حفاظت مدار الکتریکی: کاربردها، معیارهای انتخاب و راهنمایی عملی

یک کابینه کنترل در یک آزمایش معمول کارخانه در ماه گذشته شکست خورد. بریکر اصلی طبق طراحی قطع شد، اما سیم پیچ رله روی برد کنترل پایین دست قبلاً سوخته بود. مشکل یک وسیله حفاظتی از دست رفته نبود. این یک طرح حفاظتی بود که در مدار انشعاب متوقف شد و لایه کنترل را نادیده گرفت.

حفاظت از مدار الکتریکی موثر یک سیستم لایه ای است نه یک جزء. با دستگاه‌های مدار انشعاب که خطاها را برطرف می‌کنند شروع می‌شود، از طریق اجزای کنترل و جداسازی که شرایط غیرعادی را مدیریت می‌کنند ادامه می‌یابد و با بارهایی که باید زنده بمانند یا به طور ایمن خاموش شوند پایان می‌یابد. بخش‌های زیر توضیح می‌دهند که هر لایه چه کاری انجام می‌دهد، چگونه دستگاه‌ها را انتخاب کنید، و رله‌ها و ماژول‌های کنترل در کجا قرار می‌گیرند.

آنچه که محافظ مدار الکتریکی واقعاً پوشش می دهد

حفاظت از مدار الکتریکی اغلب به قطع کننده های مدار و فیوزها کاهش می یابد. این دستگاه ها اهمیت دارند، اما تنها بخشی از خطر را پوشش می دهند. یک استراتژی حفاظت کامل به چهار دسته خطا می پردازد:

• اضافه جریان و اتصال کوتاه. جریان بیش از حد ناشی از اضافه بار، تماس فاز به فاز یا خطای زمین می تواند هادی ها را بیش از حد گرم کند و قطعات را در عرض میلی ثانیه از بین ببرد.
• اضافه ولتاژ و نوسان. تعویض گذرا، رعد و برق و ضربه القایی می تواند از درجه بندی عایق و الکترونیک کنترل آسیب فراتر رود.
• افت ولتاژ و افت فاز موتورها و رله‌ها ممکن است با افت ولتاژ تغذیه یا ناپدید شدن یک فاز، صدا بزنند، بیش از حد گرم شوند یا شروع به کار نکنند.
• جریان باقیمانده و نشت زمین. جریان های نشتی کوچک می تواند نشان دهنده خرابی عایق و ایجاد خطرات شوک یا آتش سوزی باشد.

هر دسته به دستگاه مناسب در نقطه مناسب در مدار نیاز دارد. یک بریکر در پانل نمی تواند از یک سیم پیچ حساس رله در برابر گذرا که در پایین دست رخ می دهد محافظت کند. محافظ برق در ورودی سرویس نمی تواند اتصال کوتاه داخل کابینت کنترل را پاک کند. حفاظت فقط زمانی کار می کند که دستگاه ها در بین لایه ها هماهنگ باشند.

دستگاه های اصلی و کارهایی که هر کدام انجام می دهند

دستگاه های حفاظتی مختلف به خطاهای مختلف پاسخ می دهند. جدول زیر اجزای متداول و داده هایی را که قبل از انتخاب آنها نیاز دارید، خلاصه می کند.

یک اشتباه رایج این است که این دستگاه‌ها را قابل تعویض می‌دانیم. یک رله می تواند یک سیگنال کنترل را تغییر دهد، اما نمی تواند جایگزین قطع کننده برای حفاظت از مدار انشعاب شود. SPD می تواند موج را جذب کند، اما اتصال کوتاه را پاک نمی کند. هر دستگاه دارای یک کار تعریف شده است و زمانی که از یک دستگاه خواسته می شود کار دستگاه دیگری را انجام دهد، سیستم از کار می افتد.

جایی که رله ها و ماژول های کنترل در حفاظت قرار می گیرند

رله CYF1، رله SPSP، رله JQX-14F، رله 250VAC 10A، رله 16A، رله PCB 5PIN. رله PCB 0.54W. رله CYF1 یک رله الکترومغناطیسی نصب شده روی برد مدار چاپی (PCB) با کارایی بالا است که با نام‌های رله SPSP، رله JQX-14F یا رله برق 14F نیز شناخته می‌شود. این پ... مشاهده محصول →

رله ها وسایل حفاظتی اولیه نیستند، اما نقش مهمی در سیستم های حفاظتی دارند. آنها شرایط غیرعادی را از طریق کنتاکت های کمکی تشخیص می دهند، مدارهای کنترل را ایزوله می کنند و آلارم ها یا سیگنال های خاموشی را سوئیچ می کنند. در کنترل موتور، یک رله اضافه بار از یک عنصر حسگر جریان و مجموعه ای از کنتاکت ها برای باز کردن سیم پیچ کنتاکتور در زمانی که جریان از آستانه تعیین شده فراتر رفت، استفاده می کند. در مدارهای مانیتورینگ، یک رله ولتاژ می تواند زمانی که منبع تغذیه خارج از یک پنجره امن بالا می رود یا کاهش می یابد، قطع شود.

ماژول‌های کنترل صنعتی با ترکیب رله‌ها، سوکت‌ها، نشانگرها و گاهی اوقات فیوزها یا سرکوب برق در یک مجموعه ریل DIN، این کار را بیشتر می‌کنند. این ماژول ها سیم کشی را ساده می کنند و احتمال اتصالات شل را کاهش می دهند، که منبع رایج خطاهای متناوب هستند. برای سازندگان پانل، یک ماژول از پیش مونتاژ شده می تواند زمان مونتاژ را کوتاه کند و جایگزینی را قابل پیش بینی تر کند.

ماژول رله MCYF1، ماژول رله ریلی 14F، ماژول اتصال صنعتی 14F 10A. در کاربردهای نصب ریلی سیستم کنترل صنعتی، سری ماژول رله MCYF1 یک راه حل مدولار کارآمد مبتنی بر رله های چفت کننده مغناطیسی ارائه می دهد. مقایسه کرد... مشاهده محصول →

هنگام تعیین یک رله برای یک عملکرد حفاظتی یا کنترلی، به فراتر از ولتاژ سیم پیچ نگاه کنید. رتبه بندی تماس، چرخه های سوئیچ مورد انتظار، و توانایی مقاومت در برابر جریان هجومی به همان اندازه. رله ای که برای بار مقاومتی 10 درجه بندی شده است ممکن است در برابر بار موتور 10 آمپر با هجوم زیاد دوام نیاورد. منحنی های درجه بندی سازنده و داده های آزمایش را بررسی کنید. شما می توانید پیشینه تولید رله ما را در مورد بررسی کنید درباره صفحه برای مشاهده چگونگی توسعه این رتبه بندی ها.

معیارهای انتخابی که ریسک را کاهش می دهد

دستگاه های حفاظتی اغلب تنها بر اساس قیمت و درجه آمپر انتخاب می شوند. این رویکرد خطرات پنهانی ایجاد می کند. از معیارهای زیر برای مقایسه گزینه ها و مستندسازی انتخاب های خود استفاده کنید.

1. هماهنگی ولتاژ و عایق سیستم. تأیید کنید که درجه بندی دستگاه برای بالاترین ولتاژ پیوسته و ولتاژ ضربه ای مورد انتظار در آن مکان مناسب است. رله 250 VAC نباید در مدار 277 VAC بدون تأیید استفاده شود.
2. جریان پیوسته و دمای محیط. درجه بندی های فعلی معمولاً در دمای مرجع، اغلب 20 یا 25 درجه سانتیگراد داده می شود. در دمای 60 درجه سانتیگراد در داخل یک پانل، یک دستگاه ممکن است به کاهش قابل توجهی نیاز داشته باشد.
3. ظرفیت شکستن و سطح خطا. در محل نصب، جریان اتصال کوتاه احتمالی را محاسبه کنید. دستگاهی با ظرفیت شکست ناکافی ممکن است نتواند به طور ایمن عیب را پاک کند.
4. زمان پاسخگویی و هماهنگی دستگاه های سریع همیشه بهتر نیستند. یک فیوز ممکن است قبل از اینکه رله پایین دست واکنش نشان دهد، یک عیب را برطرف کند، اما ممکن است باعث ایجاد مزاحمت در راه اندازی موتور نیز شود. منحنی های فعلی زمان را مقایسه کنید.
5. حفاظت از محیط زیست و ورود. گرد و غبار، رطوبت، گاز خورنده و ارتعاش بر عمر دستگاه تأثیر می گذارد. محفظه ها و اجزای مهر و موم شده را انتخاب کنید که با محیط واقعی مطابقت داشته باشد، نه تمیزترین شرایط ممکن.
6. صدور گواهینامه و قابلیت ردیابی برای بازارهای صادراتی، UL، CE یا سایر علائم مورد نیاز را بررسی کنید. ردیابی و گزارش آزمایش زیادی را بخواهید. اسناد مفقود می تواند ترخیص کالا از گمرک را به تاخیر بیاندازد و مسئولیت ایجاد کند.

این مقادیر را در جدول انتخاب هر پروژه بنویسید. هنگامی که دستگاهی بعداً از کار می افتد، جدول به شما می گوید که آیا خطا ناشی از رتبه بندی اشتباه، خطای نصب یا تغییر بار غیرمنتظره است.

هماهنگی و انتخاب

رله CYF1-S، رله چفت کننده مغناطیسی، رله لچینگ 14F، رله چفت کننده مغناطیسی 10 آمپر. در سناریوهای کنترلی که نیاز به مصرف انرژی کم و حافظه حالت دارند، رله CYF1-S به عنوان یک رله چفت کننده مغناطیسی، مزایای قابل توجهی را با دو... مشاهده محصول →

هماهنگی به این معنی است که نزدیکترین دستگاه به عیب آن را بدون ایجاد مزاحمت در دستگاههای بالادست پاک می کند. انتخابی به این معنی است که یک قطع کننده بالادست در هنگام وقوع یک خطای پایین دست خاموش نمی شود. هر دو به منحنی‌های جریان زمانی، انرژی عبوری و امپدانس بین دستگاه‌ها بستگی دارند. در یک سیستم به خوبی هماهنگ شده، یک خطا در یک پانل کنترل فقط آن پانل را متوقف می کند. در یک سیستم با هماهنگی ضعیف، قطع کننده اصلی قطع می شود و کل خط را خاموش می کند.

رله ها و ماژول های کنترل از دو طریق بر هماهنگی تأثیر می گذارند. ابتدا، مشخصات سیم پیچ و تماس آنها تعیین می کند که مدار کنترل با چه سرعتی پاسخ می دهد. دوم، جریان نگهدارنده آنها بر کل بار مشاهده شده توسط قطع کننده بالادست تأثیر می گذارد. به عنوان مثال، رله های چفت کننده مغناطیسی، وضعیت خود را بدون نیروی سیم پیچ پیوسته حفظ می کنند. این امر گرما و بار حالت پایدار را کاهش می دهد، که می تواند در زمانی که یک پانل کنترل از قبل نزدیک به حد حرارتی خود است، کمک کند.

هماهنگی تست در حین راه اندازی، نه پس از شکست. از یک بار قابل تنظیم موقت یا مجموعه تست تزریق ثانویه استفاده کنید تا مطمئن شوید که دستگاه مورد نظر ابتدا کار می کند. نتایج را ثبت کنید و آنها را با اسناد پانل نگه دارید.

اشتباهات رایج و خطرات تدارکات

بیشتر خرابی های حفاظتی ناشی از تصمیمات قبل از نصب است. مراقب این مشکلات تکرار شونده باشید:

• استفاده از رله به عنوان شکن رله ها سوئیچ و ایزوله می کنند، اما ظرفیت شکستن برای پاک کردن اتصال کوتاه را ندارند. تکیه بر کنتاکت های رله برای حفاظت از شاخه ها خطر آتش سوزی ایجاد می کند.
• نادیده گرفتن دمای محیط دستگاهی با درجه حرارت 10 A در 25 درجه سانتیگراد ممکن است تنها 7 A را در 60 درجه سانتیگراد حمل کند. پانل های بدون تهویه اغلب گرمتر از حد انتظار کار می کنند.
• مخلوط کردن دستگاه ها از جداول هماهنگی مختلف. داده های انتخابی فقط برای ترکیب های آزمایش شده معتبر است. جایگزین کردن یک قطع کننده یا فیوز مشابه می تواند مطالعه هماهنگی را باطل کند.
• خرید به قیمت به تنهایی. قطعات کم‌هزینه ممکن است دارای رتبه‌بندی‌های خوش‌بینانه، آبکاری پایانه ضعیف یا نقاط سفر ناسازگار باشند. در سیستم های بحرانی، هزینه یک سفر مزاحم یا یک سفر ناموفق به مراتب بیشتر از تفاوت قیمت است.
• فراموش کردن قطعات یدکی و اسناد یک سیستم حفاظتی فقط به اندازه برنامه نگهداری آن خوب است. بدون رله‌های یدکی، فیوزها و نمودارهای سیم‌کشی، یک خطای ساده می‌تواند به یک رویداد طولانی مدت خرابی تبدیل شود.

از تامین کنندگان داده های تست، گواهی ها و واحدهای ارزیابی نمونه بخواهید. اگر یک تامین کننده نمی تواند رتبه بندی یا قابلیت ردیابی اولیه را ارائه دهد، آن را به عنوان یک علامت هشدار تلقی کنید. شما می توانید با تیم ما تماس بگیرید برای پشتیبانی از انتخاب رله و ماژول اگر به راهنمایی خاص برنامه نیاز دارید.

تست، تعمیر و نگهداری و جایگزینی

وسایل حفاظتی اجزای مکانیکی و الکتریکی هستند. آنها پیر می شوند، رانش می شوند و شکست می خورند. یک برنامه تعمیر و نگهداری عملی شامل:

• بازرسی بصری برای تغییر رنگ، خوردگی، ترمینال های شل و رطوبت.
• تصویربرداری حرارتی بریکرها، فیوزها و پایانه های رله تحت بار معمولی.
• آزمایش سفر RCD و RCBO در بازه زمانی توصیه شده، معمولاً هر شش ماه برای مدارهای بحرانی.
• تست عملکردی رله‌های اضافه بار و ماژول‌های کنترل در هنگام خاموش شدن برنامه‌ریزی‌شده.
• تعویض دستگاه‌ها پس از خطا، حتی اگر به نظر کار می‌آیند. قطع کننده یا رله ای که جریان خطای بالایی را قطع کرده است ممکن است آسیب داخلی داشته باشد که قابل مشاهده نباشد.

فهرستی از قطعات یدکی که با رتبه بندی اصلی و مطالعه هماهنگی مطابقت دارد، نگه دارید. بدون بررسی کل سیستم، منحنی سفر یا ظرفیت شکست متفاوت را جایگزین نکنید. جایگزینی شبیه به مشابه سریع ترین و ایمن ترین مسیر است.

خوراکی های کلیدی

حفاظت از مدار الکتریکی یک سیستم است، نه یک لیست خرید. با مطالعه عیب شروع کنید، دستگاه هایی را انتخاب کنید که با جریان خطا و شرایط محیطی موجود مطابقت داشته باشند، و هماهنگی را قبل از شروع به کار پانل بررسی کنید. از رله ها و ماژول های کنترل برای جداسازی، نظارت و کنترل استفاده کنید، اما هرگز به عنوان جایگزینی برای وسایل حفاظتی مدار انشعاب استفاده نکنید.

وقتی رتبه‌بندی‌ها، نتایج آزمایش‌ها و قطعات جایگزین را مستند می‌کنید، حفاظت از جعبه‌ای از قطعات را به بخشی قابل‌اعتماد و قابل نگهداری از تأسیسات تبدیل می‌کنید. این رویکرد زمان خرابی را کاهش می دهد، از آسیب جلوگیری می کند و افراد را ایمن نگه می دارد.