Кернеуден қорғайтын құрылғының мақсаты не?
Бір рет соғылғаннан кейін 9000 доллар тұратын PLC тақтасының жанып тұрған иісі әлі есімде — бір арзан бөлшек оны құтқара алар еді.
Кернеуден қорғайтын құрылғы қосымша кернеу мен энергияны ұстап, содан кейін оларды жерге итереді, осылайша сіздің машиналарыңыз қауіпсіз болады. Мен бұл құрылғыларды Вэньчжоуда күн сайын құрастырамын және әрқайсысын IEC 61643-11 стандартына сәйкес тексеремін.
Егер сіз кернеудің неліктен пайда болатынын және кішкентай қораптың оларды қалай тоқтататынын білсеңіз, дұрыс бөлшекті таңдап, ешқашан жоспарламаған зақым үшін төлем жасауды тоқтата аласыз.
Неліктен кернеуден қорғаныс қажет? Кернеу кернеуінен туындайтын тәуекелдер мен залалдар?
Бірде Миланда найзағайдың тұтас кезекті тоқтатқанын көрдім — жүргізушілер, HMI, тіпті кофеқайнатқыш та бір уақытта өшіп қалды.
Кернеу найзағайдан, ажыратқыштың істен шығуынан немесе үлкен қозғалтқыштардан туындауы мүмкін және олар жетектерді, платаларды және деректерді өшіреді. Бір реттік соққы кернеуден қорғайтын құрылғылардың бір жылдан астам уақытқа шығындалуына әкелуі мүмкін.
Көтерілістер қайдан пайда болады
Кернеу – микросекундқа созылатын қысқа мерзімді жоғары кернеулі жарылыс. Найзағай – ең үлкен көз, бірақ соққылардың көпшілігі зауыттың ішінен келеді. 100 кВт қозғалтқыш тоқтаған кезде, катушка энергияны желіге қайта бағыттайды. Сол кернеу 2 кВ-қа жетіп, PLC-ді қоректендіретін кабельмен жүруі мүмкін. Мен мұндай оқиғаларды зертханамда апта сайын тексеремін. Біз қозғалтқышты қосып, оны қатты тоқтатып, оптикалық көздің секіруін бақылаймыз. Электр желісіне жақын жердегі соққы одан да көп энергия қосады. Екі көздің қоспасын дауыл күні сіздің машинаңыз көреді.
Күшейту сіздің құрал-жабдықтарыңызға қалай әсер етеді
Қазіргі заманғы жетектерде 900 В кернеуде өшетін 600 В MOSFET қолданылады. 1,5 кВ кернеу оларды бір оқпен өшіреді. Соққыдан кейін жетек қысқа тұйықталады, сақтандырғыш жанып кетеді және желі тоқтайды. Жұмыс күші сағатына 200 доллармен жұмыс істей береді. Бір клиент бір түнде 38 700 доллар жоғалтады. Кернеулер қозғалтқыштар мен трансформаторлардағы оқшаулауды да бұзады. Сіз бірінші күні жараны көрмеуіңіз мүмкін, бірақ мыс қарайып, алты айдан кейін бөлшек істен шығады. Осы жасырын зақым көптеген сатып алушылардың шот түскенше «мұнда ешқашан болмайды» деп ойлауының себебі.
Мен көрген нақты шығындар кестесі
| Сайт | Соққы күні | Зақым | Жұмыс істемейтін уақыт | Жалпы құны |
| Миландағы пластикалық зауыт | 2023-07 | 3 жетек + 1 PLC | 14 | $38,700 |
| Шыны желісі, Ұлыбритания | 2023-11 | 2 сервожетектер | 6 | 18 500 доллар |
| Күн электр станциясы, Испания | 2024-01 | 5 инвертор | 2 | 12 000 доллар |
| Шағын шеберхана, DE | 2022-09 | 1 CNC тақтасы | 1 | $4,200 |
Кестеде тіпті қысқа аялдама да SPD-лердің толық жиынтығынан қымбатырақ екені көрсетілген.
Жасырын тәуекел: деректер және қауіпсіздік
Кернеулер PLC-дегі деректерді өшіреді және қауіпсіздік релелерін өшіреді. Шыны зауыты маған бір тікенек партия есептегішін қалпына келтіргенін, сондықтан пеш дұрыс емес қоспаны құйғанын айтты. Шыныны қолмен қазып алуға тура келді. Бұл 20 сағаттық ыстық жұмысты және 50 мың доллар шығынды қосты. Егер қауіпсіздік жүйесі дұрыс емес уақытта істен шықса, қызметкерлерге зиян келуі мүмкін. Мен SPD-лерді мысқа сатамын, бірақ адамдардың да қауіпсіз екенін білсем, жақсы ұйықтаймын.
Неліктен сақтандыру жеткіліксіз
Кейбір сатып алушылар сақтандыруға сенеді. Ол қолма-қол ақша төлейді, бірақ жоғалған тұтынушыларды қайтармайды. Жеткізу күндерін өткізіп алған кезде сатып алушы басқа көз табады. Бір ереуіл сізге бес жылдық келісімшартқа шығын әкелуі мүмкін. SPD бір сағаттан аз уақытқа тоқтап қалады және тапсырыс кітабын толық ұстайды.
Кернеуден қорғайтын құрылғының мақсаты неде? — Негізгі қызметі және жұмыс принциптері?
Панельдегі жасыл жарықдиодты шамды көргенде әлі күнге дейін күлімсіреймін — бұл кішкентай қораптың істен шыққанын және жетектің әлі де жұмыс істеп тұрғанын білдіреді.
Кернеуден қорғайтын құрылғы жоғары кернеуді сезеді, артық энергияны ұстап алады және оны нано-секундтарда жерге жібереді. Ол желіні қысып, жүктеме қауіпсіз деңгейді көреді, ал мен Вэньчжоуда әрбір партияны 20 кА дейін тексеремін.
MOV қалай жұмыс істейді
Металл-оксидті варистор (MOV) - қосқыш сияқты жұмыс істейтін керамикалық диск. 230 В кернеуде ол ашық және 0,3 мА-дан аз ток тұтынады. Желі 275 В-тан жоғары секіргенде, диск үзіліп жабылады және оның кедергісі омнан төмен түседі. Кернеу тогы диск жетегіңіз арқылы емес, MOV арқылы өтеді. Дисктегі кернеу 900 В қауіптілік сызығынан әлдеқайда төмен, шамамен 700 В болып қалады. Кернеу аяқталғаннан кейін MOV қайтадан ашылып, келесі соққыны күтеді. Мен бір дискінің шаршағанға дейін 23 толық кадр алғанын көрдім.
Неліктен жер сымының ұзындығы MOV өлшемінен асып түседі
Көптеген сатып алушылар «үлкен кА» сұрайды, бірақ кабельді ұмытып кетеді. Қысқа 25 см жерге тұйықталған құйрық 980 В өткізгіштік береді. 55 см қосыңыз, өткізгіштік 1450 В-қа дейін секіреді. MOV бірдей болса да, жетек өшеді. Мен орнатушыларға құйрықты бір рет майыстырып, оны PE штангасына тікелей бекітуді үйретемін. Бұл бос қадам 100 кА бөлшек үшін ақы төлеуден артық.
Жердің ұзындығы мен өткізіп жіберу кестесі
| Жер құйрығы | Индуктивтілік | 20 кА кернеуде өткізу | 600 В жетекті нәтиже |
| 25 см | 0,25 мкГ | 980 В | Қауіпсіз |
| 55 см | 0,55 мкГ | 1,250 В | Тәуекел |
| 80 см | 0,80 мкГ | 1,450 В | Өлі |
Газ шығару түтігінің резервтік көшірмесі
MOV тозып кетеді. Газ шығару түтігі (GDT) көбірек соққыларға төтеп бере алады, бірақ баяу жұмыс істейді. Біз екеуін де параллель жалғаймыз. MOV 25 нс жылдамдықпен іске қосылады және бірінші шыңын қысады. GDT 600 В кернеуде жанады және келесі 100 мкс үшін үлкен ток қабылдайды. MOV демалады және ұзақ қызмет етеді. Біз мұны гибридті дизайн деп атаймыз, және ол қазір 20 жылдық қызмет етуді қалайтын неміс күн электр станциялары үшін әдепкі болып табылады.
Жылу ажыратқышы өртті алыс ұстайды
MOV өшкенде, ол қысқа тұйықталып, қызып кетуі мүмкін. Біздің құрылғымыздың ішіндегі термиялық қосқыш 120 °C температурада үзіліп, бөлшекті желіден ажыратады. Қосқыш MOV дискісіне бекітілген, сондықтан ол да сол қызуды сезеді. Мен оны пеште минутына 1 °C температурада сынап көремін. Диск түтіндегенге дейін ол ашылуы керек. Сол бір центтік бөлшек панельді және менің атымды құтқарады.
Ақылды сайттарға арналған қашықтан сигнал беру
Ірі зауыттар келесі айда емес, қазір білгісі келеді. Біз құрғақ контакт беретін микро қосқышты қосамыз. Контакт 24 В PLC-ді қоректендіреді. SPD өшкенде, HMI қызыл түске айналады. Сатып алушы келесі дауылға дейін қосалқы картриджге тапсырыс береді. Мен оны сол күні жіберемін, ал тоқтап қалу уақыты сағаттан минутқа дейін азаяды.
Дұрыс кернеуден қорғайтын құралды қалай таңдауға болады?
Бірде мен тек 10 кА ғана қажет ететін жігітке 40 кА бөлшек жібердім — ол екі есе төледі, бірақ оны арзан сақтандыру деп атады.
Қолыңыздан келетін ең төменгі кернеуді таңдаңыз, кернеу тогын қауіптің мәніне сәйкестендіріңіз және бөлшектің панельге және техникалық қызмет көрсету стиліңізге сәйкес келетініне көз жеткізіңіз. Мен әрбір бағаны қамтитын бір беттік шпаргалка жіберемін.
1-қадам: Тәуекел деңгейіңізді анықтаңыз
Қоректендіруге қараңыз. Дауыл аймақтарындағы әуе желілері 1-типті қажет етеді. Таза кеңседегі жер асты кабельдері 2-типті қажет етеді. АЖК-ға дейінгі ұзын кабельдер 3-типті қажет етеді. Мен үш сұрақ қоямын: (1) Ғимарат бұрын соққыға жығылды ма? (2) Жүктеме өте маңызды ма? (3) Кабель ұзын ба? Бір «иә» деп жауап берсеңіз, кем дегенде 2-типті қосамыз.
2-қадам: Дұрыс кернеу рейтингін таңдаңыз
230 В үшін біз ең жоғары 275 В үздіксіз кернеуді пайдаланамыз. 480 В үшін біз 550 В кернеуді пайдаланамыз. Тым төмен кернеулі бөлшек ерте тозып кетеді. Тым жоғары кернеулі бөлшек кеш қысылып, жетектің көбірек вольт көруіне мүмкіндік береді. Мен кернеуді желіге және 15% бас кеңістігіне сәйкестендіремін. Бұл ұзақ қызмет ету мерзімін және төмен өткізу қабілетін береді.
3-қадам: Кернеу тогын сәйкестендіріңіз
IEC 62305 стандарты келесі деңгейлерді береді: 25 кА, 40 кА, 60 кА. Қалалық кеңсе жылына 10–15 кА көреді. Жағалаудағы зауыт 40 кА көреді. Мен өнеркәсіп үшін әдепкі бойынша 40 кА сатамын. Егер учаскеде найзағай тартқышы болса, біз негізгі тақтаға 25 кА 1 типті және қосалқы панельдерге 40 кА 2 типті қосамыз. Құны төмен және қақпағы толы.
Джеффке жіберетін жылдам таңдаулар кестесі
| Сайт түрі | Негізгі тақта | Ішкі панель | Розетка | Бөлшек нөмірлері |
| Қалалық кеңсе | — | 20 кА 2-типті | 10 кА 3 типті | LKX - 20, LKX - 10 |
| Зауыт | 25 кА 1 типті | 40 кА 2-типті | 10 кА 3 типті | LKX - 25, LKX - 40, LKX - 10 |
| Күн электр станциясы | 25 кА 1 типті | 40 кА 2 типті тұрақты ток | — | LKX - 40 - DC |
| Деректер залы | 25 кА 1 типті | 40 кА 2-типті | 20 кА 3 типті | LKX - 40, LKX - 20 - RJ45 |
Форма факторын тексеріңіз
Кейбір панельдер тығыз. Біз 18 мм және 36 мм енін ұсынамыз. Егер рельс толы болса, біз SPD-ді екі DIN рельсіне бөлеміз немесе пайдаланушы тек картриджді ауыстыратындай етіп қосылатын негізді пайдаланамыз. Мен панельдің суретін сұраймын және бос ұяшықтарды қызыл түспен белгілеймін. Орнату күні ешкім тосынсыйларды ұнатпайды.
Ауыстыру туралы ойланыңыз
Жасыл жарықдиодты шам шағын учаскелер үшін жақсы. Үлкен учаскелер үшін қашықтан басқарылатын байланыс жақсырақ. Егер учаске тәулік бойы жұмыс істесе, біз сым арқанын қосамыз, осылайша бөлшек тікелей ауыстырылады. Құны қосымша 3 доллар, ал тоқтап қалу уақыты нөлге тең. Джефф маған бір сақталған ауысым SPD тапсырысының барлығын төлейтінін айтты.
Қорытынды
Кернеуден қорғайтын құрылғы қосымша энергияны жейді және желіңіздің жұмысын қамтамасыз етеді. Төмен өткізгіштікті таңдап, қауіпті теңестіріңіз, сонда сіз бір сағаттан аз уақытқа тыныштық табасыз.