Vai izpētāt pārsprieguma aizsargu principus?
Es joprojām jūtu piedegušas lakas smaku no testa, ko veicām pagājušajā gadā — viens 6 kV spriegums, un maketa plate pussekundes laikā kļuva melna.
Pārsprieguma aizsargs darbojas, uztverot papildu enerģiju un novadot to uz zemi, pēc tam pazeminot spriegumu zem līmeņa, kas var kaitēt jūsu iekārtām. Es katru dienu būvēju šīs ierīces Venžou un testēju tās atbilstoši IEC 61643-11 standartam.
Ja zināt, kā šis triks tiek darīts, varat izvēlēties pareizo detaļu un vairs nemaksāt par specifikācijām, kuras nekad neizmantojat. Turpiniet lasīt, un es jums parādīšu ierīces būtību.
Galvenie mērķi: enerģijas pārnešana un sprieguma ierobežošana?
Reiz redzēju, kā 40 kA pārspriegums par vienu mikrosekundi nokavēja pārveidotāja darbību, jo MOV noklikšķēja laikā — šis mazais disks izglāba 12 000 dolāru vērtu invertoru.
Divi galvenie mērķi ir: (1) ātri pārvietot pārsprieguma enerģiju uz zemi un (2) uzturēt spriegumu, kas sasniedz slodzi, zem drošības robežas, kas norādīta datu lapā.
Kā enerģija pārvietojas kastes iekšpusē
Līnijā rodas pārspriegums. MOV pretestība samazinās no megaomiem līdz omiem nanosekundēs. Strāva iet pa vieglāko ceļu caur ierīci un pēc tam plūst pa zaļi dzelteno zemējuma vadu. Jo karstāks vads, jo zemāka tā pretestība, tāpēc mēs izmantojam 6 mm² Cu un vadu nodrošinām zem 50 cm. Jebkurš papildu garums pievieno 1 µH induktivitātes, un tas pievieno 1 kV caurlaidības spriegumam. Klienti aizmirst šo detaļu un vaino detaļu, ja plate tik un tā sabojājas.
Sprieguma un caurlaidības sprieguma salīdzinājums
Cilvēki jauc šos divus skaitļus. Spriegums, ko redz MOV, ir tas, ko rada slodze. Caurlaides spriegums ir tas, ko redz slodze pēc kabeļa atvienošanas. Es savā testa lapā vienmēr norāju abus. Detaļa, kas spriegojas pie 700 V, joprojām var ļaut 1200 V sasniegt VFD, ja zemējuma aste ir 80 cm. Nogriežot asti, pārtrauciet sāpes.
Reāli dati no mūsu laboratorijas
| Pārsprieguma līmenis | MOV izmērs | Zemes svins | Caurlaidīgs | Rezultāts |
| 20 kA 8/20 µs | 32 mm disks | 25 cm | 980 V | IZPILDĪTS |
| 20 kA 8/20 µs | 32 mm disks | 80 cm | 1,450 V | NEKĻŪDA |
| 40 kA 8/20 µs | 40 mm disks | 25 cm | 1,050 V | IZPILDĪTS |
Tabulā redzams, ka kabeļa garums ir lielāks par MOV izmēru. Es katram pircējam saku: iztērējiet vienu papildu dolāru īsiem vadiem, pirms iztērējat piecus par lielāku detaļu.
Kāpēc hibrīdmodeļu dizainā mēs pievienojam gāzizlādes cauruli?
MOV nolietojas pēc spēcīgiem triecieniem. GDT var uzņemt vairāk impulsu, bet ir lēns. Mēs tos ieslēdzam paralēli. MOV ieslēdzas pirmais un nofiksējas pirmās 100 ns. Pēc tam GDT ieslēdzas un saņem kopējo strāvu. MOV atrodas miera stāvoklī un kalpo ilgāk. Hibrīds tagad ir mūsu vislabāk pārdotais produkts Vācijas saules bateriju parkiem, jo objekta komanda vēlas 20 gadu kalpošanas laiku, nevis piecus.
Galvenās sastāvdaļas un hierarhiski aizsardzības mehānismi?
Es atveru vienu no mūsu 1.+2. tipa iekārtām un redzu MOV, GDT, drošinātājus un nelielu termoslēdzi, kas noguruma gadījumā klikšķina kā tējkanna.
Galvenās daļas ir: (A) varistori jeb GDT, kas patērē enerģiju, (B) termiskie atvienotāji, kas aptur ugunsgrēkus, un (C) rezerves drošinātāji, kas novērš īsslēgumus. Mēs tos sakraujam trīs slāņos, lai tie atbilstu elektroinstalācijas sistēmai rūpnīcā.
Pirmais slānis: 1. ierakstiet pie servisa durvīm
Šajā daļā ir novērojama tieša zibens izlāde. Mēs izmantojam 25 kA 10/350 µs impulsa cauruli un 50 kA MOV bloku. Mērķis ir samazināt zibens spriegumu no 1000 kV līdz mazāk nekā 4 kV, pirms tas nonāk sadales skapī. Mēs to uzstādām uz 35 mm DIN sliedes un savienojam ar 16 mm² Cu vadu ar galveno zemējuma stieni. Viens skrūves caurums nepareizā vietā pievieno 2 µH un 2 kV papildus. Es divreiz pārbaudu rasējumu; pircējs ietaupa izdegušu transformatoru.
Otrais slānis: 2. tips apakšpaneļos
Šis slānis aptur tuvumā esošu elektrošoku vai lielas motora pārslēgšanās izraisītus pārspriegumus. Mēs izvēlamies 40 kA 8/20 µs MOV tranzistorus ar termisko atvienošanu. Detaļa tiek pievienota, lai lietotājs to varētu nomainīt, neizslēdzot strāvas padevi. Mēs pievienojam zaļu gaismas diodi, kas nodziest, kad detaļa ir neaktīva. Kāds objekta vadītājs Milānā man pastāstīja, ka viņš var pārbaudīt 50 paneļus desmit minūtēs, vienkārši ejot pa eju un skaitot zaļos punktus.
Trešais slānis: 3. tips pie slodzes
Piedziņām, PLC un datoriem ir nepieciešama lokālā aizsardzība. Mēs izmantojam 10 kA 8/20 µs ierīces ar caurlaidību zem 900 V. Detaļa ietilpst sienas kārbā vai kontaktligzdas sloksnes iekšpusē. Kabelim no 2. tipa līdz slodzei jābūt mazākam par 10 m. Ja posms ir garāks, mēs pievienojam vēl vienu 3. tipa kabeli. Reiz es ietaupīju 4000 USD vērtu servo, pievienojot 9 USD vērtu kontaktligzdas SPD, jo panelis atradās 30 m attālumā.
Kā slāņi sarunājas savā starpā
Enerģija ir kā ūdens. Ja pirmais dambis ir pilns, otrajam dambim jābūt gatavam. Sprieguma līmeņus iestatām pakāpeniski: 1. tipa skavas pie 1,8 kV, 2. tipa pie 1,4 kV, 3. tipa pie 0,9 kV. Apakšējais slānis nekad nesākas pirms augšējā slāņa, tāpēc katra daļa dala slodzi. Mēs pārbaudām pilnu ķēdi savā laboratorijā ar trim virknē savienotām ierīcēm un 100 kA triecienu. Caurlaide gala kontaktligzdā ir 720 V, kas ir drošs jebkuram 230 V piedziņai.
Detaļu saraksts, ko mēs izmantojam katru dienu
| Daļa | Loma | Specifikācija | Dzīves cikli |
| 40 mm MOV | Skava | 40 kA 8/20 µs | 20 lieli hiti |
| Termiskais slēdzis | Ugunsdrošības apturēšana | 120 °C | Viens šāviens |
| 6 A gG drošinātājs | Īss skaidrs | 50 kA pārtraukšanas strāva | Viens šāviens |
| GDT caurule | Rezerves kopija | 600 V dzirkstele | 100 trāpījumi |
| LED + rezistors | Statuss | 2 mA notece | 10 gadi |
Sadarbība un drošības dublēšana?
Es joprojām atceros dienu, kad pārsprāga termiskais drošinātājs un sarkanais karodziņš lika tehniķim nomainīt ierīci — nekādas drāmas, nekāda ugunsgrēka, tikai piecu minūšu pārtraukums.
SPD ir jādarbojas ar slēdžiem, zemējumu un kabeļu izvietojumu. Mēs pievienojam termiskos drošinātājus, mikroslēdžus un tālvadības signālus, lai objekta komanda zinātu, kad detaļa ir nogurusi, un rezerves kopiju varētu uzstādīt.
Kāpēc SPD ir nepieciešams Breaker kā draugs
MOV var izraisīt īsslēgumu, kad tas pārstāj darboties. Rezerves drošinātājam ir jānovērš kļūme, pirms panelis izdeg. Mēs saskaņojam drošinātāja līkni ar MOV īsslēguma strāvu. 40 kA MOV pārstrāva pārstrāva 1 kA īsslēgumā. Mēs izvēlamies 6 A gG drošinātāju, kas pārstrāva 1 kA laikā pārstrāva 0,1 s. Drošinātājs nekad nepārdeg pie normālas pārsprieguma strāvas, jo tā ilgst mikrosekundes. Matemātika ir sarežģīta, bet tā darbojas. Es dodu pircējiem drošinātāju shēmu, lai viņu elektriķis nevarētu minēt.
Attālā signalizācija lieliem objektiem
Viens klients apkalpo stikla krāsnis visu diennakti. Viņš nevar katru nedēļu staigāt pa rūpnīcu. Mēs pievienojam SPD iekšpusē mikroslēdzi, kas pārslēdzas, kad atveras termiskais disks. Slēdzis baro 24 V PLC ieeju. Sarkana lampiņa uz HMI norāda, ka "SPD nedarbojas". Operators mums piezvana, mēs nosūtām rezerves kasetni, un viņš to nomaina nākamajā maiņas maiņā. Nulle neplānotu apstāšanās divu gadu laikā.
Koordinācija ar RCD un loka detektoriem
Daži inženieri baidās, ka SPD noplūde izraisīs RCD iedarbināšanu. Mēs uzturējam noplūdi zem 0,3 mA pie 230 V. 30 mA RCD to nekad neredz. Ja objektā tiek izmantoti loka detektori, mēs SPD priekšā pievienojam EMI filtru, lai augstfrekvences fiksācija neapmāna detektoru. Mēs pārbaudījām šo maisījumu TÜV Rheinland un izturējām pārbaudi.
Galvenie darbības rādītāji?
Katrā sūtījumā es izsekoju trīs rādītājus: caurlaides spriegumu, atteices līmeni uz 1000 gab. un maiņas laiku uz vietas. Ja rodas kādas novirzes, es apturu līniju.
Galvenie KPI ir: (1) laboratorijā izmērītais sprieguma aizsardzības līmenis (Up), (2) pārsprieguma kalpošanas laika skaitīšana pirms nolietojuma un (3) vidējais nomaiņas laiks (MTTR) aktīvajās sistēmās. Es šos rādītājus reģistrēju katrai pārdotajai partijai.
Kāpēc caurlaidība ir galvenais
200 V sprieguma kritums augšup var divkāršot diska kalpošanas laiku. Mēs pārbaudām katru MOV disku ar 100% strāvu un reģistrējam spriegumu. Diski, kas rāda augstu spriegumu, tiek savienoti ar saules enerģijas parka līniju, kur fiksācija ir mazāk kritiska. Diski, kas rāda zemu spriegumu, tiek savienoti ar Vācijas PLC līniju. Šāda veida diski palielina ražošanu par vienu stundu, bet samazina lauka kļūmes par 40%. Es maksāju par stundu, ietaupu nakts dežūru.
Dzīvības skaitīšanas tests, ko veicam
Mēs ik pēc piecām minūtēm ieslēdzam 20 kA strāvu vienai un tai pašai detaļai, līdz termoslēdzis pārsprāgst. Rekorda turētājs izturēja 27 impulsus. Mēs publicējam līkni datu lapā. Pircēji redz, ka detaļa joprojām darbojas pēc desmit gadiem ar normālu pārspriegumu. Šis viens grafiks noslēdz vairāk darījumu nekā mans labākais cenas samazinājums.
Secinājums
Enerģijas pārnešana, nospiešana, slāņi, dublēšana un skaidri KPI — tas ir viss stāsts. Izvēlieties SPD ar zemu caurlaidības un atgriešanās ātrumu, un jūs nopērkat miegu.