自動化系統(tǒng)需要涌浪保護

　　自動化系統(tǒng)需要涌浪保護

　　目前來看，自動化系統(tǒng)是機床設備的基本組成部分。自動化系統(tǒng)有著更低的生產(chǎn)成本和更高的生產(chǎn)效率，并能明顯的提高企業(yè)的競爭力。而永久性的保持這種高性能則需要過載保護裝置。

　　瞬間出現(xiàn)的、持續(xù)時間小于1 ms的過電壓又稱之為涌浪電壓，但它的電壓卻可以高達幾千伏。出現(xiàn)這種涌浪電壓的明顯原因是雷電放電。如果雷電放電出現(xiàn)在導電的電氣連接處附近，則會產(chǎn)生一個很大的磁場，將雷電放出的電能量轉(zhuǎn)化為電路中的高能脈沖，涌浪電壓。

　　在自動化的工業(yè)生產(chǎn)過程中，全面的涌浪保護方案起到了非常重要的作用

　　為了避免受到涌浪的沖擊就要對通向外部的電氣控制柜配備必要的電涌保護器SPD。自動化系統(tǒng)通常都在機床設備的內(nèi)部運行，同時會在電氣開關的開、關切換過程中出現(xiàn)高電壓現(xiàn)象。就廣義的開關切換操作來講，可以是例如切斷大型電動機的供電或者是由短路觸發(fā)的熔斷器斷路。

　　在這類開關操作中，根據(jù)電氣系統(tǒng)的電感大小會出現(xiàn)不同程度的涌浪脈沖。因為電感性負載的電壓取決于電流的變化。系統(tǒng)電感中的能量會在開關切換的瞬間突然釋放出來。

　　盡管此時釋放出來的涌浪電壓能量明顯的小于閃電釋放出來的涌浪電壓，但它的出現(xiàn)頻率更多，并且在長期作用下會對電氣系統(tǒng)造成額外的傷害。因此，自動化系統(tǒng)內(nèi)部的電氣元器件就要能夠釋放這些儲存的能量。像供電電源、控制器或者I/O輸入輸出裝置等現(xiàn)代化的電氣設備都必須滿足EMV電磁兼容指令的基本要求，包括對涌浪脈沖的測試要求。

　　解決壓敏電阻老化的問題

　　為了能夠順利的通過抗電涌測試，通常在儀器設備的輸入電路中加入一個壓敏電阻。壓敏電阻是一個對電壓非常敏感的電阻，它可以將電壓脈沖限制在電子儀器設備的電壓范圍內(nèi)。自動化元器件中的這種壓敏電阻是由高電壓加載的。它不是針對雷電放電的高能量電涌而設計的;但是卻可以有效的限制低能量的電壓脈沖。然而，隨著壓敏電阻工作次數(shù)的增加，原則上其壓敏限壓能力也在逐漸的老化。因此，大量開關過程之后壓敏電阻的老化也會給自動化元器件帶來受損的危險，并可能導致它們出現(xiàn)故障。

　　生產(chǎn)和機械工程中的防雷電區(qū)域劃分，建筑設施的防雷區(qū)定義：（LPZ=防雷區(qū)）在交叉重疊的區(qū)域內(nèi)，包括建筑物內(nèi)部都要采用過電壓涌浪保護裝置

　　與高能雷電沖擊造成的損壞不同，由電氣設備開關過電壓造成的元器件損壞不會立即顯現(xiàn)出來。因此電氣元器件損壞的原因常常沒有劃歸到過電壓電涌身上。但這兩種損毀對自動化系統(tǒng)造成的影響則是相同的：電氣元器件出現(xiàn)問題，嚴重時導致中斷應該進行的工作過程。SPD涌浪保護器可以抵消壓敏電阻的老化，就像機械設備使用的潤滑油可以延長機械零部件的使用壽命那樣。通常情況下，SPD涌浪保護器作為壓敏電阻的變化元器件工作的，此時，雖然壓敏電阻也會老化，但它卻延長了對系統(tǒng)所安裝重要自動化元器件的保護時間。SPD電涌保護器可以比壓敏電阻承受更多的過電壓涌浪沖擊。另外，SPD電涌保護器還可以通過遠程通信將自己的工作負荷情況傳送給上一級控制室。如果SPD電涌保護器受到了多次過電壓涌浪沖擊、快要結(jié)束其使用壽命時，它會切斷壓敏電阻與電網(wǎng)之間的連接。中央控制室就知道涌浪保護器的工作狀態(tài)了，維修工人就可以不用任何工具、簡簡單單的從插接連零件中取出舊的SPD涌浪保護器、插上新的SPD涌浪保護器就可以了。而這一更換過程也不會中斷自動化系統(tǒng)的工作，自動化系統(tǒng)控制的機床設備會正常運行。

　　為了有效的防止涌浪沖擊，DIN EN 62305標準定義了一個區(qū)域方案，作為不同需要涌浪保護的設備中使用SPD涌浪保護器的基礎。不同區(qū)域之間的過渡區(qū)域中必須要安裝SPD涌浪保護器。建筑物之外的區(qū)域為0類區(qū)域，發(fā)生過電壓涌浪事件的風險等級最高。從這一區(qū)域進入到電氣控制柜的電纜要用性能強大的SPD電涌保護器保護起來。

　　第一代供電電纜的SPD涌浪保護器采用的是直插式彈簧連接技術(shù)

　　自動化控制技術(shù)領域中使用的電氣控制柜通常都安置在1類和2類區(qū)域的建筑物內(nèi)。即使在這里，也應按照過渡區(qū)域的要求安裝SPD涌浪保護器。理想情況下，離開電氣控制柜的連接線都要配用涌浪保護器。對于自動化系統(tǒng)內(nèi)部的電纜線，尤其是距離較長的電纜線和與230 V供電電力平行的電纜線，都應采用涌浪保護器加以保護。因為230 V系統(tǒng)的開、關切換畢竟利用在相鄰的電路中耦合出有害的過電壓。

　　24 V電網(wǎng)的涌浪保護

　　自動化技術(shù)系統(tǒng)的一個核心部件就是24 V供電電源。如果24 V供電電源出了故障，通常情況下整個系統(tǒng)就不能工作了。Phoenix電氣公司研發(fā)生產(chǎn)的Quint Power型電源設備就能夠確保這種情況下的供電可靠性。Phoenix公司研發(fā)生產(chǎn)的Plugtrab SEC涌浪保護器對所有從電器柜引出的24 V供電電纜提供了最佳的涌浪保護。第一代供電電纜的SPD涌浪保護器采用的是直插式彈簧連接技術(shù)，與Phoenix公司的Quint Power型電源設備有著完美的性能匹配。SPD涌浪保護器可以不用其他保護元器件直接連接在供電電源的次級側(cè)。這樣，電器柜中的元器件和其他24 V元器件就都可以防止現(xiàn)場的過電壓保護了。Plugtrab SEC涌浪保護器也可以對供電電源初級側(cè)的元器件進行保護。

　　自動化技術(shù)領域最新的涌浪保護解決方案是磁化共模電感PTCB斷路器。這種身形細長的單通道斷路器可以與Phoenix直插式彈簧連接技術(shù)的標準化的附件CLIPLINE COMPLETE接線端子系統(tǒng)配套使用，從而為24 V電位分配器提供了靈活的、節(jié)省空間的解決方案。為了保護與其連接的電氣設備不受過電壓涌浪的影響，與PTCB斷路器外形相同的Termitrab complete Typ 3型超薄型涌浪保護器是最合適的保護裝置了。它的寬度尺寸只有6 mm，是市場中最窄的Typ 3型SPD涌浪保護器了。它所采用的二極管技術(shù)為敏感的電子設備提供了最高等級的安全保護。

　　節(jié)省空間而且安全可靠：24V電位分配器可與過電流保護器和涌浪保護器配套使用

　　I/O輸入輸出系統(tǒng)的涌浪保護

　　控制系統(tǒng)和I/O輸入輸出系統(tǒng)也是自動化解決方案的核心部件。從這些系統(tǒng)中出來的測量電纜和通訊電纜的長度往往超過了幾米，常常也要使用建筑物之外的信號。這時，Termitrab complete系列的涌浪保護器就是它們最合適的保護裝置了，也是測量、控制和調(diào)節(jié)技術(shù)領域中最窄的過電壓涌浪保護器了。該系列涌浪保護器的每個模塊寬度只有3.5 mm，可用于多種不同信號類型的設備保護。為了隨時了解這些保護器的工作狀況，可以用一個遠程控制模塊一次對最多40個SPD涌浪保護器進行監(jiān)控–無需繁雜的布線和編程。