Iskierniki gazowe 153

Transkrypt

1 53

2 Te elementy składają się z dwóch lub trzech elektrod umieszczonych w obudowie, która jest wypełniona nieradioaktywnym gazem szlachetnym o określonym ciśnieniu. Obudowa jest rurką ceramiczną zakończoną z obu stron metalowymi wieczkami, które służą za elektrody. Iskierniki stosowane są przede wszystkim do ochrony przewodów telekomunikacyjnych, znajdują jednak także szerokie zastosowanie w innych dziedzinach. irma ITEL produkuje iskierniki gazowe od ponad 70 lat i tylko w ciągu ostatnich 30 lat wyprodukowała ponad 500 milionów sztuk, dzięki czemu jest drugim na świecie producentem iskierników. Napięcie zapłonu Napięcie świecenia Napięcie łuku elektrycznego Elektroda przewodząca Zabezpieczenie Prąd Izolacja aluminiowa Gaz szlachetny Brak emisji radiacyjnej Elektroda uziemienia Sposób funkcjonowania Podkładka izolująca dla zabezpieczenia termicznego Iskiernik gazowy zachowuje się jak bardzo szybki przełącznik, który przy wystąpieniu określonego napięcia zapłonu w wyjątkowo krótkim czasie zmienia swoje własności przewodzenia z izolatora na zwarcie (napięcie łuku ok. 20V). W związku z tym iskiernik gazowy może przyjmować cztery stany pracy: Stan uśpienia: Osiągany jest przez praktycznie nieograniczoną impedancję izolacyjną (zwykle >0 GΩ). Napięcie świecenia: Przy wystąpieniu napięcia zapłonu w iskierniku wzrasta przewodność w sposób gwałtowny. Kiedy odprowadzany prąd wynosi mniej niż 0,5A (to jest przybliżona wartość zależna od wykonania iskiernika), to na zaciskach pojawia się tzw. napięcie świecenia w zakresie 8000V. Wyładowanie łukowe: W miarę jak wzrasta prąd w iskierniku gazowym zamiast napięcia świecenia pojawia się napięcie łuku elektrycznego wynoszące ok. 20V. W tym stanie iskiernik gazowy jest najbardziej wydajny, gdyż może odprowadzać do ziemi prąd o wartości wielu ka, a przy tym napięcie na zaciskach nie wzrasta. Właściwości elektryczne Iskierniki gazowe można scharakteryzować przy pomocy następujących parametrów: napięcie zapłonu D wytrzymałość na prąd wyładowczy rezystancja izolacji pojemność To jest najważniejszy parametr, który opisuje działanie iskiernika gazowego. hodzi tu o napięcie, przy którym pomiędzy elektrodami nastąpi wyładowanie, gdy do iskiernika przyłożymy wolno rosnące napięcie (dv/dt=00 V/s). Napięcie zapłonu jest uzależnione od odległości między elektrodami, ciśnienia i właściwości gazu oraz substancji pokrywającej elektrody. Dostępne wykonania z napięciem zapłonu: minimalne napięcie: 75V średnie napięcie: 230V wysokie napięcie: 500V bardzo wysokie napięcie: 000 do 3000V Zakres tolerancji dla napięcia zapłonu wynosi generalnie ± 20% = 250V Obszar statyczny Impulsowe napięcie zapłonu = 600 V Obszar dynamiczny 00V/s 0,V/µs kv/µs Gaszenie: Gdy napięcie układu spada poniżej napięcia zapłonu i osiąga wartość zbliżoną do wartości napięcia świecenia, iskiernik powraca do swoich pierwotnych właściwości izolacyjnych. 54

3 i Prąd wyładowczy Ten parametr jest uzależniony od właściwości i objętości gazu, materiału, z którego są wykonane i czym są pokryte elektrody. Prąd wyładowczy to ważny parametr iskiernika i odróżnia go od innych elementów ochrony przepięciowej, jak warystory i diody. Dla standardowych elementów wynosi on dla impulsu 8/20 µs pomiędzy 5 i 20kA. Taki prąd wyładowczy iskiernik gazowy wytrzymuje wielokrotnie (badanie testowe to 0 takich impulsów) bez wpływu na jego budowę i parametry. i pojemność Te wielkości są tak dobrane, aby zainstalowany iskiernik gazowy w stanie nieprzewodzącym był możliwie niewidoczny dla układu elektrycznego. Rezystancja izolacyjna jest bardzo wysoka tj. >0 GΩ, a pojemność bardzo mała tj. < p. Wykonanie z 3 elektrodami Jeżeli przewód dwużyłowy (przykładowo przewód telefoniczny) jest chroniony dwoma iskiernikami gazowymi o 2 elektrodach, które są włączone między przewód a uziemienie, może wystąpić następujący problem: W obydwu chronionych przewodach występuje przepięcie. Z powodu tolerancji ±20% w zakresie napięcia zapłonu jeden z dwóch iskierników zadziała minimalnie szybciej (kilka mikrosekund) niż drugi. Przewód, w którym zadziałał iskiernik jako pierwszy, jest więc już uziemiony (przez wyładowanie łukowe), a drugi jeszcze nie, a więc dochodzi między tymi przewodami do bardzo dużej różnicy potencjałów. Dla chronionego urządzenia może to być przez te kilka mikrosekund bardzo groźne, zanim nie zadziała drugi iskiernik. Wykonanie z 3 elektrodami rozwiązuje ten problem, gdyż zadziałanie jednego bieguna powoduje prawie natychmiast (kilka nanosekund) zadziałanie drugiego bieguna, gdyż oba znajdują się w tej samej obudowie wypełnionej gazem. Uszkodzenie iskiernika Iskierniki gazowe są tak zbudowane, aby wytrzymały wiele impulsów prądu wyładowczego i nie uległy uszkodzeniu (przykładowo testuje się je 0 impulsami 5kA). Inaczej jednak zachowa się iskiernik, gdy zostanie obciążony stosunkowo dużym prądem przez dłuższy czas np. 0A przez 5 sekund, co może wystąpić w przypadku zerwania się linii średniego napięcia i jej upadku na linie telefoniczne. W tym przypadku iskiernik zostanie zniszczony. Jeżeli chcemy, aby przed końcowym uszkodzeniem iskiernik właściwie zadziałał (użytkownik dowie się o zwarciu), należy wybrać specjalny iskiernik gazowy z opcją zewnętrznego zwarcia. Normy Iskierniki gazowe firmy ITEL spełniają specyfikację i wymagania najważniejszych firm telekomunikacyjnych (np. rance Telecom, British Telecom) jak też międzynarodowe zalecenia ITUT K2 i normy IE 66433x. Produkty firmy ITEL irma ITEL oferuje szeroką paletę kilkuset iskierników gazowych, które spełniają większość wymagań i specyfikacji technicznych: iskierniki gazowe z 2 i 3 elektrodami napięcie zadziałania od 75 do 3500V odprowadzanie prądów wyładowczych od 5 do 50kA (8/20 µs) zewnętrzny element zwarciowy jako opcja montaż na podkładkach, płytkach, w złączkach oraz na powierzchniach elementów Iskierniki gazowe i Bazując na przeszło 70letnich doświadczeniach w produkcji iskierników gazowych jak też wyjątkowej znajomości zagadnień technicznych firma ITEL rozwinęła specjalną technologię produkcji iskierników gazowych (Gasfilled Spark Gap, ). Te elementy znajdują zastosowanie w sieciach prądu zmiennego. Posiadają one zarówno w zakresie prądów udarowych o kształcie fali 0/350 µs jak i prądów wyładowczych 8/20 µs wyjątkowo dobre zdolności gaszenia tych prądów jak też wysoką zdolność ich odprowadzania. Iskierniki gazowe stanowią serce technologii VG, która w porównaniu do technologii iskierników powietrznych charakteryzuje się dużo lepszymi parametrami technicznymi i nie posiada wad tego drugiego rozwiązania. ITEL produkuje około 20 specjalnych typów i stosowane są one prawie wyłącznie we własnych ograniczni kach przepięć jak np. w technologii VG. Iskierniki (Gas Discharge Tube) produkowane są przez firmę ITEL w około tysiącu wykonań i sprzedawane są wszystkim zainteresowanym. 55

4 Iskierniki gazowe 2elektrodowe Pojemność Napięcie wytrzymywane (R = 300 Ohm szeregowo R = 50 Ohm; 00n równolegle) Zdolność gaszenia prądu następczego (Ifi) (przy napięciua) BH BH75 655V <640V >0GW <0.8 p >60V 20A 30kA 5kA BH 7208V <640V >0GW <0.8 p >80V 20A 40kA 20kA BH BHSQ MS BH BH V <700V >0GW <0.8 p >80V 20A 40kA 20kA BH V <850V >0GW <0.8 p >80V 20A 40kA 20kA Ø Ø BH V <000V >0GW <0.8 p >80V 20A 40kA 20kA BHS 6 + BH > 000V BH V <200V >0GW <0.8 p >80V 20A 40kA 20kA Ø (BHS) Ø 0.8 (BHS8) BH V <200V >0GW <0.8 p >80V 20A 40kA 20kA BHSQ BH V <400V >0GW <0.8 p >80V 0A 25kA 0kA BH V <200V >0GW <0.8 p >20V 0A 25kA 0kA Podłączenie (Ø lub 0.8 mm): BHS lub BHS8 BHS na taśmie: 500 sztuk Zwarcie zewnętrzne: BH Elektroda prostopadła/ SMD : BHSQ MS BHSQ MS na taśmie : 500 sztuk BH V <2300V >0GW <0.8 p >20V 0A 25kA 0kA BHS BH V <3800V >0GW <0.8 p >20V 0A 25kA 0kA BH V <4600V >0GW <0.8 p >20V 0A 25kA 0kA A8B A8B V <000V >GW <0 p >72V 20A 25kA 0kA A8B A8B V <000V >GW <0 p >72V 20A 25kA 0kA 50 8± A8B V <000V >GW <0 p >72V 20A 25kA 0kA 22 ± A8BB A8BB V <700V >GW <0 p >72V 20A 25kA 0kA A8BB 32,5 A8BB V <0V >GW <0 p >72V 20A 25kA 0kA

5 Iskierniki gazowe 2elektrodowe Pojemność Napięcie wytrzymywane (R = 300 Ohm szeregowo R = 50 Ohm; 00n równolegle) Zdolność gaszenia prądu następczego (Ifi) (przy napięciua) BA BA75 655V <640V >0GW <0.3 p >60V 0A 25kA 0kA BA BA 7208V <640V >0GW <0.3 p >60V 0A 25kA 0kA BA BASQ MS 5 ± ± 0.2 Ø 5 ± 0.5 Ø 5 ± 0.5 BA V <700V >0GW <0.3 p >80V 0A 25kA 0kA BASQ BA V <700V >0GW <0.3 p >80V 0A 25kA 0kA BAS 6 ± BA BAS BA V <0V >0GW <0.3 p >80V 0A 25kA 0kA BA V <0V >0GW <0.3 p >80V 0A 25kA 0kA BA V <200V >0GW <0.3 p >80V 0A 25kA 0kA Ø 0.8 Podłączenie drutowe: BAS Zwarcie zewnętrzne: BA BAS na taśmie 800 szt. Wersja SMD: BASQ MS (elektroda prostopadła) i BA MS BASQ MS i BA AM na taśmie: 000 szt BB BB75 655V <640V >0GW <0.8 p >60V 0A 25kA 0kA BB 7208V <640V >0GW <0.8 p >60V 0A 25kA 0kA BB 6 ± 0.3 BB 6 ± 0.3 BB BB V <640V >0GW <0.8 p >75V 0A 25kA 0kA Ø 8 ± 0.3 Ø 8 ± BB BB V <700V >0GW <0.8 p >80V 0A 25kA 0kA BBS 6 ± BB V <850V >0GW <0.8 p >80V 0A 25kA 0kA Ø 0.8 BBS BB V <200V >0GW <0.8 p >80V 0A 25kA 0kA BB V <200V >0GW <0.8 p >80V 0A 25kA 0kA Podłączenie drutowe: BBS Zwarcie zewnętrzne: BB BBS na taśmie 500 szt 57

6 Iskierniki gazowe 3elektrodowe Pojemność Napięcie wytrzymywane (R = 300 Ohm szeregowo R = 50 Ohm; 00n równolegle) Zdolność gaszenia prądu następczego (Ifi) (przy napięciua) BT BT 7208V <640V >0GW <0. p >70V 20A 25kA 20kA BT V <640V >0GW <0. p >80V 20A 25kA 20kA BT BT V <700V >0GW <0. p >80V 20A 25kA 20kA BT. ± 0.3 Ø 8.25± 0.5 Ø BTS E 47 ± 5. ±0.3 E2 8 ±0.5 BT V <0V >0GW <0. p >80V 20A 25kA 20kA M BT BT V <00V >0GW <0. p >80V 20A 25kA 20kA BTR BTR. ± Ø8.25 ±0.5 BTR Ø ±0.3 ± ±0.3 ± ±0.5 BTS Podłączenie drutowe: BTS Wykonanie z nóżkami: BTR Zwarcie zewnętrzne: BT, BTR BM BM 7208V <640V >0GW <0.5 p >60V 0A 25kA 0kA BM V <640V >0GW <0.5 p >80V 0A 25kA 0kA BM / BMSQ 7.5±0.3 BM 7.5± BM BM V <700V >0GW <0.5 p >80V 0A 25kA 0kA Ø5± BM V <0V >0GW <0.5 p >80V 0A 25kA 0kA BMSQ MS L BMS BMSQ MS L BM SQ BM V <00V >0GW <0.5 p >80V 0A 25kA 0kA 8.5± ± E 47±5 7.5±0.5 E2 8±5 Ø M BMS Podłączenie drutowe: BMS, BMS5 Zwarcie zewnętrzne: BM, BM L Wersja SMD: BMSQ MS (elektroda prostopadła) i BM MS MS na taśmie: 000 szt BMS5 58

7 Zdolność gaszenia prądu następczego (Ifi) (napięcie A) Maks. prąd udarowy (0/350 µs; wg IE 6643) BG BG V <500 V >0GW > 00 A 60 ka 00 ka 5 ka BG V <500 V >0GW > 00 A 60 ka 00 ka 5 ka 7.8±0.3 BG V <800 V >0GW > 00 A 60 ka 00 ka 5 ka BG V <2000V >0GW > 00 A 60 ka 00 ka 5 ka Ø.8±0.3 B B V <500 V >0GW > 00 a 80 ka 50 ka 50 ka B V <2500 V >0 GW > 00 A 80 ka 50 ka 50 ka 7.8±0.3 Ø5.8±0.3 (IE 6643) Maks. prąd udarowy (0/350 µs; wg IE 6643) B P00 BP V <0V >0 GW 80kA 50kA 50kA BP V <0V >0 GW 80kA 50kA 50kA BP V <000V >0 GW 80kA 50kA 50kA B P ± 0.3 BP V <200V >0 GW 80kA 50kA 50kA BP V <300V >0 GW 80kA 50kA 50kA BP V <500V >0 GW 80kA 50kA 50kA Ø6 B P00S 500 ± ± 0 75 ± 0 Ø7 BE BE V <500V > GW 00kA 50kA 00kA BE 50 ± 0 48±0.5 28±0.5 Ø32±0.3 M8 M8 5

8 DS60VGPVS + ++ Złączki z iskiernikami do linii przesyłowych sygnałów Seria R080xxxx Ochrona 2 żył Szybki montaż zaout pomocą szyny nośnej TH Uziemienie za pomocą zacisku śrubowego Bardzo wąske, zajmujące mało miejsca i ekonomiczny kształt B B P D3 P S230 OUT P 6 4 In P 5 7 L/N L N +24V 63, : Iskierniki gazowe V: Warystor Alarm out 6 Alarm out Ground 4 RS485A 5 RS485B Supply / 7 R080G L/N +24V 2 J 3,5 OUT 8 MJ8AT6 R080R080V 2) ) R080Ü 80 4 A A OUT 8 20 Signal Ground Supply/Signal Groun or RS485 Signal Groun 3, ,5 4 4 OUT 5 L/N N 58,5 N 55,8 M3 Gasableiter 40 Nin Lin Nin Nin Lout Nout Nout t a b 2a 2b t 2b 2a b a EQUI P IL Un Uc I Up ta 72 P2 P2 P P + Nout Erde DS00PV () () Ausgang / Endgerät Eingang / Antenne 2 + Ground R080Ü V R080Ü 50V R080Ü 230V R080Ü 500V R080Ü 600V R080V 30V R080V 60V R080V 75V R080V 20V R080V 275V 0A 5A >0A 24 V 50V Equip 230V 500V 600V 38V 85V 00V 50V 350V Line 8,5 Eingang / Ausgang47V / Un +/ 20% 00V 20V 80V 430V 0kA 5kA 0kA 6,5kA Antenne EndgerätkA <700V <750V <200V <3V <65V <200V <300V <70V DS250VG6 00 ns ns < p <2,2 p <4,5 p <3,8 p <, p (L) L <820 p Uzieminie do ² 6 0,2 4 mm IP20 szyna nośna TH35 mm według EN50022 /4 patrz rysunek wymiarowy tworzywo termoplastyczne UL4 V0 Wejście / Wyjście / przez zacisk śrubowy antena chronione urządzenie 44 EN6643 /IE6643 Line Prąd znamionowy 72 8 Napięcie znamionowe Maks. dop. napięcie robocze (8/20 µs) Napięciowy poziom ochrony zas zadziałania Pojemność70 Zakres Lin Lin temperatur Nin pracy Przekrój przewodu Stopień ochrony obudowy Sposób montażu Szerokość montażowa Materiał obudowy Uziemienie Lout Lout kontrolne Nout Normy Inne wykonania na zapytanie 67 RJ45 Shielding (Metallic enclosure) 3 Erde 5 () M +/ 00 BaseT Data Line Protector Ref. P4AT5 45 Equipment Side (Protected) " GS