Làm thế nào để chọn thiết bị chống sét lan truyền một pha phù hợp?

Làm thế nào để chọn thiết bị chống sét lan truyền một pha phù hợp?

Tôi đã làm hỏng hai máy pha cà phê và một bộ điều khiển CNC trị giá 3.800 đô la trước khi thừa nhận rằng mình thậm chí không biết hiện tượng xung điện trông như thế nào.

Tôi chọn thiết bị chống sét lan truyền một pha bằng cách kiểm tra ba thông số: dòng điện xung tối đa (kA), mức bảo vệ điện áp (VPR) và định mức ngắn mạch (SCCR). Chọn thiết bị phù hợp với kích thước cầu dao và độ nhạy tải, và thiết bị sẽ có tuổi thọ cao hơn cả thiết bị mà nó bảo vệ.

Hãy tiếp tục đọc nếu bạn muốn có bộ lọc ba phút giống như tôi dùng để không bao giờ lãng phí thời gian vào những bảng dữ liệu sai nữa.

Bạn hiểu về điện một pha?

Tôi từng nghĩ "điện một pha" nghĩa là chỉ có một dây dẫn cho đến khi tôi làm cháy cầu chì và thấy có hai dây dẫn cộng với dây nối đất trong bảng điện.

Điện một pha là hệ thống điện hai dây 230 V hoặc 120 V cung cấp điện cho nhà ở và các cửa hàng nhỏ. Một dây dẫn nóng, một dây trung tính và sóng sin lặp lại cung cấp đủ năng lượng cần thiết cho đèn chiếu sáng, máy tính xách tay và máy tiện.

Tại sao hình dạng sóng lại quan trọng?

Sóng sin đạt đỉnh 325 V trong hệ thống 230 V. Một xung điện áp sẽ xuất hiện trên đỉnh đó và có thể đạt tới 600 V trong vài micro giây. Nếu thiết bị chống sét lan truyền (SPD) của bạn được định mức 275 V RMS, nó sẽ kích hoạt sớm và cắt bớt phần đỉnh của sóng. Nếu bạn chọn loại 420 V vì nó rẻ hơn, xung điện áp sẽ truyền thẳng vào biến tần (VFD) của bạn. Tôi luôn giữ một máy hiện sóng bỏ túi trong hộp dụng cụ; chỉ cần nhìn vào sóng bị cắt bớt là tôi biết mình đã chọn đúng cấp điện áp hay chưa.

Bảng 1: Điện áp một pha thông dụng so với cấp điện áp SPD được khuyến nghị

Thiết bị chống sét lan truyền một pha là gì?

Tôi nói với người mua rằng thiết bị chống sét lan truyền chỉ là một loại ổ cắm điện thông thường; anh ta gửi cho tôi hóa đơn sửa chữa máy cắt laser.

Thiết bị chống sét lan truyền một pha là một thiết bị nhỏ gọn được lắp đặt bên cạnh bảng cầu dao. Bên trong, các điện trở biến đổi oxit kim loại (MOV) hoặc ống khí sẽ dẫn dòng điện dư thừa xuống đất trong vòng chưa đến 25 nano giây, giữ cho tải của bạn luôn ở dưới điện áp chịu đựng.

Các bộ phận bạn có thể nhìn thấy

Mở vỏ nhựa ra, bạn sẽ thấy ba đĩa trông giống như đồng xu. Đó là các MOV (Module điều khiển chuyển động). Một cầu chì nhiệt nằm cạnh mỗi đĩa; nếu MOV quá nóng, cầu chì sẽ đứt và đèn LED màu xanh lá cây sẽ tắt. Tôi từng cắt mở một thiết bị bị hỏng; dây cầu chì đã biến mất và MOV đã chuyển sang màu đen. Việc kiểm tra bằng mắt thường đó đã giúp tôi tránh phải lắp lại một thiết bị bảo vệ bị hỏng.

Bảng 2: Các bộ phận bên trong và nguyên nhân gây tử vong

Thiết bị chống sét lan truyền một pha (SPD một pha) hoạt động như thế nào?

Tôi quan sát thấy dòng điện 40 kA tác động lên thiết bị ghi dữ liệu; điện áp tại đầu ra chỉ tăng 90 V thay vì 1.200 V.

Thiết bị chống sét lan truyền (SPD) được đặt giữa dây nóng và dây trung tính, cũng như giữa dây nóng và dây nối đất. Khi xung điện đến, các thành phần bên trong của nó sẽ chuyển sang trạng thái trở kháng thấp trong vài nano giây. Dòng điện xung sẽ đi qua SPD chứ không phải máy in của bạn, và điện áp kẹp sẽ duy trì dưới ngưỡng gây hư hại cho tải nhạy cảm.

Đường cong kẹp

Mỗi MOV đều có một đường cong thể hiện mối quan hệ giữa điện áp và dòng điện. Ở mức 1 mA, MOV bắt đầu dẫn điện; ở mức 1 kA, điện áp cao hơn 50%. Tôi chồng đường cong đó lên trên thông số chịu đựng của máy CNC. Nếu máy CNC hỏng ở mức 800 V và MOV đạt 820 V ở mức 3 kA, tôi sẽ chuyển sang dùng MOV lớn hơn hoặc thêm tầng thứ hai. Tôi không bao giờ chỉ tin tưởng vào thông số trong catalogue; tôi vẽ đồ thị hai đường thẳng và tìm khoảng cách chênh lệch.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị chống sét lan truyền một pha?

Tôi từng nghĩ "nguyên lý hoạt động" chỉ là chiêu trò tiếp thị cho đến khi tôi lần theo dấu vết của một tia lửa điện phóng qua khối đấu dây.

Nguyên lý hoạt động rất đơn giản: sự sụp đổ trở kháng. Ở điện áp bình thường, SPD hoạt động như một mạch hở. Khi xung điện bổ sung thêm năng lượng, các hạt MOV bị phá vỡ, tạo ra đoản mạch và dẫn năng lượng xuống đất. Sau khi xung điện kết thúc, MOV tự thiết lập lại và chờ xung điện tiếp theo.

Chia sẻ năng lượng bên trong thiết bị

Dòng điện xung 20 kA không chỉ tác động lên một MOV. Thiết bị sử dụng ba MOV mắc song song, vì vậy mỗi MOV tiêu thụ khoảng một phần ba dòng điện. Nếu một MOV bị lão hóa nhanh hơn, điện trở của nó sẽ giảm và nó sẽ tiêu thụ nhiều dòng điện hơn, nóng lên, và cầu chì nhiệt sẽ làm hỏng nó. Sự hỏng hóc nhẹ nhàng đó giúp hai MOV còn lại hoạt động. Tôi luôn kiểm tra mã ngày sản xuất; các MOV cùng lô sản xuất sẽ bị lão hóa với tốc độ như nhau, vì vậy bộ dụng cụ thay thế của tôi có mã ngày sản xuất trùng khớp.

Hướng dẫn lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền một pha?

Tôi từng đấu dây ngược một thiết bị chống sét lan truyền; đèn LED vẫn xanh nhưng chức năng bảo vệ biến mất như khói.

Tắt cầu dao chính. Nối dây SPD vào phía tải của cầu dao, dây trung tính vào thanh trung tính và dây nối đất vào thanh nối đất. Giữ các dây dẫn ngắn hơn 30 cm, xoắn chúng lại với nhau và siết chặt với lực momen xoắn 2 Nm. Đóng bảng điều khiển, bật nguồn và xác nhận đèn LED màu xanh lá cây sáng ổn định.

Tôi thực hiện kiểm tra chiều dài dây dẫn trong mọi công việc.

Tôi sử dụng máy phát tín hiệu 1 MHz và kẹp một đoạn dây dài 10 cm vào giữa các cực của thiết bị chống sét lan truyền (SPD). Điện áp giảm gấp đôi khi tôi thêm 10 cm nữa. Thử nghiệm đó chứng minh với tôi rằng 30 cm là giới hạn tối đa; mỗi centimet thêm vào sẽ làm tăng thêm khoảng 40 V vào điện áp truyền qua. Nếu bảng điều khiển chật chội, tôi gắn SPD lên cửa và sử dụng dây đồng bện; hình dạng phẳng giúp giảm một nửa độ tự cảm.

Ứng dụng của thiết bị chống sét lan truyền một pha trong doanh nghiệp nhỏ?

Tiệm bánh của khách hàng tôi bị mất ba lò nướng trong một trận bão; nhân viên bảo hiểm đổ lỗi cho "vận rủi" cho đến khi chúng tôi cho ông ta xem bộ phận chống cháy nổ (SPD) bị chảy mà chúng tôi đã sửa chữa lại vào ngày hôm sau.

Các thiết bị chống sét lan truyền một pha bảo vệ máy tính tiền, máy pha cà phê, máy cắt CNC và camera quan sát trong các cửa hàng nhỏ. Chúng được lắp đặt bên trong giá đỡ 1U hoặc treo trên thanh ray DIN bên cạnh đồng hồ đo điện. Một thiết bị 20 kA duy nhất đảm bảo toàn bộ dây chuyền sản xuất hoạt động liên tục trong mùa giông bão.

Thủ thuật nhóm tải mà tôi sử dụng

Tôi liệt kê mọi thiết bị dưới 16 A và gắn nhãn là “nhạy cảm” hoặc “chịu tải nặng”. Các tải nhạy cảm như PLC dùng chung một SPD với VPR 550 V. Các tải chịu tải nặng như máy sưởi được đặt sau một SPD thứ hai với VPR 650 V. Việc phân chia này giúp giảm chi phí vì model 650 V rẻ hơn 30%. Bảng tính của tôi cho thấy chủ sở hữu tiết kiệm được 210 đô la và thời gian giao hàng ngắn hơn từ nhà máy Ôn Châu của chúng tôi.

Các quy tắc lắp đặt cần tuân theo?

Tôi từng tiết kiệm chi phí bằng cách dùng dây dẫn dài 50 cm vì thấy thanh ray DIN trông đẹp hơn; thanh tra đã bắt tôi phải tháo bỏ nó đi.

Hãy tuân thủ bốn quy tắc sau: giữ chiều dài dây dẫn dưới 30 cm, sử dụng dây đồng 16 mm², lắp thêm cầu dao 32 A ở phía thượng nguồn, và lắp đặt thiết bị chống sét lan truyền (SPD) sau đồng hồ đo điện nhưng trước thiết bị chống rò dòng (RCD). Tuân thủ quy định địa phương: tại Đức sử dụng VDE 0100-443, tại Anh sử dụng BS 7671 534.

Bảng 3: Danh sách kiểm tra nhanh tôi đưa cho đội của mình

Phần kết luận

Chọn đúng số, cắt dây dẫn, siết chặt ốc vít, và thiết bị chống sét lan truyền một pha của bạn sẽ hỏng để máy móc của bạn không bị hư hại.

Hãy gửi email cho tôi theo địa chỉ caroline@leikexing.com để nhận báo giá một trang và chúng tôi sẽ vận chuyển lô hàng đặt riêng của bạn từ Ôn Châu trong vòng 15 ngày.