应用案例

SOLDO回讯器电厂DCS防浪涌保护器应用技术

发表时间:2019-08-15

SOLDO回讯器电厂DCS防浪涌保护器应用技术


随着电磁兼容的要求越来越严格,国产化的仪控机柜作为未来电厂的核心部分,必须完全通过电磁兼容的设备鉴定。从设备鉴定、电磁兼容标准与实际应用与测试验证等多方面,对核电厂仪控机柜中的浪涌保护器进行分析与总结,阐明了机柜中防浪涌保护器的若干关键点,为以后电厂仪控机柜国产化提供了良好帮助与宝贵经验。

浪涌保护器的电路根据不同需要,有不同的形式,其基本元器件就是上面介绍的几种,一个技术精通的防雷产品研究工作者,可设计出五花八门的电路,好似一盒积木可搭出不同的结构图案。根据电路系统的区别,主要的SPD电路有单相、TN-CTN-S三种。

SOLDO阀门回讯器用于过程控制系统中监控阀门状态,各类不同信号需要加装防浪涌保护器,用于电磁兼容性,防雷击,防干扰等,保证信号准确性,在防爆区域,对于保护各类执行机构,与回讯信模块,以及保证各类阀门正常运行起到非常大的作用。

SOLDO回讯器电厂DCS防浪涌保护器应用技术

第一级防雷器可以对于直接雷击电流进行泄放,或者当电源传输线路遭受直接雷击时传导的巨大能量进行泄放,对于有可能发生直接雷击的地方,必须进行CLASSI的防雷。第二级防雷器是针对前级防雷器的残余电压以及区内感应雷击的防护设备,对于前级发生较大雷击能量吸收时,仍有一部分对设备或第三级防雷器而言是相当巨大的能量会传导过来,需要第二级防雷器进一步吸收。同时,经过第一级防雷器的传输线路也会感应雷击电磁脉冲辐射LEMP,当线路足够长感应雷的能量就变得足够大,需要第二级防雷器进一步对雷击能量实施泄放。第三级防雷器是对LEMP和通过第二级防雷器的残余雷击能量进行保护。


第一级保护

目的是防止浪涌电压直接从LPZ0区传导进入LPZ1区,将数万至数十万伏的浪涌电压限制到25003000V

入户电力变压器低压侧安装的电源防雷器作为第一级保护时应为三相电压开关型电源防雷器,其雷电通流量不应低于60KA。该级电源防雷器应是连接在用户供电系统入口进线各相和大地之间的大容量电源防雷器。一般要求该级电源防雷器具备每相100KA以上的最大冲击容量,要求的限制电压小于2500V,称之为CLASS I级电源防雷器。这些电磁防雷器是专为承受雷电和感应雷击的大电流以及吸引高能量浪涌而设计的,可将大量的浪涌电流分流到大地。它们仅提供限制电压(冲击电流流过电源防雷器时,线路上出现的最大电压称为限制电压)为中等级别的保护,因为CLASS I级保护器主要是对大浪涌电流进行吸收,仅靠它们是不能完全保护供电系统内部的敏感用电设备的。



第一级电源防雷器可防范10/350μs100KA的雷电波,达到IEC规定的最高防护标准。其技术参考为:雷电通流量大于或等于100KA10/350μs);残压值不大于2.5KV;响应时间小于或等于100ns


第二级防护

目的是进一步将通过第一级防雷器的残余浪涌电压的值限制到15002000V,对LPZ1LPZ2实施等电位连接。

分配电柜线路输出的电源防雷器作为第二级保护时应为限压型电源防雷器,其雷电流容量不应低于20KA,应安装在向重要或敏感用电设备供电的分路配电处。这些电源防雷器对于通过了用户供电入口处浪涌放电器的剩余浪涌能量进行更完善的吸收,对于瞬态过电压具有极好的抑制作用。该处使用的电源防雷器要求的最大冲击容量为每相45kA以上,要求的限制电压应小于1200V,称之为CLASS Ⅱ级电源防雷器。一般用户供电系统做到第二级保护就可以达到用电设备运行的要求了

第二级电源防雷器采用C类保护器进行相—中、相—地以及中—地的全模式保护,主要技术参数为:雷电通流容量大于或等于40KA8/20μs);残压峰值不大于1000V;响应时间不大于25ns


第三级保护

目的是最终保护设备的手段,将残余浪涌电压的值降低到1000V以内,使浪涌的能量不致损坏设备。

在电子信息设备交流电源进线端安装的电源防雷器作为第三级保护时应为串联式限压型电源防雷器,其雷电通流容量不应低于10KA

最后的防线可在用电设备内部电源部分采用一个内置式的电源防雷器,以达到完全消除微小的瞬态过电压的目的。该处使用的电源防雷器要求的最大冲击容量为每相20KA或更低一些,要求的限制电压应小于1000V。对于一些特别重要或特别敏感的电子设备具备第三级保护是必要的,同时也可以保护用电设备免受系统内部产生的瞬态过电压影响。

对于微波通信设备、移动机站通信设备及雷达设备等使用的整流电源,宜视其工作电压的保护需要分别选用工作电压适配的直流电源防雷器作为末级保护。


第四级及以上

根据被保护设备的耐压等级,假如两级防雷就可以做到限制电压低于设备的耐压水平,就只需要做两级保护,假如设备的耐压水平较低,可能需要四级甚至更多级的保护。第四级保护其雷电通流容量不应低于5KA

SOLDO回讯信一般与第三级保护防浪涌保护器,用于信号,模块,特殊模块保护,各类总线通讯模块,包括DCS, NET, 以太网,以及HART, FF, PROFIBUS, CANBUS, MODBUS等等。


安装方法编辑

1SPD常规安装要求

浪涌保护器采用35MM标准导轨安装

对于固定式SPD,常规安装应遵循下述步骤:

1)确定放电电流路径

2)标记在设备终端引起的额外电压降的导线,。

3)为避免不必要的感应回路,应标记每一设备的 PE导体,

4)设备与SPD之间建立等电位连接。

5)要进行多级SPD的能量协调

为了限制安装后的保护部分和不受保护的设备部分之间感应耦合,需进行一定测量。通过感应源与牺牲电路的分离、回路角度的选择和闭合回路区域的限制能降低互感,

当载流分量导线是闭合回路的一部分时,由于此导线接近电路而使回路和感应电压而减少。

一般来说,将被保护导线和没被保护的导线分开比较好,而且,应该与接地线分开。同时,为了避免动力电缆和通信电缆之间的瞬态正交耦合,应该进行必要的测量。

SOLDO回讯器电厂DCS防浪涌保护器应用技术



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【浪涌保护器安装接线图】

 

2SPD接地线径选择

数据线:要求大于2.5mm2 ;当长度超过0.5米时要求大于4mm2YD/T5098-1998

电源线:相线截面积S16mm2 时,地线用S ;相线截面积16mm2S35mm2 时,地线用16mm2 ;相线截面积S35mm2时,地线要求S/2 GB 500542.2.9

浪涌保护器的主要参数

1、标称电压Un:被保护系统的额定电压相符,在信息技术系统中此参数表明了应该选用的保护器的类型,它标出交流或直流电压的有效值。

2、额定电压Uc:能长久施加在保护器的指定端,而不引起保护器特性变化和激活保护元件的最大电压有效值。

3、额定放电电流Isn:给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击10次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。

4、最大放电电流Imax:给保护器施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。

5、电压保护级别Up:保护器在下列测试中的最大值:1KV/μs斜率的跳火电压;额定放电电流的残压。

6、响应时间tA:主要反应在保护器里的特殊保护元件的动作灵敏度、击穿时间,在一定时间内变化取决于du/dtdi/dt的斜率。

7、数据传输速率Vs:表示在一秒内传输多少比特值,单位:bps;是数据传输系统中正确选用防雷器的参考值,防雷保护器的数据传输速率取决于系统的传输方式。

8、插入损耗Ae:在给定频率下保护器插入前和插入后的电压比率。

9、回波损耗Ar:表示前沿波在保护设备(反射点)被反射的比例,是直接衡量保护设备同系统阻抗是否兼容的参数。

10、最大纵向放电电流:指每线对地施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。

11、最大横向放电电流:指线与线之间施加波形为8/20μs的标准雷电波冲击1次时,保护器所耐受的最大冲击电流峰值。

12、在线阻抗:指在标称电压Un下流经保护器的回路阻抗和感抗的和。通常称为“系统阻抗”。

13、峰值放电电流:分两种:额定放电电流Isn和最大放电电流Imax

14、漏电流:指在7580标称电压Un下流经保护器的直流电流。 

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