Вебинар "Защита от перенапряжений слаботочных линий, часть 1", страница 2

Четвертый вебинар из серии "Защита от перенапряжений"

Текст вебинара. Страница 2

Быстрая навигация по слайдам:

 

 

Основные технические данные электронной системы

Основные технические данные электронной системы

 

— Основные из них – это номинальное и максимальное допустимое напряжение передаваемых сигналов, максимальный ток в сигнальных линиях, граничная частота, вид передачи сигналов (симметричный или несимметричный), допустимое затухание сигнала в рассматриваемой линии. Если посмотрим на первое номинальное и максимальное допустимое напряжение передаваемых сигналов, если проектировщик возьмет во внимание только номинальное напряжение, не учитывая максимального, то будет иметь случай, как у нас получился, когда нам заказали элемент для систем громкоговорителей. И громкоговорители при определенной громкости перестали работать на большом стадионе. Это означает, что напряжение было выше номинального, не 110 В, а 115 В – 120 В – 130 В и просто приводило к срабатыванию защитных элементов. Поэтому эти два параметра очень важны.

 

 

Помехи дифференциальные и продольные

Помехи дифференциальные и продольные

 

— Основной вид – это дифференциальные и продольные передача сигналов по отношению к жиле заземленной или ток протекает в этой жиле, или не протекает. Поэтому когда производители УЗИПов рассматривают такие схемы, они это хорошо знают и могут подобрать немножко другие принципиальные схемы. Проектировщикам редко эта информация нужна.

 

Волновой импеданс линии передачи сигналов

Волновой импеданс линии передачи сигналов

 

— Очередные элементы – это, например, волновой импеданс передачи сигналов, что обязательно относится к коаксиальный минимум. Мы должны понимать, что это или 50 Ом или 75 Ом, или придуманное - это редко бывает очень, волновой импеданс линии. Если поставим импеданс другой, чем номинальный, то мы просто можем подавить сигнал. Максимальное значение импеданса, которое можем включить в данную линию. Очень простая, но очень важная информация, когда мы проектируем защиту, нам необходимо учесть тип разъемов, применяемых в защищаемой линии. Тот, кто работал с коаксиальными линиями, знает, что там есть разные стандарты разъемов NB, BNC и так далее. Если поставим неправильный или если поставим не женского, а мужского типа, потом система просто не будет работать. Я слышал о таком случае, что заказчик сначала заказал порядка 1500 штук, и эти 1500 штук нельзя было подключить, потому что разъемы просто не подходили. Кто-то неразборчиво этим занялся. Вроде все просто, но как всегда можно ошибиться. Очень важный вид или схем защиты, включенных в самом защищаемом устройстве, то есть когда защиту применил производитель защищаемого устройства. То есть мы должны помнить, что мы должны координировать энергию между очередными ступенями защиты. И если мы этой информации не имеем, а часто так бывает, может получиться так, что сработает схема защиты в этом устройстве, о котором даже не знали, а не сработает схема, которую мы установили раньше из-за несоответствия индуктивности между этими двумя каскадами общей системы защиты от перенапряжений. Поэтому надо всегда стремиться, чтобы эту информацию получить. Если у нас этой информации нет, мы должны применять схемы с дополнительной индуктивностью на выходе УЗИПа.

Этап 3 и 4 подбора устройств защиты

Этап 3 и 4 подбора устройств защиты

 

— Очередной этап – это определение категории электромагнитной среды, то есть какая интенсивность угрозы воздействию перенапряжений со стороны слаботочных линий в данном месте. Если мы знаем, что имеем дело, например, с железной дорогой, где очень длинные магистральные линии, то они идут вдоль железной дороги. В них постоянно что-то наводится от тока протекающего в провод питающий локомотив или в рельсах, так мы в данной обстановке должны принимать очень высокий уровень защиты для устройств.

 

 

 

Газонаполненный разрядник

Газонаполненный разрядник

 

— Когда уже эта информация у нас есть, мы переходим к очередному этапу, то есть первоначально подбираем параметры защитного устройства и смотрим параметры, находим в каталогах производителей. Например, мы должны понимать, что если мы имеем дело с частичными токами молнии, то мы всегда смотрим на удар 10/350 мкс. Если объект не имеет системы молниезащиты, то мы смотрим на импульс 8/20 мкс. Вопрос: а что тогда делать с железной дорогой, где такой молниезащиты вроде и нет? Тут немного больше знаний надо, потому что вроде вдоль железной дороги не установил защиту, но если она электрифицированная, так сам тяговый провод и вся конструкция проводов, которая висит над рельсами, уже является системой молниезащиты, хотим этого или не хотим. Именно тогда мы должны чуть побольше разбираться в каком месте найдется наше устройство или принимаем такую систематику 8/20 мкс, или просто придерживаемся наших знаний и ожидаем, что частичный ток молнии будет протекать. В объекте, который имеет систему молниезащиты, то есть мы определили, что молния в объект может попасть, мы должны ее защищать, всегда на входе используем элементы импульсом 10/350 мкс. И сегодня, если посмотрим на каталоги, то 2,5 кА 10/350 мкс – это такие параметры, которые мы можем получить для наших элементов защиты от перенапряжений. Почему это не 10 кА, не 50 кА, не 20 кА, как в сети электропитания?

 

 

Диоды или варисторы

Диоды или варисторы

 

— Тогда мы должны применять следующие каскады с диодами или варисторами. Но понятно, что диоды и варисторы могут не выдерживать в таких случаях такие энергии, поэтому мы должны применять многоступенчатые схемы, о которых мы уже несколько раз говорили.

 

Многоступенчатые схемы

Многоступенчатые схемы

 

— То есть такая схема, если на нее даже действует частичный ток молнии, на входе выдает очень маленький импульс, который просачивается к нашему защищаемому устройству. Его энергия ничтожна мала и ни в коем случае не может повредить наше устройство. Уровень по напряжению мы подбираем уровнем ограничения, в основном здесь в конце появляется диод, а как мы знаем, диод – это полупроводниковый элемент из монокристаллического кремния и подобрать параметры по напряжению очень просто. Можно купить диод на любое напряжение и очень тщательно подобрать к нашей защищаемой схеме, поэтому мы должны учесть одноступенчатые или многоступенчатые схемы проектируем в данном объекте.

ГОСТ IEC 61643-21-2014

ГОСТ IEC 61643-21-2014

 

— А как мы должны их подбирать? Что это решает? Если у вас такой стандарт – это международный стандарт, в Европе – это EN, который показывает, как испытывать элементы защиты от перенапряжений. Здесь написано: слаботочные линии в системах телекоммуникаций и сигнализации, информационных системах. И здесь указаны категории, на которые проверяется данный УЗИП, и если мы имеем дело с частичным током молнии. Посмотрите, пожалуйста, в этой табличке мы видим этот параметр, то есть тогда категория должна быть D1. Если мы имеем дело с индуцированными эффектами, то мы подбираем элементы, которые имеют импульс 8/20 мкс. И производители УЗИПов указывают эти категории в своих каталогах. То есть это основное знание, которое должен иметь проектировщик. Когда, где и какие используются стандарты сигналов – я сегодня не успею вам это оговорить. Но посмотрите только по параметрам тока, параметрам напряжения, что они разные. В основном в Европе применяется импульс 8/20 мкс и 10/350 мкс. Причем здесь категория D1, D2 называется категорией большой энергии или высоковольтной. Есть категории с высокой скоростью возрастания импульса – это имеются в виду индуктивные эффекты и с низкой скоростью нарастания. Есть категория, где испытываем на влияние переменного тока или категория с очень низкой скоростью нарастания. Когда мы заглядываем в каталог, мы должны смотреть на категорию. В основном нас интересует категория D или С.

 

Этап 5. Определение количества защитных степеней в линии передачи сигналов

Этап 5. Определение количества защитных степеней в линии передачи сигналов

 

— На следующем этапе мы определяем то, о чем я уже раньше говорил в начале сегодняшнего семинара. Сколько ступеней будет иметь наша система защиты от перенапряжений? И здесь принцип простой, если у нас зоновая концепция защиты, то на границе каждой зоны устанавливаем отдельные элементы защиты. Если такой зоновой концепции мы не применяем, но можем, учитывать длину кабелей, дам вам пример такого объекта, где я применяю такие каскады, хотя мне не удалось в таком объекте построить зоновую концепцию молниезащиты. Когда у нас модернизировали пограничные пункты, у нас адаптировали существующие объекты для таможни. Как вы знаете, мы находимся на конце Шенгенской зоны. И в таком таможенном объекте сейчас много компьютерных систем, которые обрабатывают много сигналов, которые навсегда запомнят, что там Иван или Мирослав перевозил сегодня или завтра с собой и что там декларировал. Кому-то это непонятно, но системы огромные, дорогостоящие. И в данном случае объект длиной порядка 100 м, потому что там внутри просматривали грузовики, получил новую систему молниезащиты. Но этот объект разделялся между существующим деревообрабатывающим заводом, где режут просто дерево на доски с таможней.

 

 

Этап 6. Определение максимальных допустимых рабочих напряжений сигналов

Этап 6. Определение максимальных допустимых рабочих напряжений сигналов

 

— Важный этап – определение максимальных допустимых рабочих напряжений сигналов и выбор устройства защиты от перенапряжений с постоянным напряжением работы большим, чем это максимальное допустимое рабочее напряжение. Ошибка в данный момент может означать следующее. Если мы посмотрим хорошо параметры защищаемой системы, в каком-то режиме может оказаться, что это напряжение будет больше, чем наше напряжение номинальное нашего устройства и тогда, наш ограничитель будет работать и резать рабочие сигналы. Никому этого не надо, это дорогостоящая ошибка.

 

Этап 7. Определение способа передачи сигналов

Этап 7. Определение способа передачи сигналов

 

— Если мы смотрим на передачу сигналов, мы должны просто понимать, что это имеет значение в основном для производителя, не столько для проектировщика. Но вы должны помнить, что такой рабочий ток может протекать в схеме провод – земля. И на практике это имеет значение на этапе проектирования УЗИПов.

Этап 8. Определение максимального допустимого напряжения рабочих сигналов

Этап 8. Определение максимального допустимого напряжения рабочих сигналов

 

— Ток между устройством, который протекает здесь, мы видим, например, ток INO. Если в нашем устройстве защиты появится последовательный элемент между каскадами, какой-то тиристор или резистор. Сопротивление, который не выдерживает номинальный ток 1 А, 2 А, 3 А, 6 А бывает это время от времени. Просто при таком режиме работы нашего устройства, наш УЗИП перегорит и перестанет работать. Поэтому это очень важно при подборе.

 

Этап 9. Определение номинальной частоты рабочих сигналов

Этап 9. Определение номинальной частоты рабочих сигналов

 

— Частотный диапазон устройств – это отдельная история. На практике указывается максимальный частотный диапазон для уровня 3 дБ. И обычному электрику или проектировщику этой информации достаточно. Для специальных систем надо обязательно иметь больше знаний, и необходима полная характеристика, но в основном этих данных достаточно. Здесь мы встречаемся с параметрами, что на уровне 1 – 10 – 100 МГц у нас начинается слишком большое затухание сигнала и наше устройство не годится выше данной частоты, поэтому мы всегда должны проверить, какие частоты данного сигнала. Те, кто знает это, понимают, что это может выражаться скоростью пропускания передачи данных в мегабитах, это надо уметь пересчитать и подобрать параметры, увидев их в каталоге производителя, чтобы не помешать работе нашей защищаемой системы.

<< Предыдущая страница
слайды с 1 по 13

Следующая страница >>
слайды с 27 по 39


Смотрите также: