Túlfeszültségvédelem

Mikor használjunk túlfeszültség-védelmet#

Túlfeszültség-védelmet (feszültségkorlátozót) az RS-485-ös buszhoz az alábbi esetekben javasoljuk:

• A busz RS-485 kültéren halad
• A busz olyan térben halad, amely a villámvédelmi rendszer védőövén kívül esik

Hogyan működik#

A túlfeszültség-védelem a busz esetében, ellentétben a busz izolátorával, az indukált feszültséget a PE sorkapocsra vezeti, ezzel védi a berendezés bemeneti áramkörét.

A tápegység védelme#

A tápegység védett térben#

A mellékelt kapcsolási rajz alkalmazásakor nem szükséges a tápegység + pólusának védelme, ha a tápegység védett térben található.

A tápegység nem védett térben#

Ha a tápegység nem védett térben található, a következőkre van szükség:

• Túlfeszültség-védelem a 24 V DC elosztásra
• 2-es típusú (T2) túlfeszültség-védelem az AC betáplálás oldalán (korábbi jelölése C osztály)

A kivitelezés módja attól függ, hogy mekkora a kisfeszültségű elosztó bemeneti kábelének keresztmetszete, és hogy van-e lehetőség a rendszer földelésére.

Kapcsolási rajz#

A mellékelt ábrán a túlfeszültség-védelmet csak a külső, távoli rész bevezető ágán alkalmazzák.

Figyelem: Ez csak részleges buszvédelmi megoldás. A teljes védelemhez lásd alább.

Teljes buszvédelem#

A teljes védelemhez két túlfeszültség-védelmet kell alkalmazni a következő esetekben:

Mikor szükséges a teljes védelem#

A busz olyan szakaszokon halad át, amelyek:

• egy része a villámvédelmi rendszer védőövén belül van, majd azt követően kívül esik rajta
• nincs lehetőség az energiamező elnyelésére, amelyet a légköri kisülés hoz létre

A védelmek elhelyezése#

Túlfeszültség-védelmeket a vezeték védett zónákba történő belépési pontjain kell telepíteni.

Fontos: Ez független attól, hogy a buszvezetéken volt-e optikai szigetelő vagy sem.

A Modbus busz védelme#

Mikor érdemes használni#

A Modbus busz kültéren, a villámvédelmi övön kívüli szakaszokon vezetve túlfeszültség-védelem alkalmazását javasoljuk.

Táplálás védelme#

A mellékelt kapcsolási rajz alkalmazásakor nem szükséges a tápegység + pólusának védelme, mivel azt nem használják.

Szabványkövetelmények#

Helyes tervezés esetén figyelembe kell venni a légköri elektromágneses impulzus kockázatát az EN 62305 szabványsorozatban leírtak szerint. Az adat- és jelvezetékek, például az RS-485 túlfeszültség-védelmi eszközeit az EN 61643-21 szerint vizsgálják (C2, D1 és hasonló kategóriák, nem az erősáramú 1., 2. és 3. típus).

Kapcsolási rajz#

A mellékelt ábrán teljes Modbus buszvédelmet láthatunk, amelynél a buszvezetéket mindkét oldalán túlfeszültség-védelemmel látták el.

Túlfeszültség-védelem hőmérsékletméréshez#

Mérés ellenállásos szenzorokkal (Pt100)#

Hőmérséklet mérése ellenállásos szenzorokkal (például Pt100) esetén figyelembe kell venni:

• A kiegészítő kábelek ohmikus ellenállását
• A védelmi eszközök tompító ellenállásait

A mérés pontosságára gyakorolt hatás#

Figyelem a mérés pontosságára!

Kétvezetékes mérések esetén az SPD ellenállásértéke torzíthatja a mért eredményt.

Példa hibára:

• A tompító ellenállások összege: 4 Ω
• Mérési hiba: kb. 10 °C (0 °C-on az érzékelő 104 Ω-ot mutat 100 Ω helyett; a Pt100 kb. 0,385 Ω-ot változik 1 °C-onként)

Megoldás#

Kétfokozatú védelmi áramkörök elérhetők olyan változatban is, amely nem tartalmaz tompító ellenállásokat, így minimalizálható az SPD hatása a mérés pontosságára.

Túlfeszültség-védelem folyamatáramkörökhöz#

4–20 mA jel#

A mért értékek szabványos 4–20 mA jelszabványon keresztül kerülnek továbbításra, amelyet különösen hosszabb vezetékeknél alkalmaznak.

Előnyök az áramátvitelnél#

• A kábel ohmikus ellenállása nincs hatással a mérés továbbítására
• Két jelvezetőt használnak
• Nincs szükség külön referencia-potenciálra
• A földpotenciáltól galvanikusan el vannak választva

Védelem#

Mindkét végén védelem szükséges!

Annak érdekében, hogy az ilyen típusú alkalmazást megvédjük a tranziens jelenségekkel szemben, SPD beépítése szükséges mindkét végponton.

Az SPD felépítése#

Az adott SPD többfokozatú védelmi áramkörrel rendelkezik, amely megóvja:

• a jelvezetékek közötti normál módusú (differenciális) átmeneti feszültségeket
• a földelési feszültséget a földpotenciál normál szintjén mindkét végponton