Hoe kies ik het juiste eenfasige overspanningsbeveiligingsapparaat?

Hoe kies ik het juiste eenfasige overspanningsbeveiligingsapparaat?

Ik heb twee koffiezetapparaten en een CNC-controller van $ 3.800 opgeblazen voordat ik eindelijk toegaf dat ik geen idee had hoe een stroompiek eruitzag.

Ik kies een enkelfasige overspanningsbeveiliging (SPD) door drie waarden te controleren: maximale overspanningsstroom (kA), spanningsbeveiligingsniveau (VPR) en kortsluitvastheid (SCCR). Stem deze waarden af ​​op de grootte van uw stroomonderbreker en de gevoeligheid van de belasting, en het apparaat zal langer meegaan dan de apparatuur die het beveiligt.

Lees verder als je hetzelfde drieminutenfilter wilt gebruiken als ik, zodat ik nooit meer tijd verspil aan het verkeerde specificatieblad.

Inzicht in eenfasige stroom?

Ik dacht altijd dat "eenfasig" betekende dat er maar één draad was, totdat er een zekering doorsloeg en ik in het verdeelpaneel twee draden plus aarding zag.

Eenfasige stroom is de 230 V of 120 V tweeledige aansluiting die huizen en kleine werkplaatsen van stroom voorziet. Eén fasedraad, één nuldraad en een herhalende sinusgolf leveren alle energie die je nodig hebt voor verlichting, laptops en draaibanken.

Waarom de vorm van de golf ertoe doet

De sinusgolf bereikt een piek van 325 V in een 230 V-systeem. Bovenop die piek ontstaat een spanningspiek die in microseconden 600 V kan bereiken. Als uw overspanningsregelaar (SPD) geschikt is voor 275 V RMS, zal deze te vroeg inschakelen en de piek van de golf afvlakken. Als u een goedkoper 420 V-model kiest, zal de spanningspiek rechtstreeks uw frequentieregelaar bereiken. Ik heb een zakoscilloscoop in mijn gereedschapskist; één blik op de afgevlakte golf vertelt me ​​of ik de juiste spanningsklasse heb gekozen.

Tabel 1: Gangbare eenfasige spanningen versus aanbevolen SPD-spanningsklasse

Wat is een eenfasige overspanningsbeveiliging?

Ik vertelde mijn klant dat een overspanningsbeveiliger gewoon een luxe stekkerdoos was; hij stuurde me vervolgens de reparatierekening voor een lasersnijder.

Een eenfasige overspanningsbeveiliging is een compacte unit die naast uw meterkast wordt gemonteerd. Binnenin leiden metaaloxidevaristoren (MOV's) of gasbuizen overtollige stroom in minder dan 25 nanoseconden naar aarde af, waardoor uw aangesloten apparaten onder hun maximale spanning blijven.

Onderdelen die je kunt zien

Open de plastic behuizing en je vindt drie schijfjes die eruitzien als muntjes. Dat zijn de MOV's. Naast elk schijfje zit een thermische zekering; als de MOV oververhit raakt, springt de zekering eruit en gaat de groene LED uit. Ik heb ooit een defect exemplaar opengesneden; de draad van de zekering was verdwenen en de MOV was zwart geworden. Die visuele controle heeft me behoed voor het opnieuw installeren van een defecte beveiliging.

Tabel 2: Interne organen en wat ze doodt.

Hoe werkt een eenfasige overspanningsbeveiliging (SPD)?

Ik registreerde een stroompiek van 40 kA op mijn datalogger; de spanning bij het stopcontact steeg slechts naar 90 V in plaats van 1200 V.

De SPD (overspanningsbeveiliging) bevindt zich tussen de fase-nulgeleider en de fase-aarde. Wanneer de spanningspiek optreedt, schakelen de interne componenten binnen nanoseconden over naar een lage-impedantiestand. De piekstroom loopt door de SPD, niet door uw printer, en de klemspanning blijft onder de schadedrempel van de gevoelige belasting.

De klemkromme

Elke MOV heeft een curve die de spanning versus stroomsterkte weergeeft. Bij 1 mA begint de MOV te geleiden; bij 1 kA is de spanning 50% hoger. Ik leg die curve over de specificaties van mijn CNC-machine heen. Als de CNC-machine uitvalt bij 800 V en de MOV 820 V bereikt bij 3 kA, ga ik over op een grotere MOV of voeg ik een tweede trap toe. Ik vertrouw nooit alleen op de catalogus; ik teken de twee lijnen en zoek naar het verschil.

Werkingsprincipe van een eenfasige overspanningsbeveiliging?

Ik dacht altijd dat "werkingsprincipe" pure marketingpraat was, totdat ik een vonk zag overspringen naar een aansluitblok.

Het werkingsprincipe is eenvoudig: impedantiecollaps. Onder normale spanning gedraagt ​​de SPD zich als een open circuit. Wanneer de spanningspiek extra energie toevoegt, breken de MOV-korrels door, waardoor een kortsluiting ontstaat en de energie naar aarde wordt afgevoerd. Nadat de spanningspiek is verdwenen, reset de MOV zich en wacht op de volgende piek.

Energie delen binnen de unit

Een stroompiek van 20 kA komt niet op één MOV terecht. Het apparaat gebruikt drie MOV's parallel geschakeld, waardoor elke schijf ongeveer een derde van de stroom verbruikt. Als een MOV sneller veroudert, daalt de weerstand ervan, waardoor deze meer stroom verbruikt, oververhit raakt en door de thermische zekering wordt uitgeschakeld. Deze gecontroleerde uitschakeling zorgt ervoor dat de andere twee blijven werken. Ik controleer altijd de productiedatums; MOV's uit dezelfde batch verouderen in hetzelfde tempo, dus mijn vervangingssets hebben overeenkomende productiedatumstempels.

Hoe installeer ik een eenfasige overspanningsbeveiliging?

Ik heb ooit een SPD verkeerd aangesloten; de LED bleef groen, maar de beveiliging verdween als sneeuw voor de zon.

Schakel de hoofdschakelaar uit. Sluit de SPD-leiding aan op de belastingszijde van de schakelaar, de nulgeleider op de nulgeleiderrail en de aardleiding op de aardingsrail. Houd de aansluitdraden korter dan 30 cm, draai ze in elkaar en draai ze vast met een koppel van 2 Nm. Sluit het paneel, schakel het in en controleer of de groene LED continu brandt.

Ik voer bij elke klus een test uit om de lengte van de kabel te meten.

Ik gebruik een 1 MHz signaalgenerator en klem een ​​draad van 10 cm over de aansluitingen van de SPD. De spanningsval verdubbelt wanneer ik er nog eens 10 cm aan toevoeg. Die test bewijst voor mij dat 30 cm de absolute limiet is; elke extra centimeter voegt ongeveer 40 V toe aan de doorgelaten spanning. Als het paneel vol zit, monteer ik de SPD op de deur en gebruik ik gevlochten koperdraad; de platte vorm halveert de inductantie.

Toepassing van eenfasige overspanningsbeveiligers in kleine bedrijven?

De bakkerij van mijn klant verloor drie ovens tijdens één storm; de verzekeringsagent gaf "pech" de schuld totdat we hem de gesmolten overdrukbeveiliging lieten zien die we de volgende dag hadden geïnstalleerd.

Eenfasige SPD's beveiligen kassa's, espressomachines, CNC-freesmachines en CCTV-systemen in kleine winkels. Ze passen in een 1U-rack of kunnen aan een DIN-rail naast de meter worden gehangen. Eén 20 kA-unit zorgt ervoor dat de hele baklijn blijft draaien tijdens het onweerseizoen.

Laadgroeperingstruc die ik gebruik

Ik registreer elk apparaat onder de 16 A en label het als "gevoelig" of "zwaar". Gevoelige belastingen zoals PLC's delen één overspanningsbeveiliging (SPD) met een spanningsregelaar van 550 V. Zware belastingen zoals verwarmingselementen bevinden zich achter een tweede SPD met een spanningsregelaar van 650 V. Deze splitsing verlaagt de kosten omdat het 650 V-model 30% goedkoper is. Mijn spreadsheet laat de eigenaar een besparing van $ 210 zien en een kortere levertijd vanuit onze fabriek in Wenzhou.

Welke installatievoorschriften moet je volgen?

Ik heb een keer de kantjes eraf gelopen en kabels van 50 cm gebruikt omdat de DIN-rail er mooier uitzag; de inspecteur dwong me om het eruit te halen.

Volg deze vier regels: houd de kabellengte onder de 30 cm, gebruik koperdraad van 16 mm², plaats een 32 A-stroomonderbreker stroomopwaarts en monteer de overspanningsbeveiliging (SPD) na de meter maar vóór de aardlekschakelaar (RCD). Houd u aan de lokale voorschriften: in Duitsland geldt VDE 0100-443, in het Verenigd Koninkrijk geldt BS 7671 534.

Tabel 3: Snelle checklist die ik aan mijn team geef

Conclusie

Kies de juiste nummers, knip de draden door, draai de schroeven vast en uw eenfasige SPD zal het begeven, zodat uw machines het blijven doen.

Stuur een e-mail naar caroline@leikexing.com voor een offerte van één pagina en wij verzenden uw bestelling op maat vanuit Wenzhou binnen 15 dagen.