산업 자동화 제어 캐비닛의 과전압 보호

리사 아이텔(Lisa Eitel) | 2021년 6월 19일

산업용 제어 캐비닛이 제어하는 ​​자동화 시설은 캐비닛의 구성 요소에 의존하여 전력 변동에도 안정적으로 작동합니다. 이러한 구성 요소에는 로컬 전원 공급 장치, PLC, 데이터 로거, 네트워킹 및 기타 통신 장비, IO가 포함되며 모두 전압 서지의 해로운 영향에 취약합니다.

과전압이라고도 알려진 전압 서지는 다음과 같은 이유로 발생할 수 있습니다.

• 대형 모터가 꺼지거나 켜지는 것과 같은 갑작스러운 공장 현장 전력 이벤트• 유도성 또는 용량성 부하가 꺼지거나 켜지는 것으로 인한 주기적 과전압• 몇 퍼센트를 초과하는 유틸리티 배전선의 시스템 유발 변동• 낙뢰와 같은 외부 이벤트

주기적 과전압, 수 마이크로초에서 수 밀리초 동안 지속되는 일시적인 스파이크 또는 전압 상승(또는 강하) 등 모든 과전압은 제어 캐비닛 구성 요소뿐만 아니라 해당 제어에 의존하는 기계 및 장비에 상당한 손상(심지어 전체 고장)을 초래할 수 있습니다. 내각. 제어 캐비닛으로의 과전압 경로는 들어오고 나가는 도체를 따라 있습니다.

과전압 후 측정 장치의 단락

이것이 바로 과전압 손상으로부터 보호하기 위한 산업용 서지 보호기가 필수적인 이유입니다. 이러한 서지 보호기는 제어 캐비닛에 설치되며 DC 및 AC 전원은 물론 디지털 및 아날로그 신호 전송을 위해 연결된 장비를 포함하여 값비싸고 민감한 장비로부터 유해한 서지 전압을 전환합니다.

용어서지 보호 장치 또는 SPD는 전압 서지로부터 산업 자동화 시스템을 보호하는 광범위한 구성 요소를 가리키는 포괄적인 용어입니다. SPD는 일시적인 과전압을 제한하고 전류 파동의 방향을 변경하여 관리 가능하고 안전해질 때까지 과전압의 크기를 줄입니다. 두 가지 주요 SPD 구성 요소 하위 유형에는 서지 방지기와 서지 보호기가 포함됩니다.

산업용 서지 피뢰기 스위칭 및 낙뢰로 인한 과전압의 영향으로부터 장비를 보호하기 위해 유틸리티 전력 변전소 및 더 많은 지역 전압 강하 위치에 설치하십시오. 실제로 NEC(National Electric Code)에서는 서지 어레스터를 서지 전류를 우회 또는 방전하여 과전압을 제한하고 향후 과전압에 대해 이러한 기능을 반복하는 기능을 유지하면서 전류 흐름을 제거할 수 있는 보호 장치로 정의합니다. 서지 피뢰기는 보호하는 장비와 병렬로 연결됩니다. 이를 통해 서지 피뢰기는 장비를 통한 전압 서지를 제한하고 전류를 안전하게 접지로 리디렉션할 수 있습니다.

IEEE 1100-2005에 정의된 전압 서지는 전압 상승과 과도 현상을 모두 포함합니다. DIN 레일 장착 과전압 및 저전압 제어 이미지(Shutterstock을 통해 제공)

산업용 서지 보호기 또한 과전압으로부터 전기 및 전자 부품을 보호하는 역할도 합니다. 그러나 이는 전류를 단락하거나 차단하여 부품에 공급되는 전압을 제한함으로써 그렇게 합니다. 그러면 전압이 안전한 수준으로 낮아집니다. 이러한 산업용 서지 보호기는 설계에 적합한 전류가 소스에서 연결된 다양한 산업용 구성 요소로 흐르도록 합니다. 그런 다음 소스의 전압이 스파이크 또는 서지되는 경우(허용된 임계값 이상으로 상승하는 경우) 서지 보호기는 추가 전기를 접지선으로 리디렉션합니다. 많은 서지 보호기에서 잉여 전압의 방향을 바꾸는 것은 금속 산화물 배리스터 또는 MOV입니다.

전력회사에서는 변압기가 전압을 쉽게 낮추거나 높일 수 있기 때문에 전기를 AC로 전송합니다. 중요한 점은 AC 전원에는 전력 품질 장비가 포함되어야 한다는 것입니다.

산업용 서지 보호 장치는 세 가지 기본 범주로 분류됩니다.

• 저전압 SPD• 중전압 SPD• 고전압 SPD

고전압 및 중전압 SPD는 일반적으로 과전압을 해결하기 위해 제한을 사용합니다. 이와 대조적으로 저전압 SPD는 세 가지 다른 방식을 취합니다.