Что нужно знать о защите от перенапряжения в источниках питания

Введение

Наружные источники питания работают в суровых условиях. Они сталкиваются с молниями, нестабильными сетями, длинными кабелями и частыми коммутационными нагрузками. Эти условия создают скачки напряжения, которые могут повредить или вывести из строя источники питания и подключенные устройства. Для светодиодного освещения, систем безопасности и уличных шкафов защита от перенапряжения больше не является обязательной, а является основным требованием. Хорошая защита от перенапряжений помогает предотвратить простои, снижает стоимость замены и обеспечивает безопасность вашей системы в случае непредвиденных электрических ситуаций.события.

Что вызывает скачки напряжения на открытом воздухе и в промышленных условиях?

Скачки напряжения происходят из нескольких источников. Некоторые из них вызваны природой. Другие исходят из электросети или от оборудования внутри здания. Понимание этих источников поможет вам выбрать правильную защиту.

Молниеносные всплески (прямой и непрямой удар)

Молния не обязательно должна попадать непосредственно в столб, чтобы нанести ущерб. Удар поблизости все равно может вызвать сильный скачок напряжения в длинных кабелях. Это самый большой риск для уличных фонарей, туннельных светильников, драйверов наружных светодиодов и шкафов базовых станций.

Переключение переходных процессов (переключение нагрузки в зданиях/на заводах)

Большие двигатели, насосы и системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха вызывают скачки напряжения при включении и выключении. Эти коммутационные переходные процессы распространяются по электрической системе и со временем могут вызвать нагрузку на источники питания.

Неисправности сети (короткое замыкание линии, замыкание на землю, переключение сети)

Короткие замыкания, замыкания на землю или переключение сети могут вызвать внезапные скачки напряжения. Наружные системы, подключенные к длинным или оголенным кабелям, подвергаются более высокому риску, поскольку скачки напряжения могут распространяться дальше, не поглощаясь.

Понимание стандартов по перенапряжению (IEC 61000-4-5, простое объяснение)

IEC 61000-4-5 является наиболее часто используемым тестом на устойчивость к перенапряжению. Он показывает, насколько хорошо источник питания может справиться с скачком высокой энергии. Тест имитирует реальный скачок напряжения с использованием формы волны 8/20 мкс или 1,2/50 мкс. Более высокий рейтинг означает, что источник питания может выдержать более сильные скачки напряжения. Драйверам светодиодов для наружного применения обычно требуется защита от перенапряжения 4–10 кВ, в зависимости от местного уровня молнии.

Типы устройств защиты от перенапряжения (классы УЗИП и компоненты)

(Различные типы УЗИП (устройств защиты от перенапряжения) используются для разных уровней защиты. Они работают вместе, поглощая, отводя или фиксируя напряжение, чтобы обеспечить безопасность источника питания.)

Тип/компонент УЗИП	Что он делает	Где он используется	Уровень защиты
Тип 1 СПД	Выдерживает сильные грозовые перенапряжения	Главный вход питания	Очень высокий
Тип 2 СПД	Справляется с коммутационными скачками	Распределительная панель	Середина
Тип 3 СПД	Защищает чувствительную электронику	Рядом с устройством	Низкий
МОВ	Поглощает высокое импульсное напряжение	Внутри блоков питания	Поглощение скачков напряжения
ГДТ	Выдерживает экстремальные токи молнии	Уличные столбы	Очень высокий
ТВС-диод	Защищает небольшие цепи	Печатная плата/выходной каскад	Быстрый ответ

 

Устройства защиты от перенапряжения бывают разных уровней, поскольку каждое из них предназначено для предотвращения перенапряжения определенного типа. УЗИП типа 1 относятся к высшему уровню и предназначены для зон с сильным грозовым воздействием, особенно для уличных столбов и придорожных шкафов. Они могут выдерживать очень большие импульсные токи от прямых или близких ударов. УЗИП типа 2 используются внутри зданий и заводских панелей. Они защищают от скачков напряжения, вызванных двигателями, компрессорами и колебаниями сети. УЗИП типа 3 обеспечиваютпоследний уровень защиты и устанавливаются рядом с конечным устройством, например, светодиодным драйвером или небольшим источником питания. Они справляются с небольшими и быстрыми скачками напряжения, которые могут медленно повредить электронику. В каждом УЗИП также используются разные внутренние компоненты. MOV являются наиболее распространенными и поглощают скачки высокого напряжения. GDT используются в условиях сильного грозового разряда и создают путь разряда для чрезвычайно высокого тока. TVS-диоды реагируют очень быстро и защищают чувствительные цепи. Когда эти компоненты работают вместе,они обеспечивают полную систему защиты, которая блокирует грозовые перенапряжения, коммутационные пики и неисправности сети.

Требования к защите от перенапряжения источника питания наружных светодиодов

Драйверам светодиодов для наружного применения требуется более надежная защита от перенапряжений, чем для моделей, предназначенных для использования внутри помещений. Погодные условия, большая длина кабеля и открытые установки повышают риск.
Хороший источник питания для уличных светодиодов должен включать в себя:

• Номинал перенапряжения 4–10 кВ
• Комбинация диодов MOV + GDT + TVS
• Мощные точки заземления
• Усиленная изоляция на входе переменного тока
• Высокий рейтинг IP для защиты от влаги. 

Эти функции помогают продлить срок службы уличных фонарей, туннельных фонарей, освещения парковок и наружных вывесок.

Где установить защиту от перенапряжения (внутренний или внешний УЗИП)

Защита от перенапряжения работает лучше всего, когда она размещена в нескольких точках системы. Внутреннее и внешнее УЗИП могут работать вместе, обеспечивая полную защиту.

Внутренняя защита от перенапряжения (внутренний источник питания)

Многие источники питания для наружных светодиодов включают в себя внутренние MOV или TVS-диоды. Это защищает от малых и средних скачков напряжения непосредственно на устройстве. Это удобно и не требует дополнительной проводки.

Внешние модули SPD (параллельный блок SPD)

Внешние блоки УЗИП устанавливаются рядом с источником питания или точкой распределения. Они предназначены для выдерживания сильных грозовых перенапряжений до того, как будет отключен источник питания.

Комбинированная защита = лучшие результаты

Использование как внутреннего, так и внешнего УЗИП обеспечивает высочайшую надежность. Внешний УЗИП поглощает большую часть энергии, а внутренняя защита справляется с оставшимся небольшим пиком.

Как правильно выбрать сетевой фильтр для вашего Источник питания (Форма абзаца)

Выбор подходящего сетевого фильтра зависит от того, где используется источник питания и тип подключенного оборудования. Для наружного применения, такого как уличное освещение и освещение туннелей, обычно требуется комбинация УЗИП типа 2 и типа 3 с номинальным напряжением не менее 6–10 кВ, поскольку эти системы сталкиваются с частыми грозами и длинными кабелями. В промышленных зданиях обычно достаточно УЗИП типа 2, поскольку большинство скачков напряжения возникает из-за переключения нагрузок, таких как двигатели и оборудование HVAC. При сравнениипродуктов, ищите четкие данные испытаний на перенапряжение IEC 61000-4-5, чтобы вы знали, что уровень защиты реален и сертифицирован. Если установка выполняется на открытом воздухе, убедитесь, что УЗИП имеет водонепроницаемый корпус со степенью защиты IP65 или IP67. Вам также следует сопоставить номинальное напряжение УЗИП с входным напряжением вашего источника питания — будь то 120 В, 230 В, 277 В или 380 В — чтобы избежать проблем с несоответствием. Наконец, правильное заземление имеет решающее значение, поскольку даже самый лучший УЗИП не может работать правильно, если энергии импульса некуда деваться.

Заключение и предложения WEHO

Защита от перенапряжения необходима для любой наружной или промышленной энергосистемы. Независимо от того, проектируете ли вы светодиодные уличные фонари, освещение туннелей, шкафы связи или наружное оборудование, правильный SPD помогает предотвратить сбои и обеспечивает безопасность вашей системы в суровых условиях. Хорошо защищенный источник питания служит дольше, снижает затраты на техническое обслуживание и повышает общую надежность.

WEHO предлагает источники питания с надежной защитой от перенапряжений, включая модели для наружного светодиодного освещения и промышленного использования:

• Водонепроницаемая серия XLG (IP67) — 25–1200 Вт, надежная защита от перенапряжения, идеально подходит для светодиодных драйверов наружного применения.
• Водонепроницаемая серия HLG — постоянный ток/напряжение со встроенной коррекцией коэффициента мощности и защитой от перенапряжения вне помещения.
• Ультратонкая серия WL — блоки питания в алюминиевом корпусе для суровых условий эксплуатации.
• Серия LRS и S – источники питания переменного/постоянного тока промышленного класса с защитой от перенапряжения и перегрузки.

Благодаря широкому ассортименту продукции WEHO вы можете создавать наружные системы, которые остаются стабильными даже при грозах, сбоях в сети и скачках напряжения.

 

Часто задаваемые вопросы:

В1: Что никогда не следует подключать к сетевому фильтру?
Мощные приборы, такие как холодильники, микроволновые печи, обогреватели и т. д. с большим двигателем.

В2: Можно ли постоянно оставлять сетевой фильтр включенным?
Да, в целом он безопасен, но со временем может изнашиваться и может требовать замены каждые несколько лет.

В3: Каковы правила для сетевых фильтров?

1. Не превышайте максимальную мощность или силу тока.
2. Используйте для электроники, а не для приборов высокой мощности.
3. Заменяйте после значительного скачка напряжения или каждые несколько лет.
4. Избегайте последовательного подключения нескольких устройств защиты.

В4: Каковы недостатки сетевых фильтров?

• Ограниченный срок службы.
• Не может защитить от всех скачков напряжения (например, от прямых ударов молнии).
• Может молча потерпеть неудачу.
• Добавляет затрат и беспорядка.

В5: Выключение удлинителя — это то же самое, что и отключение его от сети?
Нет. Некоторая резервная электроника все еще потребляет энергию, когда полоса выключена; отключение полностью отключает питание.