今天,数字网络成为了机器设备有效信息交换中不可或缺的内容,而数字网络对于干扰和外界机器设备的影响十分敏感,为此必须考虑相关的保护方案。
为了实现机器设备制造有效的信息沟通,许多用户使用了Ethernet。无论是Ethernet还是Ethernet供电网络,对于高信息量的信息交换来说都是必要的。但是因为网络会受到如闪电和过压的功耗敏感的电磁干扰,所以必须采取有效的防护方案。在此,Weidmüller提供了可用于Ethernet网络过压防护的Varitector–Data CAT 6过压防护装置。
为了有效的防护机器设备不受闪电和过压的影响,防护装置能够准确的监测并承受过压载荷的大小十分重要。为此,Detmolder公司使用了Varitector–Logger 30型压敏电阻检测件,对电流脉冲进行监测并记录。
Varitector–Data CAT 6型过压防护装置可保护网络不受闪电和过压的影响,从而确保网络数据传输的质量和可靠性。过压的产生会导致整套设备出现运行故障且持续影响设备的运行。
新的Ethernet网络的过压防护装置可对大容量数据提供最大为250MHz(Class E)的保护;该型过压防护装置可实现直至Cat.5(至100MHz)的向下兼容。因为极限频率较高,为250MHz,所以该型过压防护装置的应用范围,最大可达到1GBASE–T标准规定的范围(图1)。Varitector–Data CAT 6型过压防护装置设计有4个带有RJ45插孔的电缆芯线对,该型过压防护装置用于保护Ethernet和电源通过Ethernet网络适用于PoE要求(IEEE 802.3af)和PoE+(IEEE 802.3af)。此外,人们可在Weidmüller公司的产品细目表中选择尺寸恰好匹配的传输线,这样也可以通过Power-over–Ethernet向其他机器设备传输功率。

图1 Ethernet的过压防护装置有两个细节,细节1为通过金属底部可靠避雷放电;细节2为极限频率升高到250MHz,因此Varitector–Data CAT 6型过压防护装置能够适用于1GBASE-T标准规定的使用范围
Varitector–Data CAT 6型过压防护装置坚固耐用的金属外壳有助于实现可靠的过压防护,并有助于防护小型干扰的影响。IP20具有使用寿命长的优点,其外形尺寸为75mm×19mm×46mm(高×宽×长),可直接安装在导轨上。该装置符合IEC 61643-21的C2/D1要求等级。冲击电流C2为5kA,电流D1为1kA。集成电路组件的设计标准最大持续电压Uc为60V,额定电流为1A。该过压防护装置的吸动时间为1ns,并在1 ns内回到静止位置,且该过压防护装置的集成电路组件可在-40℃~80℃的环境中正常运行。
Logger(记录器)记录并监测升高的电流脉冲
Varitector–Logger 30型过压保护装置是一个闪电记录仪,该装置的简单型设备用于测量闪电电流,而Weidmüller公司研制的新的Varitector–Logger 30型过压保护装置还可显示闪电电流值及时间点的功能。
使用Varitector–Logger 30型过压保护装置可为用户测量闪电过压保护并记录设备的载荷。在此,该装置从一个定义值开始测量脉冲强度,而脉冲由过压保护装置通过PE导体传导(工作电流为1tc8/20μs0.1kA,放电电流极限值为1mcw8/20μs40kA)。闪电和过压被持续记录下来,机器设备及其部件的载荷也随之得到监测。

图2 Varitector–Logger 30型过压保护装置记录升高的电流脉冲。可简单方便的检测造成过压原因,并记录包括时间和日期在内的检测结果。
即插即用装置使过压保护装置测量简单化
为了能够精准测量电流,过压保护装置的Logger中装有一个带铁氧体磁环的外设传感器,用于探测PE导体上由于闪电电击所产生的电流最大值(图2)。该装置的测量单元带有一个以小时为单位的计时器,该测量装置所探测的数据以时间和日期为单位记录下来。这样,用户可根据记录信号来查找机器设备产生过压的原因。机器的存储器已经存储所有信号以进行全面记录。
还有一个由两部分组成的LCD实时脉冲数据显示装置,一部分为文字显示,另一部分为图像显示;通过对操作按键的使用,菜单可引导读出LCD实时脉冲数据显示装置的信息显示,该装置装有可更换的CR123A 3V型内置电池(电池的使用寿命最短为4年),这样该LCD的实时脉冲数据显示装置的运行便不依赖于网络的电源,具有灵活的使用特点。Weidmüller公司研制的过压保护装置(达到IP 20防护等级)结构紧凑,且可通过即插即用装置方便的安装任何配电箱的导轨上(设备外壳符合2TE条件下运行的要求。Weidmüller公司研制的过压保护装置符合EN 62561-6标准和VDE 0185-561-6标准,可在-20℃~60℃的环境中可靠运行且按UL94标准以易燃等级V-0进行分类。
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