Хэт хүчдэлийн хамгаалагчийн зорилго юу вэ?
Нэг удаагийн цохилтын дараа 9000 долларын үнэтэй PLC самбар шатаж байсан үнэрийг би одоо хүртэл санаж байна - нэг хямдхан эд анги нь үүнийг аварч чадах байсан.
Хэт хүчдэлийн хамгаалалт нь нэмэлт хүчдэл болон энергийг авч, дараа нь тэдгээрийг газардуулгад түлхдэг тул таны машинууд аюулгүй хэвээр байна. Би эдгээр төхөөрөмжийг Вэньжоуд өдөр бүр угсарч, тус бүрийг нь IEC 61643-11 стандартын дагуу туршдаг.
Хэрэв та яагаад огцом өсөлт гарч ирдэг, мөн жижиг хайрцаг нь тэдгээрийг хэрхэн зогсоодогийг мэдэж байвал зөв хэсгийг сонгоод, хэзээ ч төлөвлөөгүй хохирлынхоо төлөөсийг төлөхөө больж чадна.
Яагаад хэт хүчдэлийн хамгаалалт хэрэгтэй вэ? Хэт хүчдэлийн улмаас учирсан эрсдэл ба хохирол?
Би нэг удаа Миланд аянга цахилгаан бүхэл бүтэн шугамыг зогсоохыг харсан - жолоодлого, HMI, тэр ч байтугай кофены машин зэрэг унтарсан.
Аянга цахилгаан, таслуурын эвдрэл, эсвэл том мотороос үүдэлтэй хүчдэлийн хэт өсөлт нь хөтчүүд, самбарууд болон өгөгдлийг эвддэг. Нэг цохилт нь хүчдэлийн хэт өсөлтийн хамгаалалтын нэг жилээс илүү үнэтэй байж болно.
Давалгаа хаанаас ирдэг вэ
Цахилгааны хэт ачаалал гэдэг нь микросекунд үргэлжилдэг богино хугацааны өндөр хүчдэлийн тэсрэлт юм. Аянга бол хамгийн том эх үүсвэр боловч ихэнх цохилт нь үйлдвэрийн дотроос ирдэг. 100 кВт-ын мотор зогсоход ороомог нь энергийг шугам руу буцааж түлхдэг. Энэ хэт ачаалал нь 2 кВ-т хүрч, таны PLC-ийг тэжээдэг ижил кабель дагуу явж болно. Би иймэрхүү үйл явдлуудыг долоо хоног бүр лабораторидоо туршиж үздэг. Бид моторыг асааж, хүчтэй зогсоож, дурангийн үсрэлтийг ажигладаг. Сүлжээнд ойрхон цохилт өгөх нь бүр ч их энерги нэмдэг. Хоёр эх үүсвэрийн хослол нь таны машин шуургатай өдөр хардаг зүйл юм.
Хэт их ачаалал таны хэрэгсэлд хэрхэн нөлөөлдөг вэ
Орчин үеийн хөтчүүд нь 900 В-д унтардаг 600 В MOSFET ашигладаг. 1.5 кВ-ын өргөлт нь тэднийг нэг цохилтоор үдэв. Цохилтын дараа хөтчийн богино холболт үүсч, гал хамгаалагч эвдэрч, шугам зогсдог. Ажилчид цагт 200 доллараар ажилласаар байдаг. Нэг үйлчлүүлэгч нэг шөнийн дотор 38,700 доллар алддаг. Хэт ачаалал нь мотор болон трансформаторын дулаалгыг мөн шатаадаг. Та эхний өдөр шархыг харахгүй байж магадгүй ч зэс харлаж, зургаан сарын дараа эд анги нь эвдэрдэг. Энэхүү далд гэмтэл нь олон худалдан авагчид төлбөр тооцоо хийгдтэл "энд хэзээ ч ийм зүйл болохгүй" гэж боддог шалтгаан юм.
Миний харсан бодит зардлын хүснэгт
| Сайт | Огноо | Хохирол | Ажиллахгүй байх цаг | Нийт зардал |
| Милан дахь хуванцар үйлдвэр | 2023-07 он | 3 хөтчүүд + 1 PLC | 14 | 38,700 доллар |
| Шилэн шугам, Их Британи | 2023-11 он | 2 серво хөтлөгч | 6 | 18,500 доллар |
| Испани, нарны эрчим хүчний цахилгаан станц | 2024-01 | 5 инвертер | 2 | 12,000 доллар |
| Жижиг цех, DE | 2022-09 он | 1 CNC самбар | 1 | 4,200 доллар |
Хүснэгтээс харахад богино зогсолт ч гэсэн бүрэн SPD-ээс илүү үнэтэй байдаг.
Далд эрсдэл: Өгөгдөл ба аюулгүй байдал
Хэт ачаалал нь PLC болон ослын аюулгүй байдлын реле дэх өгөгдлийг устгадаг. Шилний үйлдвэр надад нэг ослын дараа багцын тоолуурыг дахин тохируулсан гэж хэлсэн тул зуух буруу хольц асгасан. Шилийг гараар ухаж гаргах шаардлагатай болсон. Энэ нь 20 цагийн халуун ажил, 50 мянган долларын алдагдал нэмэгдүүлсэн. Хэрэв аюулгүй байдлын систем буруу цагт освол ажилтнууд хохирч болзошгүй. Би SPD-г зэсээр зардаг ч хүмүүс аюулгүй гэдгийг мэдэж байхдаа илүү сайн унтдаг.
Яагаад даатгал хангалтгүй байна вэ
Зарим худалдан авагчид даатгалд итгэдэг. Энэ нь бэлэн мөнгөөр төлдөг ч алдагдсан үйлчлүүлэгчдээ буцааж авчирдаггүй. Та тээвэрлэлтийн хугацааг алдсан тохиолдолд худалдан авагч өөр эх үүсвэр олдог. Нэг удаагийн ажил хаялт нь танд таван жилийн гэрээний алдагдалд хүргэж болзошгүй. SPD нь нэг цагаас бага хугацаанд зогсолт хийж, захиалгын дэвтрийг дүүрэн байлгадаг.
Хэт хүчдэлийн хамгаалагчийн зорилго юу вэ? — Үндсэн үүрэг ба ажиллах зарчим?
Самбар дээрх ногоон LED гэрэл хараад би одоо хүртэл инээмсэглэдэг. Энэ нь жижиг хайрцаг эвдэрсэн бөгөөд хөтөч нь ажиллаж байгаа гэсэн үг юм.
Хүчдэлийн хэт халалтаас хамгаалагч нь өндөр хүчдэлийг мэдэрч, илүүдэл энергийг шүүрч аваад нано секундын дотор газардуулна. Энэ нь шугамыг хавчаарладаг тул ачаалал аюулгүй түвшинд хүрдэг бөгөөд би Вэньжоуд багц бүрийг 20 кА хүртэл туршдаг.
MOV хэрхэн ажилладаг вэ
Металл-оксидын варистор (MOV) нь унтраалга шиг ажилладаг керамик диск юм. 230 В хүчдэл дээр энэ нь нээлттэй бөгөөд 0.3 мА-аас бага гүйдэл авдаг. Шугам 275 В-оос дээш үсрэхэд диск хаагдаж, эсэргүүцэл нь ом-оос доош буурдаг. Хэт хүчдэлийн гүйдэл нь таны хөтчөөр биш, харин MOV-ээр дамждаг. Хөтчийн хүчдэл нь 900 В-ын аюулын шугамаас хамаагүй доогуур буюу 700 В орчимд хэвээр байна. Хэт хүчдэл дууссаны дараа MOV дахин нээгдэж, дараагийн цохилтыг хүлээнэ. Би нэг диск ядрахаасаа өмнө 23 удаа бүрэн цохилт авч байхыг харсан.
Яагаад дэлхийн утасны урт нь MOV хэмжээнээс илүү вэ?
Олон худалдан авагчид "илүү их кА" гэж асуудаг ч кабелийг мартдаг. 25 см-ийн богино шороон сүүл нь 980 В-ын гүйдэл дамжуулдаг. 55 см нэмбэл гүйдэл дамжуулалт 1450 В хүртэл үсрдэг. MOV ижил байсан ч хөтөч унтардаг. Би угсрагчдыг сүүлийг нэг удаа нугалж, PE бар руу шууд боолтоор бэхлэхийг сургадаг. Энэ чөлөөт алхам нь 100 кА-ын эд ангид мөнгө төлөхөөс илүү юм.
Дэлхийн урт ба дамжин өнгөрөх хүснэгт
| Дэлхийн сүүл | Индуктив чанар | 20 кА гүйдэлд нэвтрүүлэх | 600 В хөтчийн үр дүн |
| 25 см | 0.25 µH | 980 В | Аюулгүй |
| 55 см | 0.55 µH | 1.250V | Эрсдэл |
| 80 см | 0.80 µH | 1.450V | Үхсэн |
Хийн гадагшлуулах хоолойн нөөцлөлт
MOV нь элэгддэг. Хийн гаралтын хоолой (GDT) нь илүү олон цохилтыг тэсвэрлэж чаддаг ч удаан ажилладаг. Бид хоёуланг нь зэрэгцээ холбодог. MOV нь 25 нс-ээр эхэлж, эхний оролтыг хавчдаг. GDT нь 600 В-д асдаг бөгөөд дараагийн 100 мкс-ийн хугацаанд их гүйдэл авдаг. MOV нь амарч, илүү удаан ажилладаг. Бид үүнийг эрлийз загвар гэж нэрлэдэг бөгөөд одоо 20 жилийн ашиглалтын хугацаа хүсдэг Германы нарны цахилгаан станцуудын хувьд анхдагч болсон.
Дулааны тасалгаа нь галыг хол байлгадаг
MOV унтарсан үед богино холболт үүсч, халж болно. Манай төхөөрөмжийн доторх дулааны унтраалга 120 °C-д тасарч, уг хэсгийг утсан холболтоос салгадаг. Унтраалга нь MOV дискэнд бэхлэгдсэн тул ижил дулааныг мэдэрдэг. Би үүнийг зууханд минутанд 1 °C-д туршдаг. Диск утаа гарахаас өмнө онгойх ёстой. Нэг центийн тэр хэсэг нь самбар болон миний нэрийг авардаг.
Ухаалаг сайтуудад зориулсан алсын дохио
Том үйлдвэрүүд ирэх сард биш, одоо мэдэхийг хүсч байна. Бид хуурай контакт өгдөг микро унтраалга нэмсэн. Контакт нь 24 В PLC-ийг тэжээдэг. SPD унтрах үед HMI улаан болж хувирдаг. Худалдан авагч дараагийн шуурганаас өмнө нөөц хайрцаг захиалдаг. Би үүнийг тэр өдөртөө илгээдэг бөгөөд зогсолт нь хэдэн цагаас хэдэн минут болж буурдаг.
Зөв хэт халалтын хамгаалагчийг хэрхэн сонгох вэ?
Би нэг удаа ердөө 10 кА хэрэгтэй залууд 40 кА-ийн эд анги илгээсэн бөгөөд тэр хоёр дахин төлсөн ч үүнийгээ хямдхан даатгал гэж нэрлэсэн.
Танд төлж чадах хамгийн бага хүчдэлийг сонгоод, хэт хүчдэлийн гүйдлийг эрсдэлтэй тохируулж, эд анги нь таны самбар болон засвар үйлчилгээний хэв маягт тохирч байгаа эсэхийг шалгаарай. Би үнийн санал бүрийг агуулсан нэг хуудастай хууран мэхлэх хуудас илгээнэ үү.
Алхам 1: Эрсдэлийн түвшингээ ол
Нийлүүлэлтийн хэмжээг хараарай. Шуурганы бүсэд агаарын шугам 1-р төрөл хэрэгтэй. Цэвэрхэн оффис дээр газар доорх кабель 2-р төрөл хэрэгтэй. PLC хүртэлх урт кабелийн шугам 3-р төрөл хэрэгтэй. Би гурван асуулт асууж байна: (1) Барилга өмнө нь цохилтод өртсөн үү? (2) Ачаалал чухал уу? (3) Кабель урт уу? Нэг "тийм" гэж хариулбал бид дор хаяж 2-р төрлийг нэмнэ.
Алхам 2: Зөв хүчдэлийн үнэлгээг сонгоно уу
230 В-ын хувьд бид хамгийн ихдээ 275 В тасралтгүй хүчдэл ашигладаг. 480 В-ын хувьд бид 550 В хүчдэл ашигладаг. Хэт бага хүчдэлтэй эд анги эрт элэгдэж дуусдаг. Хэт өндөр хүчдэлтэй эд анги нь хожим хавчих бөгөөд хөтлөгч илүү их вольт хардаг. Би үнэлгээг шугам дээр нэмээд 15%-ийн толгойн зайтай тохируулдаг. Энэ нь урт наслалт, бага гүйдэл өгдөг.
Алхам 3: Хүчдэлийн гүйдлийг тохируулна уу
IEC 62305 стандарт нь дараах түвшингүүдийг өгдөг: 25 кА, 40 кА, 60 кА. Хотын оффис жилд 10–15 кА хардаг. Эргийн үйлдвэр 40 кА хардаг. Би үйлдвэрлэлийн зориулалтаар 40 кА-г анхдагчаар зардаг. Хэрэв тухайн талбай нь аянга цахилгаантай бол бид үндсэн самбар дээр 25 кА 1-р төрлийн, дэд самбар дээр 40 кА 2-р төрлийн нэмнэ. Өртөг бага бөгөөд бүрхүүл нь дүүрсэн.
Жефф рүү илгээсэн хурдан сонголтуудын хүснэгт
| Сайтын төрөл | Үндсэн самбар | Дэд самбар | Сокет | Эд ангийн дугаарууд |
| Хотын оффис | — | 20 кА 2-р төрөл | 10 кА 3-р төрөл | LKX - 20, LKX - 10 |
| Үйлдвэр | 25 кА 1-р төрөл | 40 кА 2-р төрөл | 10 кА 3-р төрөл | LKX - 25, LKX - 40, LKX - 10 |
| Нарны цахилгаан станц | 25 кА 1-р төрөл | 40 кА 2-р төрлийн dc | — | LKX - 40 - DC |
| Өгөгдлийн танхим | 25 кА 1-р төрөл | 40 кА 2-р төрөл | 20 кА 3-р төрөл | LKX - 40, LKX - 20 - RJ45 |
Маягтын хүчин зүйлийг шалгана уу
Зарим хавтан нь нягт байдаг. Бид 18 мм ба 36 мм өргөнтэй. Хэрэв төмөр зам дүүрсэн бол бид SPD-г хоёр DIN төмөр замд хуваах эсвэл залгуурын суурийг ашиглах тул хэрэглэгч зөвхөн картриджийг солино. Би хавтангийн зургийг асуугаад сул үүрийг улаанаар тэмдэглэв. Суулгах өдөр гэнэтийн бэлэг авахыг хэн ч хүсэхгүй.
Солих талаар бодоорой
Жижиг талбайд ногоон LED гэрэл сайн. Том талбайд алсын зайнаас холбогдсон нь дээр. Хэрэв талбай 24/7 ажилладаг бол бид утсан бэхэлгээ нэмж, эд ангийг шууд солино. Үүний өртөг нь 3 доллараар нэмэгддэг бөгөөд зогсолт тэг болно. Жефф надад нэг хэмнэсэн ээлж нь SPD захиалгын бүх зардлыг нөхдөг гэж хэлсэн.
Дүгнэлт
Хүчдэлийн хамгаалалт нь нэмэлт энергийг идэж, таны утсыг ажиллуулдаг. Бага гүйдлийг сонгоод, эрсдэлийг тохируулснаар та нэг цагаас бага хугацаанд зогсолт хийх боломжтой болно.