Приложение Е (справочное). Методы защиты счетчиков M-Bus от перепадов напряжения и громовых разрядов

Приложение Е
(справочное)

Методы защиты счетчиков M-Bus

от перепадов напряжения и громовых разрядов

В соответствии с общими требованиями к испытаниям на устойчивость к перепадам напряжения предполагается наличие испытательных импульсов продолжительностью 50 мкс и низким сопротивлением источника. Составляющие и значения рассчитываются из наихудших данных. Ожидается, что защитные элементы могут выдержать не менее 100 разрядов с указанным пиковым значением напряжения. Следует иметь в виду, что не все резисторы гарантированно выдерживают необходимую пиковую нагрузку.

Для достижения приемлемых результатов настоятельно рекомендуется заземление защитных элементов. В отсутствие такого заземления допускаются только чистые дифференциальные перепады напряжения. Системы без заземления могут быть использованы только с оконечными устройствами, которые имеют исключительно качественную развязку по земляной цепи и низкую симметричную емкость между каждой линией шины и землей.

Отчасти для TSS721 допускается импульсное отклонение до 200 В при сопротивлении источника 200 Ом и длительностью импульса 50 мс. Эти параметры могут быть обеспечены устройствами данной серии только в будущем.

Для внешних элементов реальные условия грозовых разрядов (продолжительность импульса до 1000 мкс) могут допускаться вплоть до значения нескольких кВ.

Все образцы выполняются с металло-оксидными варисторами в качестве защитных элементов. Более дорогие защитные элементы (полупроводникового типа) могут обеспечивать лучшие рабочие характеристики особенно на втором уровне защиты. Для таких устройств приемлемым является стандарт TSS721. Однако в настоящее время информация о воздействии длительных (50 мкс/1000 мкс) импульсов высокого напряжения, поступающих на входы BUSL по TSS721 отсутствует, и, соответственно, в настоящий момент произвести расчеты для самого неблагоприятного варианта не представляется возможным.

Рекомендации и расчеты подготовлены для следующих ситуаций:

а) Интегрированная защита внутри устройства, низкая стоимость, малый размер (SMD), улучшенные микросхемы TSS721 (200 В, 200 Ом, 50 мкс):

1) Без реверсивной защиты сети:

"Рисунок Е.1 - Без заземления (100 х 6 кВ х 50 мкс)"

"Рисунок E.2 - С заземлением (100 х 6 кВ х 50 мкс)"

2) С реверсивной защитой сети и стандартной микросхемой TSS721:

"Рисунок E.3 - Без заземления (100 x 10 кВ х 50 мкс, макс. 250 Vrms (среднеквадратичное напряжение в вольтах)"

"Рисунок E.4 - С заземлением (100 х 10 кВ х 50 мкс)"

b) Дополнительные внешние элементы защиты:

1) Ограниченная защита от скачков напряжения, реверсивная защита сети отсутствует, полная нагрузка в пределах сегмента, улучшенные микросхемы TSS721:

"Рисунок Е.5 - Без заземления (100 х 2 кВ х 50 мкс)"

"Рисунок Е.6 - С заземлением (100 х 2 кВ х 50 мкс)"

2) Полная защита от скачков напряжения, реверсивная защита сети отсутствует, рекомендованы улучшенные микросхемы TSS721, ограниченная нагрузка в пределах сегмента. Каждому устройству должна приписываться его удвоенная "нормальная" единичная нагрузка для компенсации возросших потерь напряжения в элементах защиты:

"Рисунок Е.7 - Без заземления (100 х 10 кВ х 50 мкс или 100 х 2 кВ х 1000 мкс)"

"Рисунок Е.8 - С заземлением (100 х 10 кВ х 50 мкс или 100 х 2 кВ х 1000 мкс)"

Полная защита от скачков напряжения, реверсивная защита сети, стандартная микросхема TSS721, ограниченная нагрузка в пределах сегмента. Каждому устройству должна приписываться его удвоенная "нормальная" единичная нагрузка для компенсации возросших потерь напряжения в элементах защиты. Кроме того, допускается использование только преобразователей логических уровней с В ( В):

"Рисунок Е.9 - Без заземления (100 х 8 кВ х 1 000 мкс)"

"Рисунок Е.10 - С заземлением (100 х 6 кВ х 1000 мкс)"