چگونه دستگاه حفاظت در برابر نوسانات برق تک فاز مناسب را انتخاب کنیم؟

چگونه دستگاه حفاظت در برابر نوسانات برق تک فاز مناسب را انتخاب کنیم؟

قبل از اینکه اعتراف کنم اصلاً نمی‌دانستم موج انفجار چه شکلی است، دو دستگاه قهوه‌ساز و یک کنترلر CNC ۳۸۰۰ دلاری را داغان کردم.

من یک SPD تک فاز را با بررسی سه عدد انتخاب می‌کنم: حداکثر جریان اضافه جریان (kA)، سطح حفاظت ولتاژ (VPR) و درجه اتصال کوتاه (SCCR). این اعداد را با اندازه بریکر و حساسیت بار خود مطابقت دهید، و دستگاه از تجهیزاتی که از آنها محافظت می‌کند، بیشتر عمر خواهد کرد.

اگر همان فیلتر سه دقیقه‌ای که من استفاده می‌کنم را می‌خواهید، به خواندن ادامه دهید تا دیگر وقتم را روی برگه اطلاعات اشتباه تلف نکنم.

درک برق تک فاز؟

من قبلاً فکر می‌کردم «تک فاز» یعنی یک سیم تا اینکه فیوز پرید و دو سیم به علاوه‌ی سیم ارت را در پنل دیدم.

برق تک فاز، برق دو سیمه ۲۳۰ ولت یا ۱۲۰ ولت است که خانه‌ها و مغازه‌های کوچک را تغذیه می‌کند. یک هادی برق گرم، یک سیم نول و یک موج سینوسی تکرارشونده، تمام انرژی مورد نیاز برای چراغ‌ها، لپ‌تاپ‌ها و دستگاه‌های تراش را فراهم می‌کند.

چرا شکل موج اهمیت دارد

موج سینوسی در یک سیستم ۲۳۰ ولتی به پیک ۳۲۵ ولت می‌رسد. یک موج سینوسی روی آن پیک قرار می‌گیرد و می‌تواند در عرض چند میکروثانیه به ۶۰۰ ولت برسد. اگر SPD شما برای ۲۷۵ ولت RMS طراحی شده باشد، زودتر فعال می‌شود و بالای موج را قطع می‌کند. اگر یک مدل ۴۲۰ ولتی بخرید چون ارزان‌تر است، موج مستقیماً به VFD شما منتقل می‌شود. من یک اسیلوسکوپ جیبی در جعبه ابزارم دارم؛ یک نگاه به موج قطع شده به من می‌گوید که آیا کلاس ولتاژ مناسبی را انتخاب کرده‌ام یا خیر.

جدول ۱: ولتاژهای تک فاز رایج در مقابل کلاس ولتاژ SPD توصیه شده

حفاظت در برابر نوسانات برق تک فاز چیست؟

به خریدارم گفتم که محافظ برق فقط یک چندراهی برق شیک است؛ او صورتحساب تعمیر دستگاه برش لیزری را برایم فرستاد.

یک دستگاه حفاظت در برابر نوسانات برق تک فاز، یک واحد جمع و جور است که در کنار پنل بریکر شما نصب می‌شود. در داخل آن، وریستورهای اکسید فلزی (MOV) یا لوله‌های گازی، جریان اضافی را در کمتر از 25 نانوثانیه به زمین هدایت می‌کنند و بارهای شما را زیر ولتاژ قابل تحمل خود نگه می‌دارند.

قطعاتی که مشاهده می‌کنید

قاب پلاستیکی را باز کنید و سه دیسک شبیه سکه پیدا می‌کنید. اینها MOVها هستند. یک فیوز حرارتی در کنار هر دیسک قرار دارد؛ اگر MOV بیش از حد گرم شود، فیوز باز می‌شود و LED سبز خاموش می‌شود. من یک بار یک واحد خراب را باز کردم؛ سیم فیوز از بین رفته بود و MOV سیاه شده بود. این بررسی بصری مرا از نصب مجدد یک محافظ خراب نجات داد.

جدول ۲: قطعات داخلی و آنچه آنها را از بین می‌برد

دستگاه حفاظت در برابر نوسانات برق تک فاز (Single Phase SPD) چگونه کار می‌کند؟

من شاهد برخورد جریان ۴۰ کیلوآمپر به دستگاه ثبت وقایع بودم؛ ولتاژ خروجی به جای ۱۲۰۰ ولت، فقط ۹۰ ولت افزایش یافت.

SPD بین دو نقطه خنثی و زمین قرار می‌گیرد. وقتی موج الکتریکی از راه می‌رسد، اجزای داخلی آن در عرض چند نانوثانیه به حالت امپدانس پایین تغییر حالت می‌دهند. جریان موج الکتریکی از SPD عبور می‌کند، نه از چاپگر شما، و ولتاژ کلمپ پایین‌تر از آستانه آسیب بار حساس باقی می‌ماند.

منحنی مهار

هر MOV یک منحنی دارد که ولتاژ در برابر جریان را نشان می‌دهد. در ۱ میلی‌آمپر، MOV شروع به هدایت می‌کند؛ در ۱ کیلوآمپر، ولتاژ ۵۰٪ بیشتر است. من آن منحنی را روی مشخصات تحمل CNC خود قرار می‌دهم. اگر CNC در ۸۰۰ ولت خاموش شود و MOV در ۳ کیلوآمپر به ۸۲۰ ولت برسد، به MOV بزرگتری تغییر می‌دهم یا یک طبقه دوم اضافه می‌کنم. من هرگز به کاتالوگ به تنهایی اعتماد نمی‌کنم؛ دو خط را رسم می‌کنم و به دنبال شکاف می‌گردم.

اصول کار محافظ ولتاژ تک فاز؟

من قبلاً فکر می‌کردم «اصل کار» تبلیغات بی‌اساس است تا اینکه جرقه‌ای را که از یک بلوک ترمینال عبور کرد، ردیابی کردم.

اصل کار، فروپاشی امپدانس ساده است. تحت ولتاژ عادی، SPD مانند یک مدار باز به نظر می‌رسد. هنگامی که موج انرژی اضافی اضافه می‌کند، دانه‌های MOV تجزیه می‌شوند، اتصال کوتاه ایجاد می‌کنند و انرژی را به زمین هدایت می‌کنند. پس از پایان موج، MOV دوباره تنظیم می‌شود و منتظر ضربه بعدی می‌ماند.

اشتراک انرژی در داخل واحد

یک موج ۲۰ کیلوآمپری به یک MOV برخورد نمی‌کند. این دستگاه از سه MOV به صورت موازی استفاده می‌کند، بنابراین هر دیسک تقریباً یک سوم آن را مصرف می‌کند. اگر یک MOV سریع‌تر فرسوده شود، مقاومت آن کاهش می‌یابد و جریان بیشتری می‌دزدد، گرم می‌شود و فیوز حرارتی آن را از کار می‌اندازد. این مرگ دلپذیر، دو MOV دیگر را زنده نگه می‌دارد. من همیشه کدهای تاریخ را بررسی می‌کنم؛ MOVهای مربوط به یک دسته با سرعت یکسان فرسوده می‌شوند، بنابراین کیت‌های جایگزین من دارای مهر تاریخ منطبق هستند.

چگونه یک محافظ ولتاژ تک فاز نصب کنیم؟

من یک بار یک SPD را برعکس سیم‌کشی کردم؛ LED سبز ماند اما محافظ مثل دود ناپدید شد.

بریکر اصلی را خاموش کنید. خط SPD را به سمت بار بریکر، نول را به میله نول و ارت را به میله ارت وصل کنید. طول سیم‌ها را کمتر از 30 سانتی‌متر نگه دارید، آنها را به هم بپیچید و گشتاور را به 2 نیوتن متر برسانید. پنل را ببندید، دستگاه را روشن کنید و مطمئن شوید که چراغ‌های LED سبز ثابت هستند.

تست طول سرنخ (لید) را روی هر پروژه‌ای اجرا می‌کنم

من از یک مولد سیگنال ۱ مگاهرتز استفاده می‌کنم و یک سیم ۱۰ سانتی‌متری را به ترمینال‌های SPD وصل می‌کنم. وقتی ۱۰ سانتی‌متر دیگر اضافه می‌کنم، افت ولتاژ دو برابر می‌شود. این آزمایش به من ثابت می‌کند که ۳۰ سانتی‌متر حد نهایی است؛ هر سانتی‌متر اضافی تقریباً ۴۰ ولت به ولتاژ عبوری اضافه می‌کند. اگر پنل شلوغ باشد، SPD را روی در نصب می‌کنم و از مس بافته شده استفاده می‌کنم؛ شکل تخت آن، اندوکتانس را به نصف کاهش می‌دهد.

کاربرد محافظ‌های ولتاژ تک فاز در کسب و کارهای کوچک؟

نانوایی مشتری من در یک طوفان سه فر خود را از دست داد؛ مسئول بیمه «بدشانسی» را مقصر می‌دانست تا اینکه روز بعد SPD ذوب شده‌ای را که بازسازی کرده بودیم به او نشان دادیم.

SPD های تک فاز از صندوق‌های پول، دستگاه‌های اسپرسو، روترهای CNC و دوربین‌های مداربسته در فروشگاه‌های کوچک محافظت می‌کنند. آن‌ها درون یک قفسه ۱U قرار می‌گیرند یا روی ریل DIN کنار کنتور آویزان می‌شوند. یک واحد ۲۰ کیلوآمپری، کل خط پخت را در طول فصل رعد و برق روشن نگه می‌دارد.

ترفند گروه‌بندی بار که من استفاده می‌کنم

من هر دستگاهی را که کمتر از ۱۶ آمپر جریان مصرف می‌کند، فهرست می‌کنم و آن را با برچسب‌های «حساس» یا «مقاوم» مشخص می‌کنم. بارهای حساس مانند PLCها یک SPD را با یک VPR 550 ولت به اشتراک می‌گذارند. بارهای مقاوم مانند بخاری‌ها پشت یک SPD دوم با VPR 650 ولت قرار می‌گیرند. این تقسیم هزینه را کاهش می‌دهد زیرا مدل ۶۵۰ ولت ۳۰٪ ارزان‌تر است. جدول من به مالک نشان می‌دهد که کارخانه ما در ونژو ۲۱۰ دلار صرفه‌جویی کرده و زمان تحویل کوتاه‌تری داشته است.

قوانین نصب که باید رعایت شوند؟

یک بار گوشه‌ها را بریدم و سیم‌های ۵۰ سانتی‌متری را جا زدم چون ریل DIN زیباتر به نظر می‌رسید؛ بازرس مجبورم کرد آن را بکنم.

این چهار قانون را دنبال کنید: طول سیم‌ها را کمتر از ۳۰ سانتی‌متر نگه دارید، از مس ۱۶ میلی‌متر مربع استفاده کنید، یک بریکر ۳۲ آمپر در بالادست اضافه کنید و SPD را بعد از کنتور اما قبل از RCD نصب کنید. از قوانین محلی پیروی کنید: در آلمان از VDE 0100-443 و در بریتانیا از BS 7671 534 استفاده کنید.

جدول ۳: چک لیست سریعی که به کارکنانم می‌دهم

نتیجه‌گیری

شماره‌ها را انتخاب کنید، سیم‌ها را ببرید، پیچ‌ها را محکم کنید، و SPD تک فاز شما از کار می‌افتد، اما ماشین‌هایتان از کار نمی‌افتند.

برای دریافت پیش‌فاکتور یک صفحه‌ای به آدرس caroline@leikexing.com ایمیل بزنید تا سفارش شما را ظرف ۱۵ روز از ونژو ارسال کنیم.