變頻器防雷端口的種類(lèi)和保護(hù)

變頻器在日常使用中會(huì)遇到一些意外的干擾，這樣的干擾會(huì)導(dǎo)致變頻器的損壞，這些意外事件包括電壓的瞬間變化，和浪涌意外，所以目前要做的就是對(duì)意外事件的保護(hù)措施。

因?yàn)樵谏�活電壓的瞬變和浪涌無(wú)處不在，電網(wǎng)、雷擊、爆破，就連人在地毯上行走都會(huì)產(chǎn)生上萬(wàn)伏的靜電感應(yīng)電壓，這些，都是變頻器控制端口和通信端口的隱形危害源。因此，為了提高變頻器的可靠性就必須對(duì)電壓瞬變和浪涌采取防護(hù)措施。

變頻器的防雷端口有哪些

根據(jù)變頻器應(yīng)用的工程實(shí)踐，變頻器受雷擊可大致分為直擊雷、感應(yīng)雷和傳導(dǎo)雷。但不論以哪一種形式到達(dá)設(shè)備都可歸納為從以下4個(gè)部位侵入的雷電浪涌，在此把這些部位稱(chēng)為防雷端口，并以變頻器舉例說(shuō)明。

1.外殼端口

比如說(shuō)，我們可以把任何一個(gè)大的或小的變頻器或系統(tǒng)視為一個(gè)整體的外殼，如傳感器、傳輸線、信號(hào)中繼、現(xiàn)場(chǎng)儀表、dcs系統(tǒng)等，它們都有可能完全暴露在環(huán)境中受到直接雷擊，造成設(shè)備損壞。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，當(dāng)設(shè)備外殼受到4kv的雷電靜電放電時(shí)，都會(huì)影響變頻器或系統(tǒng)的正常運(yùn)行。例如放置于室外輸入變頻器的傳感器有可能受到雷電接觸放電;位于室內(nèi)的變頻器柜有可能受到建筑物避雷引線泄流時(shí)的空間放電。

2.信號(hào)線端口

在變頻器控制系統(tǒng)中,為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)或信息的傳遞總要有與外界連接的部位,那么這些從外界輸入信號(hào)或變頻器輸出的信號(hào)接口都有可能受到雷電浪涌沖擊。因?yàn)樽冾l器柜外部信號(hào)輸入變頻器端口的浪涌往往通過(guò)長(zhǎng)電纜，所以采用10/700μs波形，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定線到線間浪涌電壓為0.5kv，線到地間浪涌電壓為1kv。而樓內(nèi)變頻器之間傳遞信號(hào)的端口受到浪涌沖擊相當(dāng)于電源線上的浪涌沖擊，采用1.2/50(8/20)μs組合波，線到線、線到地浪涌電壓限值不變。一旦超過(guò)限值，信號(hào)端口和端口后的設(shè)備有可能遭受損壞。

3.電源端口

電源端口是分布最廣泛也最容易感應(yīng)或傳導(dǎo)雷電浪涌的部位，變頻器的電源端口為從配電屏到變頻器電源輸入端和從變頻器輸出端到電動(dòng)機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在1.2/50(8/20)μs 波形下線與線之間浪涌電壓限值為0.5kv，線到地浪涌電壓限制為1kv。但這里的浪涌電壓是指明工作電壓為220v交流進(jìn)入的，如果工作電壓較低則不能以此為標(biāo)準(zhǔn)，電源線上受較小的浪涌沖擊不一定立即損壞設(shè)備，但至少對(duì)壽命有影響。

4.接地端口

盡管在標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有專(zhuān)門(mén)提到接地端口的指標(biāo)，實(shí)際上變頻器的接地端口是非常重要的。在雷電發(fā)生時(shí)接地端口有可能受到地電位反擊、地電位升高影響，或者由于接地不良、接地不當(dāng)使地阻過(guò)大，達(dá)不到參考電位要求使設(shè)備損壞。接地端口不僅對(duì)接地電阻/接地線極(長(zhǎng)度、直徑、材料等)、接地方式、地網(wǎng)的設(shè)置等有要求，而且還與設(shè)備的電特性、工作頻段、工作環(huán)境等有直接的關(guān)系。同時(shí)從接地端還有可能反擊到變頻器內(nèi)的直流工作電源端口，損壞以直流為工作電壓的單元電路。綜上所述，變頻器的防雷可以考慮從四個(gè)關(guān)鍵的端口入手。

變頻器端口的保護(hù)措施有哪些

1.外殼端口

變頻器的外殼端口保護(hù)不僅僅是建筑物外殼，也應(yīng)當(dāng)包括變頻器外殼或變頻器柜的外殼，比如說(shuō)變頻器、變頻器柜室等。按照iec 1312—1《雷電電磁脈沖的防護(hù)》第一部分(一般原則)的適用范圍為:建筑物內(nèi)或建筑物頂部變頻器系統(tǒng)有效的雷電防護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、檢查、維護(hù)。其保護(hù)方法主要有三種:接地、屏蔽及等電位連接。

(1) 接地

iec1024—1已經(jīng)闡述了建筑物防雷接地的方法，主要是通過(guò)建筑物地下網(wǎng)狀接地系統(tǒng)達(dá)到要求。變頻器系統(tǒng)防雷時(shí)還要求對(duì)相鄰兩建筑物之間通過(guò)的電力線，信號(hào)傳輸電纜均必須與建筑物接地系統(tǒng)連接起來(lái)(不能形成回路)，以利用多條并行路徑來(lái)減少電纜中的電流。

變頻器系統(tǒng)的接地更應(yīng)當(dāng)注意系統(tǒng)的安全性和防止其它系統(tǒng)干擾。一般來(lái)說(shuō)工作狀態(tài)下變頻器系統(tǒng)接地不能直接和防雷地線相連，否則將有雜散電流進(jìn)入變頻器系統(tǒng)引起信號(hào)干擾。正確的連接方式應(yīng)當(dāng)在地下將兩個(gè)不同地網(wǎng)，通過(guò)放電器低壓避雷器連接，使其在雷擊狀態(tài)下自動(dòng)連通。

(2) 屏蔽

從理論上考慮，屏蔽對(duì)變頻器外殼防雷是非常有效的。但從經(jīng)濟(jì)合理角度來(lái)看，還是應(yīng)當(dāng)從設(shè)備元器件抗擾度及對(duì)屏蔽效能的要求來(lái)選擇不同的屏蔽方法。線路屏蔽，即在變頻器系統(tǒng)中采用屏蔽電纜已被廣泛應(yīng)用。但對(duì)于設(shè)備或系統(tǒng)的屏蔽需要視具體情況而定。iec提出了采用建筑物鋼筋連到金屬框架的措施舉例。

iec1312—2作了如下描述:建筑物內(nèi)部變頻器系統(tǒng)的主要電磁干擾源是由一次閃擊時(shí)的幾個(gè)雷擊的瞬時(shí)電流造成的瞬態(tài)磁場(chǎng)。如果包含變頻器系統(tǒng)的建筑物或房間，用大空間屏蔽，通常在這樣的措施下瞬時(shí)電場(chǎng)被減少到一個(gè)足夠低的值。

(3) 等電位接連

等電位連接的目的是減小變頻器之間和變頻器與金屬部件之間的電位差。在防雷區(qū)的界面處的等電位連接