Problematika varovanja enosmernih bremen v električnih stikalnih ploščah

Napajalna napetost krmilnih naprav in logičnih vezij v električnih stikalnih ploščah se sčasoma vedno bolj pomikajo na varnejšo napetostno raven 24 VDC. Ta trend, ki se je prvotno začel v Evropi zaradi višje napetosti v elektrodistribucijskem sistemu, je povezan z množičnim uvajanjem sodobnih stikalnih virov napetosti. Stikalni napajalniki, ki so v stikališčih precej hitro izločili svoje predhodnike - linearne napajalnike, so dandanes sestavni del skoraj vseh električnih stikalnih omar.

Stikalni napajalniki so običajno opremljeni z zaščitno funkcijo, ki preprečuje preobremenitev, ki bi lahko povzročila pregrevanje ali celo samouničenje. Ta zaščitna funkcija, ki na nek način naredi stikalni napajalnik neuničljiv, hkrati povečuje tudi zahteve po zagotavljanju zaščite izhodnih tokokrogov pred kratkimi stiki in preobremenitvami.

Standardni način za zagotovitev tovrstne zaščite je dodajanje varovalk ali odklopnika, ki pa za reagiranje zahteva preobremenitveni tok v velikosti nekajkratnika osnovnega (nazivnega) toka. Tu pa pridejo uporabljene varovalke in odklopniki v konflikt s stikalnimi napajalniki in njihovo zaščito pred preobremenitvijo. V primeru okvare na sekundarni strani vira zahteva varovalka ali odklopnik za hiter izklop tokokroga visoko preobremenitev (okvarni tok), ki pa ga notranja zaščita stikalnega napajalnika, zaradi zaščite pred uničenjem ne zagotovi. V takšnih primerih je zaščita tokokrogov 24 VDC zelo pogosto delno ali popolnoma nedelujoča (odklopnik ali varovalka sproži po zelo dolgem času ali pa se sploh ne sproži).

Druga težava na katero želimo opozoriti pri zaščiti 24 VDC tokokrogov je pogosta uporaba neustreznih žic oz. njihovih nominalnih presekov. Pri mejno dimenzioniranih presekih vodnikov, ki sicer zadoščajo za pretok nazivnega toka, se kmalu izkaže, da so pod-dimenzionirani glede pretoka okvarnih tokov, zato prihaja do nezaželenih padcev napetosti na izhodnem vodu. Padec izhodne napetosti v kombinaciji z uporabo običajnih varovalk ali odklopnikov pa lahko ponovno povzroči podaljšanje odzivnega časa ali popolnoma nedelujočo zaščito.

Zanesljivo zaščito krmilnih tokokrogov enosmernega tokokroga lahko zagotovijo le posebne naprave, katerih zaščitna funkcija je rezervirana samo za ta, z vidika zaščite, problematična enosmerna bremena.

Sistem ECP (electronic circuit protection) podjetja Rockwell Automation s kataloško oznako 1694 je že druga generacija elektronskih zaščitnih modulov, namenjenih varovanju enosmernih tokokrogov. Ta modularni sistem je sestavljen iz več delov – napajalni moduli, zaščitni moduli in komponente za distribucijo. Napajalni moduli se uporabljajo za povezavo in distribucijo napajanja na naslednje zaščitne in razdelilne module, pri čemer je maksimalna tokovna obremenitev 40 A, maksimalno število priključenih zaščitnih modulov pa ni omejeno. Napajalni modul je lahko opremljen tudi z integriranim pomožnim kontaktom za daljinsko signalizacijo statusa zaščitnih modulov.

Vrhunska rešitev z vidika oddaljene komunikacije je varianta napajalnega modula s komunikacijskim vmesnikom IO-Link. Z integracijo v okolje Studio 5000, lahko ta dodatna funkcionalnost zagotovi številne dodatne, uporabne informacije:

• spremljanje trenutne napetosti in tokovnih vrednosti v vseh vejah
• spremljanje trenutne vrednosti vhodne napetosti
• statistično vrednotenje minimalnih, maksimalnih in povprečnih vrednosti
• daljinski izklop, vklop in ponastavitev posameznih modulov/kanalov
• oddaljena nastavitev parametrov modula, opozorilo v primeru lokalnega posega v nastavitve
• oddaljena diagnostika stanja zaščitnih modulov vključno z napajalnim modulom
• števec izklopov, razlog za zadnji izklop, vključno z vrednostjo toka ob zadnjem izklopu

Zaščitni moduli se kaskadno povezujejo na napajalni modul. Na voljo so v enokanalni ali dvokanalni izvedbi s fiksnimi ali nastavljivimi nazivnimi vrednostmi toka. Vsak zaščitni modul ima večbarvne LED indikatorje, ki služijo tudi kot gumb za ročni vklop, izklop in ponastavitev posameznega kanala. Ta vizualna LED indikacija zaščitnih modulov zagotavljajo podrobne informacije o statusu vsakega kanala:

• neprekinjena zelena: delovanje brez napak, stanje napajanja in komunikacije OK
• utripajoča zelena: delovanje brez napak, stanje napajanja v redu, ni komunikacije
• utripajoča zelena/oranžna: dosežena opozorilna meja tokovne obremenitve (nad 90 % nazivnega toka)
• neprekinjena oranžna: napačne nastavitve, zaznavanje preobremenitve ali kratkega stika
• utripajoča oranžna: neveljavni konfiguracijski podatki, ni komunikacije
• neprekinjnea rdeča: kanal je odklopljen zaradi kratkega stika ali preobremenitve
• brez indikacije: ročno odklopljen kanal, brez napajanja

V aplikacijah za ameriški trg bodo svojo uporabo našle različice zaščitnih modulov v izvedbi CL2. Ti omogočajo napajanje izhodnih bremen z zahtevo po stopnji moči v skladu s standardom NEC Class 2. Ta rešitev je zelo priročna in v nekaterih primerih edina možna rešitev, če iz kakršnega koli razloga ni mogoče uporabiti stikalnega napajalnika, ki že v osnovi izpolnjuje zahteve standarda NEC Class 2.

Zadnja podskupina iz linije izdelkov 1694 so distribucijski moduli. Ti so neobvezni in služijo za razporeditev signalov visokega nivoja na večje število signalov nižjega nivoja. Največja tokovna obremenitev je 20 A in njihovo največje število tudi tu ni omejeno. Razdelilni moduli omogočajo tudi v okviru enega zaščitnega sistema priročno razdelitev posameznih odsekov na nezaščitene (npr. za kritične obremenitve izven stikalne plošče) in zaščitene za vse ostale naprave v stikalni omari.

Več informacij o sistemu 1694:

Temperatura okolja je pomemben dejavnik pri načrtovanju sistema 1694, prenesite kalkulator za prilagoditev nazivnih tokov modulov glede na segrevanje v ohišju (potrebna odobritev pojavnih oken).

Za dodatne informacije in specifikacijo Ta e-poštni naslov je zaščiten proti smetenju. Potrebujete Javascript za pogled..