Новая технология искровых разрядников от Phoenix Contact

Устройства защиты от перенапряжений

Рисунок 1. УЗИП класса 1 (1 + 2) на базе искровых разрядников серии Safe Energy Control

Гарантия высочайшей эксплуатационной готовности защищаемой системы, устранение отказов УЗИП — эти задачи всегда актуальны как для производителей устройств защиты от перенапряжений, так и для организаций, эксплуатирующих защищаемые системы. Компания «Феникс Контакт» предлагает свои подходы для решения таких задач. Один из них — это технология искровых разрядников без сопровождающих токов.

Технология искровых разрядников без сопровождающих токов

Разрядники обладают свойствами, которые позволяют их расценивать как компонент, который оптимально подходит для защиты от импульсов с большой продолжительностью и высокой амплитудой (грозовые воздействия), что соответствует классу испытаний 1 согласно классификации УЗИП. Они обладают высокой пропускной способностью к импульсным токам (особенно искровые разрядники), их уровень срабатывания не зависит от амплитуды импульсного тока, а зависит от фронта импульса. Их остаточное напряжение близко к номинальному напряжению питания защищаемой сети. Основным недостатком искровых разрядников всегда являлось наличие сопровождающего тока при срабатывании.

При срабатывании искрового разрядника имеют место следующие этапы и связанные с ними качественные характеристики:

• Возникновение дуги при перенапряжении. При этом механизм пробоя разрядного промежутка влияет на такой параметр, как уровень защиты (Up/).

• Отведение разрядных и импульсных токов. Здесь имеет большое значение пропускная способность разрядника (In / Iimp).

• Гашение дуги для подавления/прерывания сопровождающих токов. На этом этапе требуется высокая отключающая способность сопровождающего тока (If i).

• После всех этих процессов УЗИП должен обеспечить электрическую изоляцию, что гарантирует в конечном итоге бесперебойную работу системы.

На пути оптимизации перечисленных параметров искровые разрядники прошли путь от искровых разрядников открытого типа с высоким сопровождающим током и высоким уровнем защиты до герметичных разрядников с триггерной схемой поджига (это позволило существенно снизить уровень срабатывания УЗИП) и сниженным сопровождающим током.

Рисунок 2. Схема испытаний УЗИП класса 1 и 2 в рабочем режиме

Следующая ступень эволюции искровых разрядников — разрядники, у которых отсутствует сопровождающий ток. Такие устройства представлены в серии УЗИП Safe Energy Control (можно перевести на русский язык как «безопасный контроль энергии») производства Phoenix Contact.

При испытаниях УЗИП класса 1 и класса 2 в рабочем режиме, согласно ГОСТ IЕС 61643-11-2013 (п. часть 8.3.4.3), испытываемый образец подключается к импульсному генератору и источнику напряжения промышленной частоты. На УЗИП воздействуют группами импульсов тока, синхронизированных с напряжением промышленной частоты.

На рисунке 2 представлена схема испытаний УЗИП серии Safe Energy Control (модель FLT-SEC-P-T1-350/25). Параметры испытаний: разрядный ток генератора In(8/20) = 25кА, амплитуда напряжения питающей сети Uc = 350 В АС, ожидаемый ток короткого замыкания питающей сети Ip = 50кА, cos(?) = 0.25. 

Выделяемая удельная энергия при срабатывании разрядника зависит от угла фазового сдвига напряжения. Максимальное значение зафиксировано при значении 270° С. Но даже в этом случае значение выделяемой энергии очень низкое, оно не позволяет расплавить плавкую вставку даже с номиналом 16 А. По факту после прохождения импульса сопровождающий ток через разрядник в ходе испытаний не фиксируется.

Таких результатов удалось достичь за счет того, что в искровых разрядниках серии Safe Energy Control оптимизирован по геометрии и материалам канал, по которому проходит дуга, и охлаждающая демпферная система.

Отсутствие сопровождающих токов в искровом разряднике позволяет исключить стресс электрической системы в момент срабатывания УЗИП, что обеспечивает высокую эксплуатационную готовность защищаемой установки. Не менее важным является то, что отсутствие сопровождающих токов позволяет свести к минимуму абразивное воздействие на внутренние части разрядника в результате очень низкого уровня выделяемой удельной энергии, что ведет в свою очередь к значительному увеличению срока жизни УЗИП.

Опыт эксплуатации искровых разрядников нового поколения в системах железнодорожной автоматики и телемеханики 

Лучшим подтверждением таких параметров, как надежность, долговечность и безопасность УЗИП, безусловно, является реальный опыт эксплуатации. В 2018 году УЗИП класса 1 серии Safe Energy Control на базе новых искровых разрядников официально прошли подконтрольную эксплуатацию на объектах Восточно-Сибирской железной дороги в течение всего грозового периода. Данные УЗИП установлены в цепи питания сигнальных установок на проблемных дистанциях с точки зрения регулярного выхода из строя импульсной защиты. Опытная эксплуатация завершена успешно, нарушение нормальной работы устройств ЖАТ не зафиксировано, выходов из строя УЗИП не зафиксировано.

Заключение

Перечисленные особенности позволяют компании «Феникс Контакт» позиционировать УЗИП класса 1 на базе искровых разрядников серии Safe Energy Control в качестве основной ступени защиты электрооборудования от грозовых импульсных воздействий, которая оптимально сбалансирована с точки зрения безопасности эксплуатации, надежности, долговечности и высоких заявленных характеристик.

Автор: А.А. Баишев, менеджер по продукции Trabtech

PSRmini – бескомпромиссная безопасность опасных производственных объектов в компактном корпусе

Реле безопасности PSRmini

Реле безопасности PSRmini от Phoenix Contact обеспечивают функциональную безопасность и совместимы со всеми системами инструментальной безопасности (SIS). Благодаря компактному корпусу PSRmini шириной 6.8 и 12.5 мм Вы сможете сэкономить до 70% пространства в шкафу управления.

Расширенный температурный диапазон работы от -40 до +60 С, простая и быстрая диагностика обеспечивают повышенную функциональность, эффективность и гибкость без ограничения производительности.

ООО “Феникс Контакт РУС”
119619, РФ, г. Москва,
Новомещерский проезд, д. 9, стр. 1
Тел.: +7 (495) 933-85-48
Факс: +7 (495) 931-97-22
info@phoenixcontact.ru
www.phoenixcontact.ru

Приглашаем Вас посетить стенд «Феникс Контакт РУС» на выставке «Иннопром», 08-11 июля 2019 г. по адресу: г. Екатеринбург, ЭКСПО-бульвар, д. 2, МВЦ