứng về sự phối hợp giữa các cấp bảo vệ;
• điện áp chấp nhận được tại bộ nguồn và các thiết bị kết nối khác;
• dòng điện ngắn mạch khả dụng và khả năng chịu dòng sự cố được công bố của SPD;
• các điều kiện về cầu chì dự phòng, máy cắt điện hoặc thiết bị ngắt kết nối bên trong được yêu cầu;
• chiều dài kết nối, đi dây, liên kết đẳng thế và các hạn chế về vỏ tủ điện.

IEC 61643-11:2025 applies to SPDs connected to AC low-voltage power circuits and is used with the common requirements in IEC 61643-01. Product-standard compliance is not the complete installation design: local wiring rules, project risk assessment, fault protection and manufacturer instructions still govern how the device is applied.

Để kiểm tra chi tiết nhiều giai đoạn, hãy sử dụng VIOX Hướng dẫn phối hợp và phân cấp SPD. Đối với các quy định lắp đặt và giới hạn an toàn, hãy sử dụng danh mục kiểm tra yêu cầu lắp đặt SPD.

Bước 5: Xử lý bus 24 VDC như một giao diện nguồn riêng biệt

Nguồn 24 VDC có thể cấp điện cho PLC, I/O từ xa, cảm biến, rơ le và các tải khác. Quá áp quá độ có thể xuất hiện từ một nhánh DC bên ngoài hoặc thông qua sự ghép nối giữa các mạch. Trước khi bổ sung thiết bị bảo vệ, hãy xác định xem bus nguồn được nối đất, cách ly hay được giám sát điện trở cách điện, và thiết bị dự kiến được kết nối song song hay nối tiếp để mang dòng tải.

Đối với mạch điện DC thông thường, IEC 61643-41:2025 là phạm vi tiêu chuẩn sản phẩm IEC liên quan cho các SPD được kết nối với hệ thống điện DC hạ thế. Tiêu chuẩn này loại trừ rõ ràng các ứng dụng quang điện, vốn thuộc phạm vi của IEC 61643-31. Do đó, nhãn hiệu hoặc tham chiếu tiêu chuẩn dành riêng cho PV không nên được coi là bằng chứng mặc định cho bus điều khiển 24 VDC của PLC.

Thu thập các đầu vào DC sau:

1. điện áp thanh cái bình thường tối thiểu, danh định và tối đa, bao gồm cả dung sai của bộ sạc hoặc nguồn cấp;
2. cực tính và bất kỳ điều kiện đảo cực nào được cho phép;
3. dây dẫn nối đất, cấu hình cách ly hoặc phương pháp giám sát cách điện;
4. khả năng của nguồn và dòng điện sự cố DC dự kiến;
5. dòng tải liên tục nếu thiết bị được chọn có các đầu nối nối tiếp;
6. bảo vệ chế độ vi sai và chế độ chung theo yêu cầu;
7. mức bảo vệ đã công bố và cơ sở thử nghiệm;
8. hành vi khi xảy ra sự cố, ngắt kết nối, chỉ thị và phương pháp thay thế;
9. ảnh hưởng đến các đầu ra liên quan đến an toàn, tính dự phòng và tính sẵn sàng của hệ thống.

Không chỉ định 30 V Uc, 50 V Up hoặc định mức kA cố định cho mọi hệ thống 24 VDC. Đó có thể là những giá trị hợp lý cho các sản phẩm hoặc mạch điện cụ thể, nhưng chỉ có tài liệu về thiết bị và thiết bị bảo vệ chính xác mới có thể xác lập yêu cầu của dự án.

Bước 6: Bảo vệ I/O hiện trường và truyền thông đồng bằng giao diện

Cáp hiện trường có thể đi qua ranh giới tủ điện sau khi nguồn AC đã được bảo vệ. SPD nguồn AC không có quyền kiểm soát đối với các xung quá áp đột biến đến trước tại đầu vào analog, đầu nối RS-485 hoặc đầu nối Ethernet.

IEC 61643-21:2025 bao gồm các SPD được kết nối với mạng viễn thông và mạng tín hiệu, bao gồm cả các mạng có truyền tải điện năng. IEC 61643-22:2015 giải quyết vấn đề lựa chọn, vận hành, vị trí và phối hợp của chúng. Các tiêu chuẩn thiết lập một khuôn khổ; chúng không làm cho một thiết bị bảo vệ tín hiệu chung trở nên phù hợp cho mọi giao diện.

I/O rời rạc

Xác định xem kênh là đầu vào hay đầu ra, kiểu sinking hay sourcing, điện áp bình thường và tối đa, dòng điện kênh, dây dẫn chung và chức năng an toàn. Thiết bị bảo vệ nối tiếp không được gây ra sụt áp, rò rỉ hoặc giới hạn dòng điện quá mức. Nếu mạch hiện trường liên quan đến an toàn, bất kỳ thành phần bổ sung nào cũng cần được xem xét trong thiết kế an toàn đó.

4–20 mA và HART

Tính toán ngân sách điện áp vòng lặp sau khi thêm điện trở nối tiếp của thiết bị bảo vệ ở dòng điện vòng lặp tối đa. Xác nhận mức rò rỉ và điện dung so với các yêu cầu về độ chính xác và truyền thông. Ghi lại việc nối đất và xử lý lớp chắn tại thiết bị hiện trường và tủ điện; đừng cho rằng thiết bị bảo vệ được lắp đặt ở một đầu sẽ giải quyết được mọi ranh giới vùng.

RS-485 và các loại Fieldbus khác

Phù hợp với điện áp làm việc tối đa và điện áp chế độ chung, số lượng dây dẫn, sự cân bằng cặp dây, tốc độ dữ liệu, điện dung, điện trở nối tiếp và cấu trúc liên kết. Xác minh việc kết cuối và phân cực sau khi lắp đặt. Một thiết bị bảo vệ chịu được xung cao vẫn có thể không chấp nhận được nếu nó làm hỏng tín hiệu bình thường.

Industrial Ethernet và PoE

Xác nhận loại Ethernet và tốc độ dữ liệu, đầu nối, chiến lược lớp chắn và liệu cùng một cáp có cung cấp Power over Ethernet hay không. Xem xét các thông số truyền dẫn cũng như giới hạn xung đột biến. Khi một liên kết đồng đi qua các tòa nhà hoặc vùng bảo vệ, hãy đánh giá cả hai đầu và mối quan hệ liên kết đẳng thế. Cáp quang có thể loại bỏ đường truyền dữ liệu dẫn điện, nhưng các thiết bị được cấp nguồn và các bộ phận kim loại vẫn cần được xem xét riêng.

Các đường dẫn ăng-ten và cáp đồng trục

Các PLC từ xa và tủ đo lường từ xa có thể có ăng-ten di động, vô tuyến hoặc GNSS bên ngoài. Hãy chọn thiết bị bảo vệ dựa trên đầu nối, trở kháng, băng tần hoạt động và công suất phát, sau đó đặt thiết bị tại ranh giới đi cáp và liên kết đẳng thế đã xác định. SPD nguồn không thể bảo vệ đường dẫn cáp đồng trục.

VIOX hướng dẫn lựa chọn thiết bị chống xung điện cho tín hiệu cung cấp quy trình làm việc chuyên sâu hơn về điện áp, dòng điện, điện trở, băng thông và cấu trúc liên kết. Trang PLC này quản lý ranh giới hệ thống; hướng dẫn tín hiệu quản lý việc lựa chọn thiết bị giao diện chi tiết.

Bước 7: Làm cho việc bố trí, liên kết và phối hợp có thể kiểm chứng được

SPD chuyển hướng dòng điện thông qua một vòng lặp đã lắp đặt. Độ tự cảm của kết nối, cách đi dây dẫn và trở kháng liên kết có thể làm tăng điện áp vượt quá mức bảo vệ đã công bố của thiết bị. Tuy nhiên, một tuyên bố chung về khoảng cách hoặc kích thước dây dẫn là không an toàn cho tất cả các giao diện nguồn và tín hiệu.

Đối với mỗi thiết bị bảo vệ được chọn, hãy đánh dấu trên bản vẽ:

• ranh giới và thiết bị mà nó bảo vệ;
• các phía tiếp xúc và phía được bảo vệ của bất kỳ thiết bị tín hiệu nối tiếp nào;
• các dây dẫn được bảo vệ và các chế độ bảo vệ;
• điểm liên kết hoặc điểm hồi tiếp;
• toàn bộ lộ trình kết nối và bất kỳ đường nhánh song song nào;
• các SPD ở phía nguồn và phía tải yêu cầu bằng chứng về sự phối hợp;
• thiết bị bảo vệ quá dòng hoặc bảo vệ dự phòng theo yêu cầu của nhà sản xuất;
• lối tiếp cận để kiểm tra trạng thái, cách ly và thay thế.

Khi sử dụng nhiều tầng SPD, việc phối hợp điện áp, phối hợp năng lượng, khoảng cách/tách rời và phối hợp sự cố là các bước kiểm tra riêng biệt. Đừng mặc định rằng các nhãn Type 1, Type 2 và Type 3 chứng minh được một hệ thống phân tầng đã được phối hợp.

Bước 8: Vận hành hệ thống bảo vệ PLC

Công tác vận hành thử nghiệm xác nhận rằng thiết kế đã được phê duyệt đã được lắp đặt và hoạt động bình thường của PLC không bị suy giảm. Nó không tái tạo lại một thử nghiệm xung điện áp tiêu chuẩn và không chứng minh tuổi thọ còn lại của một linh kiện bảo vệ.

Sử dụng trình tự bằng chứng này:

1. Khớp tài liệu: ghi lại nhà sản xuất, kiểu máy, mô-đun và phiên bản tài liệu đã lắp đặt cho mọi điểm bảo vệ.
2. Khớp ranh giới: xác nhận mọi cáp hở trong lịch trình cổng kết nối đều đến đúng điểm bảo vệ dự kiến trước thiết bị được bảo vệ.
3. Khớp điện: xác nhận điện áp, cực tính, điều kiện tiếp địa/tham chiếu, thiết bị bảo vệ và cách bố trí dây dẫn so với thiết kế đã được phê duyệt.
4. Khớp trạng thái: kiểm tra các chỉ báo tại chỗ và các tiếp điểm từ xa bằng cách sử dụng bảng trạng thái chính xác của kiểu máy; màu xanh lá cây, màu đỏ, NO và NC không có ý nghĩa phổ quát.
5. Khớp chức năng: xác minh nguồn PLC, trạng thái I/O, độ chính xác tương tự, truyền thông bus trường, tốc độ Ethernet và chức năng PoE nếu có áp dụng.
6. Hồ sơ hoàn công: chụp ảnh và ghi lại các tuyến đường, đầu nối bọc chống nhiễu, điểm tiếp đất, nhãn và danh tính của các mô-đun có thể thay thế.
7. Bàn giao bảo trì: xác định các điều kiện kích hoạt kiểm tra được phê duyệt, bằng chứng thay thế và vai trò chịu trách nhiệm sử dụng các quy trình của sản phẩm và tại công trường.

Nếu tiếp điểm khô của SPD sẽ báo cáo về PLC hoặc hệ thống quản lý tòa nhà, hãy tuân theo hướng dẫn báo hiệu từ xa SPD. Giám sát từ xa báo cáo trạng thái tiếp điểm đã được ghi lại; nó không xác minh mọi giao diện được bảo vệ hoặc đo lường khả năng chống sét lan truyền còn lại.

Bảng tính RFQ bảo vệ chống sét lan truyền cho PLC sẵn sàng để sao chép

Gửi thông tin này cùng với sơ đồ đơn tuyến và bản vẽ tủ điện:

DỰ ÁN VÀ THỊ TRƯỜNG
Địa điểm / máy móc:
Quốc gia đích và các quy định áp dụng:
Điều kiện trong nhà / ngoài trời / khu vực nguy hiểm:
Vùng chống sét hoặc thông tin về mức độ phơi nhiễm:

NGUỒN ĐIỆN AC
Điện áp danh định và điện áp liên tục tối đa:
Tần số và sơ đồ nối đất:
Dòng điện ngắn mạch khả dụng:
Thiết bị bảo vệ phía nguồn:
Các model SPD hiện có ở phía nguồn/phía tải:
Các chế độ bảo vệ yêu cầu và mục tiêu miễn nhiễm của thiết bị:

NGUỒN ĐIỆN 24 VDC
Điện áp tối thiểu / danh định / tối đa:
Nối đất, thả nổi hoặc giám sát cách điện:
Thông tin về nguồn và dòng sự cố dự kiến:
Dòng tải liên tục qua bất kỳ thiết bị nối tiếp nào:
Các nhánh DC bên ngoài và các điểm cuối từ xa:

LỊCH TRÌNH CỔNG PLC VÀ HIỆN TRƯỜNG
Model PLC / I/O / HMI / switch và phiên bản tài liệu:
Loại cổng và giới hạn điện thông thường:
Chiều dài cáp, tuyến cáp, điều kiện trong nhà/ngoài trời và phơi nhiễm giữa các tòa nhà:
Thiết bị từ xa và tham chiếu đẳng thế:
Cách bố trí lớp chắn:
Tốc độ dữ liệu, độ chính xác, hỗ trợ HART hoặc PoE yêu cầu:
Bằng chứng về khả năng miễn nhiễm xung sét của thiết bị đã công bố:

LẮP ĐẶT VÀ BẰNG CHỨNG
Không gian thanh ray DIN khả dụng và các hạn chế của vỏ tủ:
Vị trí thiết bị bảo vệ đề xuất và điểm đẳng thế:
Bảo vệ dự phòng hoặc ngắt kết nối yêu cầu:
Yêu cầu về trạng thái tại chỗ / tiếp điểm từ xa:
Tiêu chuẩn sản phẩm, báo cáo thử nghiệm, bản công bố hoặc chứng chỉ yêu cầu:
Yêu cầu về mô-đun thay thế và bảo trì:

Quy tắc kỹ thuật cuối cùng

Một hệ thống điều khiển PLC không được bảo vệ chỉ vì có SPD xuất hiện trong danh mục vật tư của tủ điện. Việc bảo vệ chỉ hoàn tất khi mọi ranh giới dẫn điện liên quan đều có quyết định bằng văn bản, mỗi thiết bị đều tương thích với vận hành bình thường, hiệu suất giới hạn được công bố phải phối hợp với thiết bị và chế độ thử nghiệm chính xác, đồng thời đường thoát sét đã lắp đặt phải được kiểm chứng.

Sau khi hoàn thành bảng tính, hãy xem lại Dòng sản phẩm SPD của VIOX và VIOX ứng dụng tự động hóa công nghiệp. Đối với tài liệu cấp model, hãy gửi lịch trình cổng, dữ liệu hệ thống điện, bản vẽ tủ điện, thị trường mục tiêu và bằng chứng yêu cầu tới [email protected]. Một trang giới thiệu dòng sản phẩm hoặc bài viết chung không phải là bằng chứng cho thấy một model cụ thể phù hợp với dự án.

Nguồn tham khảo

• IEC 61131-2:2017 — Bộ điều khiển lập trình: yêu cầu và thử nghiệm thiết bị
• IEC 61000-4-5:2014 — Các phương pháp thử nghiệm khả năng miễn nhiễm với xung điện
• IEC 61643-11:2025 — SPD kết nối với hệ thống điện hạ thế AC
• IEC 61643-41:2025 — SPD kết nối với hệ thống điện hạ thế DC
• IEC 61643-21:2025 — SPD kết nối với mạng viễn thông và tín hiệu
• IEC 61643-22:2015 — Lựa chọn và ứng dụng SPD cho mạng tín hiệu

Bài viết này là khung thiết kế hệ thống, không phải bản vẽ thi công hay phê duyệt cho bất kỳ PLC, SPD hoặc hệ thống lắp đặt cụ thể nào. Hãy tuân thủ chính xác hướng dẫn của thiết bị, đánh giá rủi ro dự án, các yêu cầu về an toàn chức năng và các quy định về điện áp dụng tại công trường. Công việc bên trong thiết bị điều khiển công nghiệp chỉ được thực hiện bởi nhân viên có chuyên môn theo quy trình làm việc an toàn đã được phê duyệt.