31

Устройства защиты от импульсных помех для трехфазных электроустановок и цепей питания

  •  © commeng.ru

Компания COMMENG (ООО «КОММЕНЖ», Санкт-Петербург) расширила номенклатуру выпускаемых устройств защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП) для низковольтных электроустановок. С февраля 2019 г. начат выпуск УЗИП для трехфазных сетей в моноблочном исполнении.

УЗИП выполнены в стандартных электротехнических корпусах для монтажа на рейку DIN на базе варисторов с высокой энергоемкостью и нелинейностью вольт-амперной характеристики. Имеется встроенная защита от перегрева варистора и короткого замыкания, визуальный контроль исправности и дистанционный контроль состояния. Устройства полностью соответствуют требованиям стандартов ГОСТ Р 51992-2011 (МЭК 61643-1:2005) и DIN VDE 0675-6, однако имеют ряд отличий от УЗИП других производителей, представленных на нашем рынке.

Выбор технических решений всегда является результатам компромисса между функциональностью, надежностью, допустимыми массогабаритными характеристиками, технологичностью и стоимостью производства.

Данный случай не стал исключением, и он может быть интересен не только специалистам в области электротехники и электроники, но и инженерам любых специальностей.

При превышении допустимого рабочего напряжения, деградации структуры или повреждении варистора, через него начнет протекать ток, что приводит к его нагреву, в результате возможно короткое замыкание и возгорание. Поэтому во всех современных УЗИП, применяемых в низковольтных ЭПУ, имеются размыкатели, отключающие варистор при его перегреве. Принцип их действия состоит в следующем: к контактному выводу варистора припаяна плоская пружина, служащая проводником. При перегреве варистора припой (температура плавления порядка 100-150 °С) расплавляется, пружина выпрямляется и размыкает цепь — этот пример приведен для понимания принципа, но применяются и другие решения с применением витых пружин, толкателей, рычагов и т. п.

Для контроля состояния УЗИП используется визуальный индикатор и дистанционная сигнализация (сухие контакты), которые приводятся в действие при срабатывании размыкателя той же пружиной.

Основных недостатков у такого решения два:

— компоненты этой системы занимают относительно много места;

— при определенных обстоятельствах тепловой размыкатель и система контроля могут функционировать не так как ожидается: например, срабатывание происходит в нормальном режиме эксплуатации УЗИП или при хранении и транспортировке (особенно при воздействии вибрации и низких температур, приводящих к изменению структуры припоя) или отключение не происходит при нагреве из-за деформации корпуса и пластмассовых деталей.

Альтернативой является использование варисторов с интегрированным термопредохранителем (Thermally Protected Varistor), именно это решение применяет COMMENG во всех УЗИП для низковольтных ЭПУ. Для УЗИП класса испытаний III (по МЭК 61643-1:2005) сборку варистора и термопредохранителя, используемую в качестве компонента УЗИП мы производим сами. Для УЗИП, рассчитанных на помехи средней и высокой мощности (классы испытаний II+III, I+II+III, I+II) используются серийно выпускаемые трехвыводные сборки, причем варистор и термопредохранитель размещены в тонкостенном пластиковом корпусе и залиты негорючим компаундом.

Такое исполнение повышает надежность работы и исключает случаи выхода УЗИП из строя при транспортировке и хранении за счет отказа о механических элементов. Снижается риск короткого замыкания и возгорания УЗИП (при перегреве и пробое варистора термопредохранитель обязательно сработает, а компаунд даст дополнительную термо- и электроизоляцию).

Одно принятое решение неизбежно влечет за собой другое — система контроля будет выглядеть совсем по другому. Принцип ее работы объясняется на рисунках.

Для контроля исправности нужно нажать кнопку «тест», при поданном напряжении на исправном УЗИП горит светодиодный индикатор. Если термопредохранитель сработал, то светодиод гореть не будет.

Дистанционно контролируется не факт выхода УЗИП из строя, а перегрев варистора, для чего используется контрольный термопредохранитель, приклеенный к корпусу сборки. При срабатывании контрольного термопредохранителя (в трехфазном УЗИП любого из трех) цепь дистанционного контроля размыкается.

  •  © commeng.ru

Большинство производителей для УЗИП с аналогичными характеристиками использует конструкцию, состоящую из базы, которая служит для крепления к рейке DIN и подключения силовых и контрольных цепей, и сменного модуля, в котором собственно находится варистор и элементы, служащие для его отключения и контроля состояния.

При эксплуатации электроустановки такая конструкция позволяет при необходимости изъять модуль из базы, не отключая базу от электросети. Это удобно при проверке или замене вышедшего из строя сменного модуля, измерении сопротивления изоляции.

В УЗИП COMMENG все элементы объединены в одном корпусе, что очевидным образом повышает технологичность и снижает себестоимость производства. За счет отсутсвия разъемов и упрощения конструкции повышается надежность работы и стойкость к воздействию помех.

Внутри корпуса остается значительно больше места, что позволяет использовать варистор с большими размерами (т.е. более энергоемкий), что в сочетании с заливкой компаундом опять повышает надежность работы и стойкость к воздействию помех.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!

  • 2
    Нет аватара DTerentev
    11.02.1912:54:42

    Основной недостаток этой конструкции при эксплуатации — необходимость отключения УЗИП от сети при измерении сопротивления изоляции в электроустановке. Вытащить и потом вставить сменный модуль гораздо проще.

    Насчет проверки — тоже удобнее вытащить модуль (если конечно такая проверка проводится — судя по соотношению продаваемых нами УЗИП и приборов для их проверки мало кто этим заморачивается).

    Неоднозначность дистанционного контроля и необходимость нажимать на кнопку при проверке, возможность визуального контроля только при поданном напряжении …

    Разместил все недостатки по убыванию, в каких-то случаях при выборе их следует принимать во внимание, в каких-то нет …

    Все это компенсируется очень высокой надежностью.

    Три случая из моей практики (все с импортными УЗИП со сменными модулями и механикой для отключения и контроля):

    1) Зимой отправили партию в восточную Сибирь самолетом — больше чем у половины сработала система отключения (при низких температурах резко уменьшается ударная вязкость припоя)

    2) Установленные УЗИП выдавали сигнал неисправности — брак при сборке механической системы и упущения при проверке

    3) Выгоревшие до углей УЗИП и вместе с ними весь шкаф — при аварии на подстанции резко повысилось напряжение на низкой стороне, УЗИП стал греться, система отключения не сработала.

    Когда стали разрабатывать собственные УЗИП, решили заранее такие неприятности исключить.

  • 0
    Максим Рожков Максим Рожков
    11.02.1920:11:23

    Интересно, есть ли в подобном исполнении (на ДИН-рейке) силовые НЧ фильтры для электросети? Чтобы фильтровали высокочастотные помехи.

    • 0
      Нет аватара DTerentev
      12.02.1900:44:39

      Фильтры такие есть, несколько европейских фирм их производят.

      Технических проблем с их производством нет — мы такую возможность рассматривали, но не видим спроса. Если есть интерес, обращайтесь — почту найдете на нашем сайте.

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,