DC-Überspannungsschutzgeräte (DC SPD) und 24-V-DC-Netzteile sind Schlüsselkomponenten, die zusammen eine Verteidigungslinie gegen transiente Überspannungen bilden und die Systemkontinuität gewährleisten. Das Verständnis ihrer Funktionsprinzipien, Auswahlkriterien und Synergieeffekte ist für die Gestaltung und Wartung sicherer und effizienter elektrischer Systeme von entscheidender Bedeutung.
DC-Überspannungsschutzgeräte sind Blitz- und Überspannungsschutzgeräte, die speziell für Gleichstromkreise entwickelt wurden. Sie können innerhalb von Nanosekunden reagieren und transiente Überspannungen (Überspannungen), die durch Blitzinduktion, Schaltvorgänge oder elektrostatische Entladung verursacht werden, sicher zur Erde ableiten und so empfindliche nachgeschaltete elektronische Geräte vor Schäden schützen.
Zu den wichtigsten Schutzkomponenten gehören typischerweise:
Metalloxid-Varistoren (MOVs): Schnelle Reaktion, zum Absorbieren von Überspannungen mittlerer Energie.
Gasentladungsröhren (GDTs): Hohe Stromkapazität, üblicherweise zur Entladung energiereicher Anfangsstoßströme verwendet.
Transient-Voltage-Suppressor-Dioden (TVS): Präzise Spannungsbegrenzung und extrem schnelle Reaktion, häufig zum Schutz von Präzisionsschaltkreisen verwendet.
Maximale Dauerbetriebsspannung (Uc): Die maximale Gleichspannung (z. B. 24 V), der das Gerät über einen langen Zeitraum sicher standhalten kann.
Nomineller Entladestrom (In): Der Standardwert für die Widerstandsfähigkeit gegen einen Einschaltstrom mit einer Wellenform von 8/20 μs, der seine herkömmliche Schutzfähigkeit darstellt.
Maximaler Entladestrom (Imax): Der maximale Einschaltstrom, dem das Gerät in einem einzigen Vorfall ohne Schaden standhalten kann.
Spannungsschutzpegel (oben): Die Restspannung am Gerät bei einem Einschaltstromstoß. Je niedriger dieser Wert ist, desto besser ist der Schutz für nachgeschaltete Geräte.
Reaktionszeit: Die Zeit von der Erkennung einer Überspannung bis zur Einleitung einer Aktion. Je kürzer desto besser.
Ein 24-V-Gleichstromnetzteil ist ein Gerät, das Wechselstrom (z. B. 220 V Wechselstrom) oder andere Stromquellen in stabilen, sauberen 24-V-Gleichstrom umwandelt und diesen bereitstellt. Es ist das “Herz” industrieller Steuerungssysteme.
Seine Hauptfunktionen sind Umwandlung, Spannungsregelung und Filterung und stellen sicher, dass eine kontinuierliche und stabile 24-V-Gleichstromversorgung für SPS, Sensoren, Relais, Aktoren und andere Geräte bereitgestellt werden kann, unabhängig davon, wie die Eingangsspannung schwankt oder wie sich die Last ändert.
Sichere Spannung: Liegt im Bereich der sicheren Kleinspannung (SELV), wodurch das Risiko eines Stromschlags für Menschen äußerst gering ist.
Breite Kompatibilität: Die überwiegende Mehrheit der industriellen Sensoren, Steuerungen und Aktoren ist für die 24-V-Stromversorgung ausgelegt.
Gleichgewicht zwischen Verlust und Effizienz: Im Vergleich zu 12 V verbraucht es weniger Strom, hat geringere Leitungsverluste und Spannungsabfälle bei gleicher Leistung; Im Vergleich zu 48V bietet es eine höhere Sicherheit und kostengünstigere Komponenten.
Standardisierung: Sie ist zur gemeinsamen Sprache im globalen Bereich der industriellen Automatisierung geworden.
Ausgangsgenauigkeit und -stabilität: Spannungsschwankungen und Welligkeitsrauschen sollten minimiert werden.
Effizienz: Hohe Umwandlungseffizienz bedeutet weniger Energieverlust und Wärmeerzeugung.
Schutzart (IP): Schutz gegen Staub und Wasser.
Betriebstemperaturbereich: Geeignet für große Temperaturanforderungen in Industrieumgebungen.
24-V-Überspannungsschutzgeräte werden häufig in fabrikautomatisierten Produktionslinien, Prozesskontrollsystemen, Gebäudeautomation, Kommunikationsbasisstationen und Photovoltaikanlagen eingesetzt.
Ein 24-V-DC-Netzteil und ein DC-SPD bilden eine perfekte Kombination aus Quellenreinigung und Pfadverteidigung. Die Stromversorgung stellt die Bereitstellung “sauberer” Energie sicher, während sich die SPD auf die Abwehr externer “Verunreinigung” (Überspannungen) durch Stromleitungen oder Signalleitungen konzentriert. Sie sind in der Regel im Stromkreis in Reihe geschaltet: Nachdem die Wechselstromversorgung in 24 V Gleichstrom umgewandelt wurde, wird sie zunächst vom Gleichstrom-SPD “gefiltert”, bevor sie an die Endgeräte weitergeleitet wird, wodurch eine Vollpfad-Schutzlösung entstehtQuelle bis Ende.
Spannungsanpassung: Stellen Sie sicher, dass der Uc-Wert des SPD etwas höher ist als die maximale Dauerbetriebsspannung des Systems. Für ein 24-V-System wird typischerweise ein SPD mit einer Uc von 30 V oder 35 V ausgewählt.
Schutzstufe: Wählen Sie ein SPD mit einem ausreichend niedrigen Up-Wert basierend auf der Spannungsfestigkeit des geschützten Geräts.
Aktuelle Handhabungskapazität: Wählen Sie geeignete In- und Imax-Werte basierend auf dem Installationsort (z. B. Hauptverteilerterminal, Gerätefront) und den örtlichen Gewittertagbedingungen.
Verdrahtungsmethode: Bestätigen Sie, ob es sich um eine Parallel- oder Reihenschaltung handelt, und passen Sie die entsprechenden Klemmenblöcke an.
Statusanzeige: Produkte mit Fernalarmen oder Sichtfenstern (z. B. grün/rot) werden aus Gründen der Wartungsfreundlichkeit bevorzugt.
Installation: So nah wie möglich an der geschützten Ausrüstung installieren. Verwenden Sie kurze, gerade und dicke Drähte, um die Restspannung durch die Leitungsinduktivität zu reduzieren. Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Erdung.
Wartung: Überprüfen Sie regelmäßig das Statusanzeigefenster (idealerweise jährlich oder während der Regenzeit). Wenn die Anzeige defekt ist (z. B. rot wird), ersetzen Sie sie sofort. Der DC-SPD-Hersteller erinnert Sie freundlich daran, Blitzeinschläge zu protokollieren und den Status des Überspannungsschutzes umgehend zu überprüfen.
So schließen Sie einen DC-Überspannungsschutz an
DC-SPDs werden typischerweise parallel zwischen den positiven und negativen Anschlüssen des geschützten Stromkreises geschaltet, und ihr Erdungsanschluss muss über einen möglichst kurzen und dicken Draht mit der Schutzerde (PE) des Systems verbunden werden. Das Produkthandbuch sollte strikt befolgt werden.
Können 24-V-DC-SPD und AC-SPD austauschbar verwendet werden?
Absolut nicht. Die Konstruktionsprinzipien, Lichtbogenlöschfähigkeiten und Parameterkalibrierungen der beiden sind völlig unterschiedlich. Es ist schwieriger, ein DC-SPD zum Unterbrechen des DC-Folgestroms zu verwenden. Der Missbrauch eines Wechselstrom-SPD in einem Gleichstromkreis führt dazu, dass der Lichtbogen nicht ordnungsgemäß gelöscht werden kann, was dazu führen kann, dass das Gerät Feuer fängt.
Wie kann ich feststellen, ob das 24-V-DC-SPD noch ordnungsgemäß funktioniert?
Am intuitivsten ist es, die Statusanzeige (normalerweise ein grün/rotes Fenster oder eine LED) zu beobachten. Grün zeigt normalen Betrieb an, während Rot/Aus einen Fehler anzeigt und einen Austausch erfordert. Sie können die Online-Spannung auch mit einem Multimeter messen. Wenn es kurz vor einem Kurzschluss steht und das Gerät heiß ist, kann es beschädigt werden.
Warum benötigen Solarsysteme DC-Überspannungsschutzgeräte (SPD)?
Photovoltaikmodule decken eine große Fläche ab und sind sehr anfällig für direkte oder induzierte Blitzeinschläge. Über die DC-Busleitung kann Blitzstrom in den Wechselrichter und das Steuerungssystem eindringen und erhebliche Schäden verursachen. Daher ist die Installation eines speziellen Photovoltaik-DC-SPD auf der DC-Seite (zwischen den Modulen und dem Wechselrichter) von entscheidender Bedeutung.
Welche Verkabelungsvorkehrungen sollten bei der Installation eines 24-V-DC-SPD getroffen werden?
Die Grundprinzipien sind “kurz, gerade und dick”. 1) Die Länge des Erdungskabels sollte weniger als 0,5 Meter betragen; 2) Vermeiden Sie die Bildung von Schleifen; 3) Die Querschnittsfläche des Leiters muss den Anforderungen für die Entladung großer Ströme genügen (normalerweise nicht weniger als 4 mm²); 4) Stellen Sie sicher, dass alle Verbindungspunkte dicht und frei von Oxidation sind.
Vergleich zwischen Linear- und Schaltnetzteil in 24-V-Anwendungen
Lineare Netzteile weisen eine geringe Ausgangswelligkeit und ein geringes Rauschen auf, sind jedoch groß und haben einen geringen Wirkungsgrad (ca. 40-60%), wodurch sie für Präzisionsmessgeräte geeignet sind, die äußerst geräuschempfindlich sind. Schaltnetzteile sind klein, hocheffizient (typischerweise >85%) und können an einen weiten Eingangsspannungsbereich angepasst werden, was sie zur gängigsten Wahl für industrielle Steuerungen macht. Allerdings erzeugt ihr hochfrequentes Schalten etwas elektromagnetisches Rauschen, das benötigt wirdrichtig gehandhabt werden.
In der industriellen Automatisierung und in neuen Energiefeldern sind 24-V-DC-Netzteile und DC-Überspannungsschutzgeräte eine ergänzende und unverzichtbare Kernkombination.
Ergreifen Sie jetzt Maßnahmen, um eine robuste Verteidigung für Ihre kritischen Systeme aufzubauen! Warten Sie nicht, bis ein Blitzeinschlag oder eine Überspannung irreparable Schäden verursacht, um zu erkennen, wie wichtig Schutz ist.
Optimized by Seraphinite Accelerator
