DC-overspanningsbeveiligingsapparaten (DC SPD) en 24V DC-voedingen zijn belangrijke componenten die samen een verdedigingslinie vormen tegen voorbijgaande overspanningen en de systeemcontinuïteit garanderen. Het begrijpen van hun werkingsprincipes, selectiecriteria en synergetische effecten is cruciaal voor het ontwerpen en onderhouden van veilige en efficiënte elektrische systemen.
DC-overspanningsbeveiligingsapparaten zijn bliksem- en overspanningsbeveiligingsapparaten die speciaal zijn ontworpen voor DC-circuits. Ze kunnen binnen nanoseconden reageren en transiënte overspanningen (pieken) die worden veroorzaakt door blikseminductie, schakelingen of elektrostatische ontladingen naar de grond veilig ontladen, waardoor gevoelige stroomafwaartse elektronische apparatuur tegen schade wordt beschermd.
De belangrijkste beschermingscomponenten omvatten doorgaans:
Metaaloxidevaristoren (MOV's): Snelle respons, gebruikt om pieken met gemiddelde energie te absorberen.
Gasontladingsbuizen (GDT's): Hoge stroomcapaciteit, vaak gebruikt om hoogenergetische initiële stootstromen te ontladen.
Transiënte spanningsonderdrukkerdiodes (TVS): nauwkeurige spanningsklemming en extreem snelle respons, vaak gebruikt om precisiecircuits te beschermen.
Maximale continue bedrijfsspanning (Uc): De maximale gelijkspanning (bijvoorbeeld 24 V) die de apparatuur gedurende een lange periode veilig kan weerstaan.
Nominale ontlaadstroom (In): De standaardwaarde voor het weerstaan van een inschakelstroom van 8/20 μs, wat het conventionele beschermingsvermogen weergeeft.
Maximale ontlaadstroom (Imax): De maximale inschakelstroom die de apparatuur bij één incident zonder schade kan weerstaan.
Spanningsbeveiligingsniveau (omhoog): De restspanning over de apparatuur tijdens een inschakelstroom. Hoe lager deze waarde, hoe beter de bescherming voor stroomafwaartse apparatuur.
Reactietijd: De tijd vanaf het detecteren van een overspanning tot het initiëren van actie. Hoe korter hoe beter.
Een 24V DC-voeding is een apparaat dat wisselstroom (zoals 220V AC) of andere stroombronnen omzet in en stabiele, schone 24V DC-stroom levert. Het is het “hart” van industriële besturingssystemen.
De belangrijkste functies zijn conversie, spanningsregeling en filtering, waardoor een continue en stabiele 24V DC-voeding kan worden geleverd aan PLC's, sensoren, relais, actuatoren en andere apparatuur, ongeacht hoe de ingangsspanning fluctueert of hoe de belasting verandert.
Veilige spanning: Valt binnen het veilige extra-lage spanningsbereik (SELV), wat een extreem laag risico op elektrische schokken voor mensen met zich meebrengt.
Brede compatibiliteit: De overgrote meerderheid van industriële sensoren, controllers en actuatoren is ontworpen voor 24V-voeding.
Balans tussen verlies en efficiëntie: Vergeleken met 12V trekt het minder stroom, heeft het lagere lijnverliezen en spanningsdalingen bij hetzelfde vermogen; vergeleken met 48V biedt het een hogere veiligheid en kosteneffectievere componenten.
Standaardisatie: Het is de gemeenschappelijke taal geworden op het mondiale industriële automatiseringsgebied.
Uitgangsnauwkeurigheid en -stabiliteit: spanningsschommelingen en rimpelruis moeten tot een minimum worden beperkt.
Efficiëntie: Hoge conversie-efficiëntie betekent minder energieverlies en warmteontwikkeling.
Beschermingsgraad (IP): Bescherming tegen stof en water.
Bedrijfstemperatuurbereik: Geschikt voor brede temperatuurvereisten in industriële omgevingen.
24V-overspanningsbeveiliging wordt veel gebruikt in geautomatiseerde fabrieksproductielijnen, procescontrolesystemen, gebouwautomatisering, communicatiebasisstations en fotovoltaïsche zonne-energiesystemen.
Een 24V DC voeding en een DC SPD vormen een perfecte combinatie van bronzuivering en padverdediging. De stroomvoorziening zorgt voor de levering van “schone” energie, terwijl de SPD zich richt op het weerstaan van externe “besmetting” (spanningspieken) door hoogspanningslijnen of signaallijnen. Ze worden meestal in serie geschakeld in het circuit: nadat de AC-voeding is omgezet naar 24V DC, wordt deze eerst “gefilterd” door de DC SPD voordat deze naar de eindapparatuur wordt gestuurd, waardoor een volledige padbeveiligingsoplossing wordt opgebouwd vanafbron te beëindigen.
Voltage Matching: Zorg ervoor dat de Uc-waarde van de SPD iets hoger is dan de maximale continue bedrijfsspanning van het systeem. Voor een 24V-systeem wordt doorgaans een SPD met een Uc van 30V of 35V geselecteerd.
Beveiligingsniveau: Selecteer een SPD met een voldoende lage Up-waarde op basis van het weerstandsvermogen van de beschermde apparatuur.
Huidige verwerkingscapaciteit: Selecteer de juiste In- en Imax-waarden op basis van de installatielocatie (bijvoorbeeld de hoofddistributieterminal, de voorkant van de apparatuur) en lokale onweersbuien.
Bedradingsmethode: Bevestig of het een parallelle of serieschakeling is en zorg ervoor dat de bijbehorende klemmenblokken overeenkomen.
Statusindicatie: Producten met alarmen op afstand of visuele vensters (bijvoorbeeld groen/rood) verdienen de voorkeur vanwege het onderhoudsgemak.
Installatie: Installeer zo dicht mogelijk bij de beschermde apparatuur. Gebruik korte, rechte en dikke bedrading om de restspanning van de leadinductie te verminderen. Zorg voor een goede aarding.
Onderhoud: Controleer regelmatig het statusindicatievenster (idealiter jaarlijks of rond het regenseizoen). Als de indicator defect is (bijvoorbeeld rood wordt), vervang deze dan onmiddellijk. De DC SPD-fabrikant herinnert u er vriendelijk aan om blikseminslagen te registreren en de status van de overspanningsbeveiliging onmiddellijk te controleren.
Hoe een DC-overspanningsbeveiliging aan te sluiten
DC SPD's worden doorgaans parallel aangesloten tussen de positieve en negatieve aansluitingen van het beveiligde circuit, en hun aardingsaansluiting moet worden aangesloten op de beschermende aarde (PE) van het systeem met de kortst en dikst mogelijke draad. De producthandleiding moet strikt worden gevolgd.
Kunnen 24V DC SPD en AC SPD door elkaar worden gebruikt?
Absoluut niet. De ontwerpprincipes, boogdovende mogelijkheden en parameterkalibraties van de twee zijn totaal verschillend. Het is moeilijker om een DC SPD te gebruiken om de DC-volgstroom af te sluiten. Misbruik van een AC SPD in een DC-circuit zal ertoe leiden dat de boog niet goed kan worden gedoofd, waardoor de apparatuur in brand kan vliegen.
Hoe kan ik bepalen of de DC 24V SPD nog steeds goed werkt?
De meest intuïtieve manier is om de statusindicator te observeren (meestal een groen/rood venster of LED). Groen geeft een normale werking aan, terwijl rood/uit een storing aangeeft en vervangen moet worden. U kunt ook een multimeter gebruiken om de online spanning te meten; als er kortsluiting is en het apparaat heet is, kan het beschadigd raken.
Waarom hebben zonnesystemen DC-overspanningsbeveiligingsapparaten (SPD) nodig?
Fotovoltaïsche modules bestrijken een groot gebied en zijn zeer gevoelig voor directe of geïnduceerde blikseminslagen. Bliksemstroom kan via de DC-buslijn de omvormer en het besturingssysteem binnendringen en aanzienlijke schade veroorzaken. Daarom is het installeren van een speciale fotovoltaïsche DC SPD aan de DC-zijde (tussen de modules en de omvormer) van cruciaal belang.
Welke voorzorgsmaatregelen voor de bedrading moeten worden genomen bij het installeren van een 24V DC SPD?
De belangrijkste principes zijn “kort, recht en dik”. 1) De lengte van de aardingsdraad moet minder dan 0,5 meter zijn; 2) Vermijd het vormen van lussen; 3) Het dwarsdoorsnedeoppervlak van de geleider moet voldoen aan de vereisten voor het ontladen van grote stroom (meestal niet minder dan 4 mm²); 4) Zorg ervoor dat alle verbindingspunten goed vastzitten en vrij zijn van oxidatie.
Vergelijking tussen lineaire en schakelende voeding in 24V-toepassingen
Lineaire voedingen hebben een lage uitgangsrimpel en weinig ruis, maar zijn groot van formaat en laag in efficiëntie (ongeveer 40-60%), waardoor ze geschikt zijn voor precisiemeetapparatuur die extreem gevoelig is voor ruis. Schakelende voedingen zijn klein van formaat, zeer efficiënt (doorgaans >85%) en kunnen zich aanpassen aan een breed ingangsspanningsbereik, waardoor ze de reguliere keuze zijn voor industriële besturing. Hun hoogfrequente schakeling genereert echter enige elektromagnetische ruis, wat nodig isgoed te behandelen.
In de industriële automatisering en nieuwe energievelden vormen 24V DC-voedingen en DC-overspanningsbeveiligingsapparaten een complementaire en onmisbare kerncombinatie.
Onderneem nu actie om een robuuste verdediging voor uw kritieke systemen op te bouwen! Wacht niet tot een blikseminslag of stroomstoot onherstelbare schade veroorzaakt om het belang van bescherming te beseffen.
Optimized by Seraphinite Accelerator
