மின்னழுத்த எழுச்சிப் பாதுகாப்பான்களின் கோட்பாடுகளை ஆராய்கிறீர்களா?
கடந்த ஆண்டு நாங்கள் நடத்திய ஒரு சோதனையின்போது எரிந்த வார்னிஷ் வாசனை இன்னும் என் வாயில் இருக்கிறது—ஒரே ஒரு 6 kV மின் தாக்குதலில், அந்த மாதிரிப் பலகை அரை நொடியில் கருப்பாகிவிட்டது.
ஒரு மின்னழுத்த எழுச்சிப் பாதுகாப்பான், கூடுதல் ஆற்றலை ஈர்த்து அதை பூமிக்குத் தள்ளுவதன் மூலம் செயல்படுகிறது. பின்னர் அது, உங்கள் இயந்திரங்களைப் பாதிக்கக்கூடிய அளவிற்கு கீழே மின்னழுத்தத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. நான் வென்சோவில் தினமும் இந்த அலகுகளை உருவாக்கி, அவற்றை IEC 61643-11 தரநிலையின்படி சோதிக்கிறேன்.
இந்த வித்தை எப்படிச் செய்யப்படுகிறது என்று உங்களுக்குத் தெரிந்தால், சரியான பாகத்தைத் தேர்ந்தெடுத்து, நீங்கள் ஒருபோதும் பயன்படுத்தாத விவரக்குறிப்புகளுக்குப் பணம் செலுத்துவதை நிறுத்தலாம். தொடர்ந்து படியுங்கள், அந்தச் சாதனத்தின் உள்ளமைப்பை நான் உங்களுக்குக் காண்பிக்கிறேன்.
முக்கிய இலக்குகள்: ஆற்றல் பரிமாற்றம் மற்றும் மின்னழுத்தக் கட்டுப்பாடு?
ஒருமுறை, MOV சரியான நேரத்தில் இயங்கியதால், 40 kA மின்னோட்டப் பாய்ச்சல் ஒரு மைக்ரோ வினாடி வித்தியாசத்தில் ஒரு டிரைவைத் தவறவிட்டதை நான் பார்த்தேன்—அந்தச் சிறிய வட்டு $12,000 மதிப்புள்ள ஒரு இன்வெர்ட்டரைக் காப்பாற்றியது.
இரண்டு முக்கிய குறிக்கோள்கள்: (1) எழுச்சி ஆற்றலை வேகமாக பூமிக்கு நகர்த்துவது, மற்றும் (2) தரவுத் தாளில் எழுதப்பட்டுள்ள பாதுகாப்பான வரம்பிற்குக் கீழ் சுமையை அடையும் மின்னழுத்தத்தை வைத்திருப்பது.
பெட்டிக்குள் ஆற்றல் எவ்வாறு நகர்கிறது
மின்பாதையில் ஒரு மின்னழுத்த எழுச்சி ஏற்படுகிறது. MOV-இன் மின்மறுப்பு நானோ-நொடிகளில் மெகா-ஓம்களிலிருந்து ஓம்களாகக் குறைகிறது. மின்னோட்டம் சாதனத்தின் வழியாக எளிதான பாதையில் சென்று, பின்னர் பச்சை-மஞ்சள் புவி இணைப்பு கம்பி வழியாகப் பாய்கிறது. கம்பி எவ்வளவு சூடாக இருக்கிறதோ, அதன் மின்மறுப்பு அவ்வளவு குறைவாக இருக்கும், எனவே நாங்கள் 6 மிமீ² செம்பைப் பயன்படுத்துகிறோம் மற்றும் மின்பாதையின் நீளத்தை 50 செ.மீ-க்குக் குறைவாக வைத்திருக்கிறோம். ஒவ்வொரு கூடுதல் நீளமும் 1 µH மின்தூண்டலைச் சேர்க்கிறது, அது கடந்துசெல்லும் மின்னழுத்தத்தில் 1 kV-ஐச் சேர்க்கிறது. வாடிக்கையாளர்கள் இந்த விவரத்தை மறந்துவிட்டு, போர்டு செயலிழக்கும்போது பாகத்தின் மீது பழிபோடுகிறார்கள்.
கிளாம்பிங் மின்னழுத்தம் மற்றும் லெட்-த்ரூ மின்னழுத்தம்
மக்கள் இந்த இரண்டு எண்களையும் குழப்பிக் கொள்கிறார்கள். கிளாம்பிங் வோல்டேஜ் என்பது MOV பார்ப்பது. லெட்-த்ரூ வோல்டேஜ் என்பது கேபிள் டிராப்பிற்குப் பிறகு லோடு பார்ப்பது. நான் எப்போதும் எனது சோதனைத் தாளில் இரண்டையும் குறிப்பிடுவேன். எர்த் டெயில் 80 செ.மீ. ஆக இருந்தால், 700 V-ல் கிளாம்பிங் செய்யும் ஒரு பாகத்தால் கூட 1,200 V-ஐ VFD-ஐ அடைய அனுமதிக்க முடியும். டெயிலை வெட்டினால், வலியும் குறையும்.
எங்கள் ஆய்வகத்திலிருந்து உண்மையான தரவுகள்
| எழுச்சி நிலை | MOV அளவு | பூமி ஈயம் | அனுமதி | முடிவு |
| 20 kA 8/20 µs | 32 மிமீ வட்டு | 25 செ.மீ. | 980 V | பாஸ் |
| 20 kA 8/20 µs | 32 மிமீ வட்டு | 80 செ.மீ. | 1.450V | தோல்வி |
| 40 kA 8/20 µs | 40 மிமீ வட்டு | 25 செ.மீ. | 1.050V | பாஸ் |
MOV அளவை விட கேபிளின் நீளமே சிறந்தது என்பதை அட்டவணை காட்டுகிறது. நான் ஒவ்வொரு வாங்குபவரிடமும் சொல்வது இதுதான்: ஒரு பெரிய பாகத்திற்காக ஐந்து டாலர் செலவழிப்பதற்கு முன், குட்டையான கேபிள்களுக்காக ஒரு டாலர் கூடுதலாகச் செலவழியுங்கள்.
ஹைப்ரிட் வடிவமைப்புகளில் நாம் ஏன் வாயு வெளியேற்றக் குழாயைச் சேர்க்கிறோம்?
ஒரு MOV பெரிய அதிர்வுகளுக்குப் பிறகு செயலிழந்துவிடும். ஒரு GDT அதிக அதிர்வுகளைத் தாங்கக்கூடியது, ஆனால் அதன் வேகம் குறைவு. நாங்கள் அவற்றை இணையாக இணைத்தோம். MOV முதலில் தொடங்கி, முதல் 100 நானோ வினாடிகளுக்கு மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. பின்னர் GDT இயங்கி, மொத்த மின்னோட்டத்தை எடுத்துக்கொள்கிறது. MOV ஓய்வெடுத்து நீண்ட காலம் வாழ்கிறது. ஜெர்மன் சூரிய மின் பண்ணைகளுக்கு ஹைப்ரிட் இப்போது எங்களின் அதிகம் விற்பனையாகும் தயாரிப்பாக உள்ளது, ஏனெனில் அங்குள்ள பணியாளர்கள் ஐந்து வருடங்கள் அல்ல, 20 வருட ஆயுளை விரும்புகிறார்கள்.
முக்கிய கூறுகள் மற்றும் படிநிலை பாதுகாப்பு வழிமுறைகளா?
எங்களுடைய டைப் 1+2 யூனிட்களில் ஒன்றை நான் திறந்தபோது, அதில் MOV-கள், GDT-கள், ஃபியூஸ்கள் மற்றும் சோர்வாக இருக்கும்போது கெட்டில் போல 'கிளிக்' எனச் சத்தம் எழுப்பும் ஒரு சிறிய தெர்மல் ஸ்விட்ச் ஆகியவற்றைக் கண்டேன்.
முக்கிய பாகங்கள் ஆவன: (A) ஆற்றலைப் பயன்படுத்தும் வேரிஸ்டர்கள் அல்லது GDT-கள், (B) தீயை அணைக்கும் வெப்பத் துண்டிப்பான்கள், மற்றும் (C) குறுக்குச் சுற்றுகளை நீக்கும் காப்பு உருகிகள். ஒரு ஆலையின் மின்வமைப்புடன் பொருந்துவதற்காக, இவற்றை நாம் மூன்று அடுக்குகளாக அடுக்குகிறோம்.
முதல் அடுக்கு: சேவைக் கதவில் வகை 1
இந்தப் பகுதி நேரடி மின்னலை எதிர்கொள்கிறது. நாங்கள் ஒரு 25 kA 10/350 µs இம்பல்ஸ் ட்யூப் மற்றும் ஒரு 50 kA MOV பிளாக்கைப் பயன்படுத்துகிறோம். சுவிட்ச்போர்டுக்குள் நுழைவதற்கு முன்பு, மின்னல் தாக்குதலை 1,000 kV-லிருந்து 4 kV-க்கும் குறைவாகக் குறைப்பதே இதன் நோக்கம். நாங்கள் இதை ஒரு 35 மிமீ DIN ரெயிலில் பொருத்தி, 16 மிமீ² செம்பு (Cu) கொண்டு பிரதான எர்த் பாருடன் இணைக்கிறோம். தவறான இடத்தில் உள்ள ஒரு போல்ட் துளை 2 µH மற்றும் 2 kV கூடுதல் மின்னழுத்தத்தைச் சேர்க்கிறது. நான் வரைபடத்தை இருமுறை சரிபார்க்கிறேன்; வாங்குபவர் ஒரு பழுதடைந்த மின்மாற்றியைத் தவிர்க்கிறார்.
இரண்டாம் அடுக்கு: துணைப் பேனல்களில் வகை 2
இந்த அடுக்கு, அருகிலுள்ள மின்னல்கள் அல்லது பெரிய மோட்டார் மாறுதல்களால் ஏற்படும் தூண்டப்பட்ட மின்னழுத்த ஏற்றங்களைத் தடுக்கிறது. நாங்கள் வெப்பத் துண்டிப்புடன் கூடிய 40 kA 8/20 µs MOV-களைத் தேர்ந்தெடுக்கிறோம். இந்தப் பாகம் செருகப்படுவதால், பயனர் மின்சாரத்தைத் துண்டிக்காமல் அதை மாற்றிக்கொள்ள முடியும். பாகம் செயலிழக்கும்போது அணைந்துவிடும் ஒரு பச்சை LED-ஐ நாங்கள் சேர்க்கிறோம். மிலனில் உள்ள ஒரு தள மேலாளர், நடைபாதையில் நடந்து சென்று பச்சை புள்ளிகளை எண்ணுவதன் மூலமே பத்து நிமிடங்களில் 50 பேனல்களைச் சரிபார்க்க முடியும் என்று என்னிடம் கூறினார்.
மூன்றாம் அடுக்கு: சுமையின் போது வகை 3
டிரைவ்கள், பிஎல்சிக்கள் மற்றும் பிசிக்களுக்கு ஒரு லோக்கல் கார்டு தேவை. நாங்கள் 900 V-க்குக் குறைவான லெட்-த்ரூ கொண்ட 10 kA 8/20 µs யூனிட்களைப் பயன்படுத்துகிறோம். இந்தப் பாகம் ஒரு வால் பாக்ஸிலோ அல்லது சாக்கெட் ஸ்ட்ரிப்பின் உள்ளேயோ பொருந்தும். டைப் 2-லிருந்து லோடு வரையிலான கேபிள் 10 மீட்டருக்குள் இருக்க வேண்டும். நீளம் அதிகமாக இருந்தால், நாங்கள் மற்றொரு டைப் 3-ஐச் சேர்ப்போம். பேனல் 30 மீட்டர் தொலைவில் இருந்ததால், ஒருமுறை நான் $9 மதிப்புள்ள ஒரு சாக்கெட் SPD-ஐச் சேர்த்து $4,000 மதிப்புள்ள ஒரு செர்வோவை சேமித்தேன்.
அடுக்குகள் ஒன்றுக்கொன்று எவ்வாறு உரையாடுகின்றன
ஆற்றல் என்பது தண்ணீரைப் போன்றது. முதல் அணை நிரம்பினால், இரண்டாவது அணை தயாராக இருக்க வேண்டும். நாங்கள் மின்னழுத்த அளவுகளைப் படிப்படியாக அமைக்கிறோம்: வகை 1, 1.8 kV-இல் நிலைநிறுத்தப்படுகிறது; வகை 2, 1.4 kV-இல்; வகை 3, 0.9 kV-இல். கீழ் அடுக்கு, மேல் அடுக்குக்கு முன்பாக ஒருபோதும் இயங்கத் தொடங்குவதில்லை, எனவே ஒவ்வொரு பகுதியும் பளுவைப் பகிர்ந்து கொள்கிறது. எங்கள் ஆய்வகத்தில், தொடரிணைப்பில் உள்ள மூன்று அலகுகள் மற்றும் 100 kA தொடக்க மின்னோட்டத்துடன் இந்த முழுச் சங்கிலியையும் நாங்கள் சோதிக்கிறோம். இறுதி சாக்கெட்டில் உள்ள ஊடுருவல் மின்னழுத்தம் 720 V ஆகும், இது எந்தவொரு 230 V இயக்கத்திற்கும் பாதுகாப்பானது.
நாம் அன்றாடம் பயன்படுத்தும் பாகங்களின் பட்டியல்
| பகுதி | பங்கு | விவரக்குறிப்பு | வாழ்க்கைச் சுழற்சிகள் |
| 40 மிமீ MOV | கிளாம்ப் | 40 kA 8/20 µs | 20 பெரிய வெற்றிகள் |
| வெப்ப சுவிட்ச் | தீ நிறுத்தம் | 120 °C | ஒரு முறை மட்டும் |
| 6 A gG ஃபியூஸ் | குறுகிய தெளிவான | 50 kA முறிவு | ஒரு முறை மட்டும் |
| ஜிடிடி குழாய் | காப்புப்பிரதி | 600 V தீப்பொறி | 100 ஹிட்ஸ் |
| LED + மின்தடை | நிலை | 2 mA வடிகால் | 10 ஆண்டுகள் |
ஒத்துழைப்பு மற்றும் பாதுகாப்பு ஆதரவு?
ஒரு நாள் வெப்ப உருகி (thermal fuse) பழுதானபோது, அந்த அபாய அறிகுறி தொழில்நுட்ப வல்லுநரிடம் அந்த சாதனத்தை மாற்றச் சொன்னது—எந்தப் பரபரப்பும் இல்லை, தீயும் இல்லை, வெறும் ஐந்து நிமிட இடைவேளை மட்டுமே—என்ற அந்த நாள் எனக்கு இன்னும் நினைவிருக்கிறது.
ஒரு SPD ஆனது பிரேக்கர்கள், எர்திங் மற்றும் கேபிள் ரூட்டிங் ஆகியவற்றுடன் இணைந்து செயல்பட வேண்டும். பாகம் எப்போது பலவீனமடைகிறது என்பதை களப்பணியாளர்கள் அறிந்துகொண்டு, பாதுகாப்பான பேக்கப் செயல்படுவதற்காக, நாங்கள் தெர்மல் ஃபியூஸ்கள், மைக்ரோ-ஸ்விட்சுகள் மற்றும் ரிமோட் சிக்னல்களைச் சேர்க்கிறோம்.
ஒரு SPD-க்கு பிரேக்கர் ஏன் நண்பராகத் தேவைப்படுகிறது
ஒரு MOV செயலிழக்கும்போது ஷார்ட் சர்க்யூட் ஆகலாம். பேனல் எரிவதற்கு முன்பு, பேக்கப் ஃபியூஸ் அந்தப் பழுதைச் சரிசெய்ய வேண்டும். நாங்கள் ஃபியூஸ் வளைவை MOV பழுது மின்னோட்டத்துடன் பொருத்துகிறோம். ஒரு 40 kA MOV, 1 kA ஷார்ட்டில் செயலிழக்கிறது. நாங்கள் 1 kA-ல் 0.1 வினாடியில் பழுதைச் சரிசெய்யும் ஒரு 6 A gG ஃபியூஸைத் தேர்ந்தெடுக்கிறோம். சாதாரண சர்ஜ் மின்னோட்டத்தில் ஃபியூஸ் ஒருபோதும் வெடிப்பதில்லை, ஏனெனில் அது மைக்ரோ-நொடிகள் மட்டுமே நீடிக்கும். கணக்கீடுகள் கச்சிதமானவை, ஆனால் அது வேலை செய்கிறது. வாங்குபவர்களுக்கு நான் ஒரு ஃபியூஸ் விளக்கப்படத்தைக் கொடுக்கிறேன், அதனால் அவர்களின் எலக்ட்ரீஷியன் யூகிக்க வேண்டியதில்லை.
பெரிய தளங்களுக்கான தொலைநிலை சமிக்ஞை
ஒரு வாடிக்கையாளர் 24/7 கண்ணாடி உலைகளை இயக்குகிறார். அவரால் ஒவ்வொரு வாரமும் ஆலையை நேரில் சென்று பார்க்க முடியாது. வெப்ப வட்டு திறக்கும்போது இயங்கக்கூடிய ஒரு மைக்ரோ-ஸ்விட்ச்சை நாங்கள் SPD-க்குள் பொருத்துகிறோம். அந்த ஸ்விட்ச் ஒரு 24 V PLC உள்ளீட்டிற்கு மின்சாரம் வழங்குகிறது. HMI-இல் உள்ள ஒரு சிவப்பு விளக்கு “SPD செயலிழந்துவிட்டது” என்று காட்டுகிறது. ஆப்பரேட்டர் எங்களை அழைக்கிறார், நாங்கள் ஒரு உதிரி கார்ட்ரிட்ஜை அனுப்புகிறோம், அவர் அடுத்த ஷிப்ட் மாற்றத்தின்போது அதை மாற்றிக்கொள்கிறார். இரண்டு ஆண்டுகளில் திட்டமிடப்படாத நிறுத்தங்கள் எதுவும் இல்லை.
RCDகள் மற்றும் ஆர்க் டிடெக்டர்களுடன் ஒருங்கிணைப்பு
SPD கசிவு RCD-ஐ செயலிழக்கச் செய்துவிடும் என்று சில பொறியாளர்கள் அஞ்சுகிறார்கள். நாங்கள் 230 V-இல் கசிவை 0.3 mA-க்குக் குறைவாக வைத்திருக்கிறோம். ஒரு 30 mA RCD அதை ஒருபோதும் கண்டறிவதில்லை. அந்த இடத்தில் ஆர்க் கண்டறிவான்கள் பயன்படுத்தப்பட்டால், உயர் அதிர்வெண் கிளாம்பிங் கண்டறிவானை ஏமாற்றாதவாறு, நாங்கள் SPD-க்கு முன்னால் ஒரு EMI வடிகட்டியைச் சேர்க்கிறோம். இந்தக் கலவையை நாங்கள் TÜV ரைன்லாண்டில் சோதித்தோம், அது தேர்ச்சி பெற்றது.
முக்கிய செயல்திறன் குறிகாட்டிகள்?
ஒவ்வொரு சரக்கு அனுப்பீட்டிலும் நான் மூன்று எண்களைக் கண்காணிக்கிறேன்: ஊடுருவல் மின்னழுத்தம், 1,000 அலகுகளுக்கான பழுது விகிதம், மற்றும் தளத்தில் மாற்றும் நேரம். இவற்றில் ஏதேனும் விலகல் ஏற்பட்டால், நான் உற்பத்தி வரிசையை நிறுத்திவிடுவேன்.
முக்கியமான செயல்திறன் குறிகாட்டிகள் (KPIs) ஆவன: (1) ஆய்வகத்தில் அளவிடப்பட்ட மின்னழுத்தப் பாதுகாப்பு நிலை (Up), (2) தேய்மானத்திற்கு முந்தைய மின்னழுத்த எழுச்சி ஆயுள் எண்ணிக்கை, மற்றும் (3) இயங்கும் அமைப்புகளில் மாற்றுவதற்கான சராசரி நேரம் (MTTR). நாங்கள் விற்கும் ஒவ்வொரு தொகுதிக்கும் இவற்றை நான் பதிவு செய்கிறேன்.
ஏன் ஊடுருவல் ராஜாவாக இருக்கிறது?
Up மின்னழுத்தத்தில் ஏற்படும் 200 V சரிவு, ஒரு டிரைவின் ஆயுளை இரட்டிப்பாக்கும். நாங்கள் ஒவ்வொரு MOV டிஸ்க்கையும் 100% மின்னோட்டத்தில் சோதித்து, அதன் மின்னழுத்தத்தைப் பதிவு செய்கிறோம். அதிக அளவைக் காட்டும் டிஸ்க்குகள், கிளாம்பிங் அவ்வளவு முக்கியமில்லாத சோலார் பண்ணை உற்பத்தி வரிசைக்கு அனுப்பப்படுகின்றன. குறைந்த அளவைக் காட்டும் டிஸ்க்குகள் ஜெர்மன் PLC உற்பத்தி வரிசைக்கு அனுப்பப்படுகின்றன. இந்த வகைப்படுத்துதல், உற்பத்தியில் ஒரு மணி நேரத்தை கூடுதலாகச் சேர்க்கிறது, ஆனால் களப் பிழைகளை 40% குறைக்கிறது. நான் ஒரு மணி நேரத்திற்கான கட்டணத்தைச் செலுத்துகிறேன், இரவு நேர அழைப்புப் பணியைத் தவிர்க்கிறேன்.
நாம் நடத்தும் உயிர் எண்ணிக்கை சோதனை
வெப்பநிலை நிலைமாற்றி வெடிக்கும் வரை, ஒவ்வொரு ஐந்து நிமிடங்களுக்கும் அதே பாகத்தில் 20 kA மின்னோட்டத்தைச் செலுத்தினோம். சாதனை படைத்த அந்தப் பாகம் 27 முறை மின்னோட்டத்தைத் தாங்கியது. அந்த வளைவரையைத் தரவுத் தாளில் வெளியிடுகிறோம். பத்து வருட சாதாரண மின்னோட்ட ஏற்றங்களுக்குப் பிறகும் அந்தப் பாகம் செயல்படுவதை வாங்குபவர்கள் காண்கிறார்கள். எனது சிறந்த விலை குறைப்பை விட, அந்த ஒற்றை வரைபடம் அதிக ஒப்பந்தங்களை உறுதி செய்கிறது.
முடிவு
ஆற்றல் பரிமாற்றம், கட்டுப்படுத்துதல், அடுக்குகள், காப்பு மற்றும் தெளிவான செயல்திறன் குறிகாட்டிகள்—இதுதான் முழு கதை. ஊடுருவல் மற்றும் திரும்பும் விகிதத்தில் குறைந்த மதிப்பெண் பெறும் ஒரு SPD-ஐத் தேர்ந்தெடுத்தால், நீங்கள் நிம்மதியான உறக்கத்தைப் பெறலாம்.