Com triar el dispositiu de protecció contra sobretensions monofàsic adequat?

Com triar el dispositiu de protecció contra sobretensions monofàsic adequat?

Vaig fregir dues màquines de cafè i un controlador CNC de 3.800 dòlars abans d'admetre que no tenia ni idea de com era una sobretensió.

Trio un SPD monofàsic comprovant tres números: el corrent màxim de sobretensió (kA), el nivell de protecció de tensió (VPR) i la classificació de curtcircuit (SCCR). Si els fas coincidir amb la mida del teu interruptor i la sensibilitat de la càrrega, el dispositiu durarà més que l'equip que protegeix.

Continua llegint si vols el mateix filtre de tres minuts que faig servir per no perdre mai més el temps amb la fitxa tècnica equivocada.

Entendre l'energia monofàsica?

Solia pensar que "monofàsic" volia dir un cable fins que vaig fundir un fusible i vaig veure dos cables més la terra al panell.

L'alimentació monofàsica és el servei de dos cables de 230 V o 120 V que alimenta cases i petites botigues. Un conductor calent, un neutre i una ona sinusoidal repetitiva us proporcionen tota l'energia que necessiteu per a llums, ordinadors portàtils i torns.

Per què importa la forma de l'ona

L'ona sinusoidal arriba a un pic de 325 V en un sistema de 230 V. Una sobretensió puja per sobre d'aquest pic i pot arribar als 600 V en microsegons. Si el vostre SPD té una classificació de 275 V RMS, s'activarà aviat i tallarà la part superior de l'ona. Si agafeu un model de 420 V perquè és més barat, la sobretensió anirà directament al vostre variador de freqüència. Tinc un oscil·loscopi de butxaca a la caixa d'eines; una mirada a l'ona tallada em diu si he triat la classe de voltatge correcta.

Taula 1: Voltatges monofàsics comuns vs. classe de voltatge SPD recomanada

Què és una protecció contra sobretensions monofàsica?

Li vaig dir al meu comprador que un protector de sobretensió era només un reglet d'endolls elegant; em va enviar la factura de reparació d'una talladora làser.

Un dispositiu de protecció contra sobretensions monofàsic és una unitat compacta que es munta al costat del quadre de disjuntors. A l'interior, els varistors d'òxid metàl·lic (MOV) o els tubs de gas desvien l'excés de corrent a terra en menys de 25 nanosegons, mantenint les càrregues per sota de la seva tensió admissible.

Parts que podeu veure

Obriu la carcassa de plàstic i trobareu tres discos que semblen monedes. Aquests són els MOV. Hi ha un fusible tèrmic al costat de cada disc; si el MOV se sobreescalfa, el fusible s'obre i el LED verd s'apaga. Una vegada vaig obrir una unitat avariada; el cable del fusible havia desaparegut i el MOV s'havia tornat negre. Aquesta comprovació visual em va estalviar haver de reinstal·lar un protector avariat.

Taula 2: Parts internes i què les mata

Com funciona un dispositiu de protecció contra sobretensions monofàsic (SPD monofàsic)?

Vaig veure un cop de 40 kA al meu registrador; el voltatge a la presa de corrent només va augmentar 90 V en lloc de 1.200 V.

L'SPD es connecta entre el neutre i la terra. Quan arriba la sobretensió, els seus components interns canvien a un estat de baixa impedància en nanosegons. La sobretensió viatja a través de l'SPD, no a través de la impressora, i la tensió de subjecció es manté per sota del llindar de danys de la càrrega sensible.

La corba de subjecció

Cada MOV té una corba que mostra el voltatge en funció del corrent. A 1 mA, el MOV comença a conduir; a 1 kA, el voltatge és un 50% més alt. Superpose aquesta corba a sobre de l'especificació de resistència del meu CNC. Si el CNC s'atura a 800 V i el MOV arriba als 820 V a 3 kA, canvio a un MOV més gran o afegeixo una segona etapa. Mai confio només en el catàleg; traço les dues línies i busco la bretxa.

Principi de funcionament del protector contra sobretensions monofàsic?

Solia pensar que el "principi de funcionament" era una broma de màrqueting fins que vaig rastrejar una espurna que va saltar a través d'un bloc de terminals.

El principi de funcionament és un simple col·lapse d'impedància. Sota voltatge normal, l'SPD sembla un circuit obert. Quan la sobretensió afegeix energia addicional, els grans del MOV es trenquen, creen un curtcircuit i dirigeixen l'energia a terra. Un cop finalitzada la sobretensió, el MOV es reinicia i espera el següent cop.

Compartició d'energia dins de la unitat

Una sobretensió de 20 kA no arriba a un MOV. La unitat utilitza tres MOV en paral·lel, de manera que cada disc consumeix aproximadament un terç. Si un MOV envelleix més ràpid, la seva resistència baixa i roba més corrent, s'escalfa i el fusible tèrmic el mata. Aquesta mort elegant manté els altres dos vius. Sempre comprovo els codis de data; els MOV del mateix lot envelleixen al mateix ritme, de manera que els meus kits de recanvi porten segells de data coincidents.

Com instal·lar un protector contra sobretensions monofàsic?

Una vegada vaig connectar un SPD a l'inrevés; el LED es va mantenir verd però la protecció va desaparèixer com el fum.

Desconnecteu l'interruptor principal. Connecteu la línia SPD al costat de càrrega de l'interruptor, el neutre a la barra neutra i la terra a la barra de terra. Mantingueu els cables més curts de 30 cm, treneu-los junts i apreteu-los a 2 Nm. Tanqueu el panell, engegueu-lo i confirmeu que el LED verd s'il·lumina fixament.

Prova de longitud de plom que executo a cada treball

Faig servir un generador de senyal d'1 MHz i enganxo un cable de 10 cm entre els terminals del SPD. La caiguda de tensió es duplica quan hi afegeixo 10 cm més. Aquesta prova em demostra que 30 cm és el límit estricte; cada centímetre addicional afegeix aproximadament 40 V al cable de pas. Si el panell està ple, munto el SPD a la porta i hi faig servir coure trenat; la forma plana redueix la inductància a la meitat.

Aplicació de protectors de sobretensió monofàsics a les petites empreses?

La fleca del meu client va perdre tres forns en una tempesta; l'assegurador va culpar la "mala sort" fins que li vam ensenyar el SPD fos que vam modernitzar l'endemà.

Els descarregadors monofàsics protegeixen les caixes registradores, les màquines de cafè exprés, els routers CNC i els circuits tancats de televisió en botigues petites. Caben dins d'un rack d'1U o es pengen en un carril DIN al costat del comptador. Una unitat de 20 kA manté tota la línia de cocció en funcionament durant la temporada de tempestes.

Truc d'agrupació de càrregues que faig servir

Enumero tots els dispositius de menys de 16 A i els etiqueto com a "sensibles" o "resistents". Les càrregues sensibles com els PLC comparteixen un SPD amb un VPR de 550 V. Les càrregues resistents com els calefactors es troben darrere d'un segon SPD amb un VPR de 650 V. La divisió redueix el cost perquè el model de 650 V és un 30% més barat. El meu full de càlcul mostra al propietari un estalvi de 210 dòlars i un termini de lliurament més curt des de la nostra fàbrica de Wenzhou.

Normes d'instal·lació a seguir?

Una vegada vaig fer cantonades i vaig posar cables de 50 cm perquè el carril DIN tenia un aspecte més bonic; l'inspector em va fer arrencar-lo.

Seguiu aquestes quatre regles: manteniu els cables per sota dels 30 cm, utilitzeu coure de 16 mm², afegiu un interruptor automàtic de 32 A aigües amunt i munteu l'SPD després del comptador però abans de l'RCD. Obeïu la normativa local: a Alemanya utilitzeu la VDE 0100-443, al Regne Unit seguiu la norma BS 7671 534.

Taula 3: Llista de comprovació ràpida que dono al meu equip

Conclusió

Trieu els números, talleu els cables, apreteu els cargols i el vostre SPD monofàsic morirà, de manera que les vostres màquines no.

Envieu-me un correu electrònic a caroline@leikexing.com per obtenir un pressupost d'una pàgina i us enviarem el lot personalitzat des de Wenzhou en 15 dies.