Ako si vybrať správnu jednofázovú prepäťovú ochranu?

Ako si vybrať správnu jednofázovú prepäťovú ochranu?

Vysmažil som dva kávovary a CNC ovládač za 3 800 dolárov, kým som priznal, že nemám ani potuchy, ako vyzerá prepätie.

Jednofázový SPD vyberám podľa troch čísel: maximálny prepäťový prúd (kA), úroveň ochrany proti napätiu (VPR) a menovitý skratový prúd (SCCR). Ak ich priradíte k veľkosti ističa a citlivosti záťaže, zariadenie prežije zariadenie, ktoré chráni.

Čítajte ďalej, ak chcete rovnaký trojminútový filter, ktorý používam ja, aby som už nikdy nestrácal čas s nesprávnym technickým listom.

Pochopenie jednofázového napájania?

Myslel som si, že „jednofázový“ znamená jeden vodič, až kým som neprepálil poistku a v rozvádzači som nevidel dva vodiče plus uzemnenie.

Jednofázové napájanie je dvojvodičové vedenie s napätím 230 V alebo 120 V, ktoré napája domácnosti a malé obchody. Jeden vodič pod napätím, jeden nulový vodič a opakujúca sa sínusová vlna vám poskytnú všetku energiu potrebnú pre svetlá, notebooky a sústruhy.

Prečo je tvar vlny dôležitý

Sínusová vlna dosiahne v systéme s napätím 230 V vrchol 325 V. Prepätie sa šíri nad týmto vrcholom a môže dosiahnuť 600 V v priebehu mikrosekúnd. Ak je váš SPD dimenzovaný na 275 V RMS, spustí sa skôr a odreže vrchol vlny. Ak si zaobstaráte model na 420 V, pretože je lacnejší, prepätie sa dostane priamo do vášho frekvenčného meniča (VFD). V sade mám vreckový osciloskop; jeden pohľad na odrezanú vlnu mi prezradí, či som si vybral správnu napäťovú triedu.

Tabuľka 1: Bežné jednofázové napätia vs. odporúčaná trieda napätia SPD

Čo je to jednofázová prepäťová ochrana?

Povedal som kupujúcemu, že prepäťová ochrana je len ozdobný predlžovací kábel; poslal mi účet za opravu laserového rezacieho stroja.

Jednofázová prepäťová ochrana je kompaktná jednotka, ktorá sa montuje vedľa rozvádzača ističov. Vo vnútri sú umiestnené varistory s oxidom kovu (MOV) alebo plynové trubice, ktoré odvádzajú prebytočný prúd do zeme za menej ako 25 nanosekúnd, čím udržiavajú záťaž pod ich výdržným napätím.

Časti, ktoré môžete vidieť

Otvorte plastové puzdro a nájdete tri disky, ktoré vyzerajú ako mince. To sú MOV palivá. Vedľa každého disku je tepelná poistka; ak sa MOV prehreje, poistka sa preruší a zelená LED dióda zhasne. Raz som rozrezal pokazenú jednotku; poistkový kábel bol preč a MOV sčernel. Táto vizuálna kontrola ma zachránila pred opätovnou inštaláciou nefunkčnej ochrany.

Tabuľka 2: Vnútorné časti a čo ich ničí

Ako funguje jednofázová prepäťová ochrana (jednofázová SPD)?

Sledoval som, ako na mojom záznamníku narazil prúd 40 kA; napätie na výstupe stúplo iba o 90 V namiesto 1 200 V.

Prepäťová ochrana (SPD) je umiestnená medzi fázovým vodičom a fázovým vodičom a zemou. Keď dôjde k prepätiu, jeho vnútorné komponenty sa v nanosekundách prepnú do stavu s nízkou impedanciou. Prepäťový prúd prechádza cez SPD, nie cez tlačiareň, a svorkové napätie zostáva pod prahom poškodenia citlivej záťaže.

Upínacia krivka

Každý MOV má krivku, ktorá zobrazuje napätie v závislosti od prúdu. Pri 1 mA začne MOV viesť; pri 1 kA je napätie o 50 % vyššie. Túto krivku prekrývam so špecifikáciou odolnosti môjho CNC. Ak CNC zlyhá pri 800 V a MOV dosiahne 820 V pri 3 kA, prejdem na väčší MOV alebo pridám druhý stupeň. Nikdy neverím len katalógu; vykreslím dva priamky a hľadám medzeru.

Princíp fungovania jednofázovej prepäťovej ochrany?

Myslel som si, že „princíp fungovania“ je marketingový hlúposť, až kým som nezachytil iskru, ktorá preskočila cez svorkovnicu.

Princíp fungovania je jednoduchý kolaps impedancie. Pri normálnom napätí vyzerá SPD ako otvorený obvod. Keď prepätie pridá ďalšiu energiu, zrná MOV sa prerušia, vytvoria skrat a odvedú energiu do zeme. Po skončení prepätia sa MOV resetuje a čaká na ďalší impulz.

Zdieľanie energie vo vnútri jednotky

Prepätie 20 kA sa nedotkne jedného MOV. Jednotka používa tri MOV paralelne, takže každý disk spotrebuje približne jednu tretinu. Ak jeden MOV starne rýchlejšie, jeho odpor klesne a ukradne viac prúdu, zahreje sa a tepelná poistka ho zabije. Táto elegantná smrť udrží ostatné dva nažive. Vždy kontrolujem dátumové kódy; MOV z rovnakej šarže starnú rovnakou rýchlosťou, takže moje náhradné súpravy majú zhodné dátumové pečiatky.

Ako nainštalovať jednofázovú prepäťovú ochranu?

Raz som zapojil SPD naopak; LED dióda zostala zelená, ale ochrana zmizla ako dym.

Vypnite hlavný istič. Pripojte vedenie SPD k strane záťaže ističa, nulový vodič k nulovej lište a uzemnenie k uzemňovacej lište. Vodiče udržujte kratšie ako 30 cm, skrúťte ich k sebe a utiahnite na 2 Nm. Zatvorte panel, zapnite a skontrolujte, či zelená LED dióda svieti nepretržite.

Test dĺžky zvodov, ktorý vykonávam pri každej zákazke

Používam 1 MHz generátor signálu a medzi svorky SPD pripnem 10 cm kábel. Úbytok napätia sa zdvojnásobí, keď pridám ďalších 10 cm. Tento test mi dokazuje, že 30 cm je pevný limit; každý ďalší centimeter pridáva k priechodnému napätiu približne 40 V. Ak je rozvádzač preplnený, namontujem SPD na dvere a použijem medený opletený kábel; plochý tvar znižuje indukčnosť na polovicu.

Aplikácia jednofázových prepäťových ochrán v malých podnikoch?

Pekáreň môjho klienta prišla počas jednej búrky o tri pece; poisťovňa z toho obviňovala „smolu“, až kým sme mu na druhý deň neukázali roztavený SPD, ktorý sme mu namontovali.

Jednofázové SPD chránia pokladnice, kávovary, CNC frézky a CCTV v malých predajniach. Zmestia sa do 1U racku alebo sa zavesia na DIN lištu vedľa elektromera. Jedna 20 kA jednotka zabezpečuje prevádzku celej pekárskej linky počas sezóny búrok.

Trik so zoskupovaním záťaže, ktorý používam

Každé zariadenie pod 16 A uvádzam ako „citlivé“ alebo „odolné“. Citlivé záťaže, ako sú PLC, zdieľajú jeden SPD s 550 V VPR. Odolné záťaže, ako sú ohrievače, sú umiestnené za druhým SPD s 650 V VPR. Rozdelenie znižuje náklady, pretože model s 650 V je o 30 % lacnejší. Moja tabuľka ukazuje majiteľovi úsporu 210 dolárov a kratšiu dodaciu lehotu z našej továrne vo Wenzhou.

Pravidlá inštalácie, ktoré treba dodržiavať?

Raz som skrátil zákruty a natiahol 50 cm káble, pretože DIN lišta vyzerala krajšie; inšpektor ma prinútil ju vytrhnúť.

Dodržiavajte tieto štyri pravidlá: udržujte vodiče kratšie ako 30 cm, použite medené vodiče s prierezom 16 mm², pridajte istič 32 A pred vodičmi a namontujte SPD za meračom, ale pred prúdovým chráničom (RCD). Dodržiavajte miestne predpisy: v Nemecku použite VDE 0100-443, vo Veľkej Británii BS 7671 534.

Tabuľka 3: Stručný kontrolný zoznam, ktorý odovzdávam svojmu tímu

Záver

Vyberte čísla, odstrihnite vodiče, utiahnite skrutky a váš jednofázový SPD sa pokazí, takže vaše stroje nie.

Pre cenovú ponuku na jednu stranu mi napíšte na adresu caroline@leikexing.com a my vám vašu zákazkovú dávku odošleme z Wenzhou do 15 dní.