Pokračujeme v díle těch,
kteří byli první.

Aktuální vydání

Číslo 11/2016 vyšlo tiskem
7. 11. 2016. V elektronické verzi na webu od 1. 12. 2016. 

Téma: Rozváděče a rozváděčová technika; Točivé stroje a výkonová elektronika

Hlavní článek
Lithiové trakční akumulátory pro elektromobilitu

Aktuality

Svítící fasáda FEL ČVUT nabídne veřejnosti interaktivní program s názvem Creative Colours of FEL Dne 13. prosince v 16.30 hodin se v pražských Dejvicích veřejnosti představí interaktivní…

Fakulta elektrotechnická je na špici excelentního výzkumu na ČVUT Expertní panely Rady vlády pro výzkum, vývoj, inovace (RVVI) vybraly ve II. pilíři…

Švýcaři v referendu odmítli uzavřít jaderné elektrárny dříve V referendu hlasovalo 45 procent obyvatel, z toho 54,2 procent voličů řeklo návrhu na…

Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. 11. 2016 den otevřených dveří Fakulta elektrotechnická ČVUT v Praze pořádá 25. listopadu od 8.30 hodin Den otevřených…

Calliope mini – multifunkční deska Calliope mini poskytuje kreativní možnosti pro každého. A nezáleží na tom, zda jde o…

Ocenění v soutěži České hlavičky získal za elektromagnetický urychlovač student FEL ČVUT Student programu Elektronika a komunikace Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze Vojtěch…

Více aktualit

Ako nepretržite monitorovať bezporuchovosť zariadení?

Prúdové chrániče tak trochu inak
 
Ing. Dušan Zošiak, GHV Trading, spol. s r. o.
 
Už v predošlých článkoch bol predstavený systém monitorovania reziduálnych prúdov RCM, RCMA a RCMS. Firma Bender teraz prichádza s novinkou monitorovania unika­júcich prúdov. Ide o zariadenie RCMB100, konštruované na doske plošného spoja (DPS), so vstavaným meracím transformátorom (MT), ktoré je vhodné pre rôzne typy použi­tia. Detailné informácie o tejto meracej karte Vám poskytnú nasledujúce riadky.
 
Na úvod si pripomeňme základný prin­cíp prúdového chrániča. Meracím transfor­mátorom sú prevlečené všetky vodiče okrem ochranného vodiča PE. Vektorový súčet prú­dov vo vodičoch prechádzajúcich meracím transformátorom možno v bezporuchovom stave považovať za nulový. Pokiaľ sa v moni­torovom zariadení vyskytne porucha, vzniká reziduálny prúd, ktorý preteká ochranným PE vodičom. Vektorový súčet prúdov pretekajú­cich meracím transformátorom je v porucho­vom stave skrátený práve o hodnotu reziduál­neho prúdu tečúceho PE vodičom. Vektorový súčet je nenulový, a v prípade, že dosiahne hranicu prahovej hodnoty, je vyhodnotený napr. v prípade prúdových chráničov vybave­ním prúdového chrániča a odpojením monito­rovaného zariadenia. A tu narážame na prvú veľkú nevýhodu prúdových chráničov. Pri poruche sa odpojí monitorované zariadenie a tým sú prerušené jeho funkcie. Vo väčšine priemyselných aplikácií je tento stav neprija­teľný. Snahou je danú poruchu včas predvídať, a tým sa vyhnúť kritickému stavu naplánova­nou odstávkou zariadenia a údržbou.
 

Základné vlastnosti

 
Uvedenú funkciu spĺňajú už spomínané zariadenia na monitorovanie unikajúcich prúdov, ktoré dokážu zabezpečiť nepretržité monitorovanie a užívateľovi poskytujú 24 hodín informáciu o stave monitorované­ho zariadenia. Meracia karta RCMB100 je vybavená meracím transformátorom s prie­merom 15 mm. Dve jadrá transformátora zabezpečujú citlivosť ako na striedavé rezi­duálne prúdy tak na pulzujúce a vyhladené jednosmerné prúdy. Tie sú merané v rozsa­hu 0 až 100 mA v spektre frekvencií 0 až 500 Hz. Ide teda o TRMS meranie rezidu­álnych prúdov. Nameraný reziduálny prúd je lineárne prevádzaný na napäťový analógový výstup X1 v rozsahu jednosmerného napä­tia 0,15 až 4,85 V. Ďalším výstupom k signalizácii porúch je prepínací kontakt X12 (otvorený kolektor). Poďme si teraz bližšie objasniť na prvý pohľad jednoduchú funkciu meracej karty (obr. 1).
 

Spustenie meracej karty

 
Meracia karta RCMB100 je napájaná na­pätím US= ±12 nebo ±15 V (svorky X2, X11). Po pripojení napájacieho napätia je spustený automatický test funkčnosti a to v nasledujúcej postupnosti: kontrola napá­jacieho napätia, kalibrácia meracej karty a generovanie testovacieho prúdu do vinu­tia transformátora. Kalibrácia, generovanie testovacieho prúdu ako aj reštart merania je možné vyvolať manuálne privedením správ­nej úrovne napätia na vstup X10. Vzhľadom na to, že meranie reziduálneho prúdu je pomerne citlivé na kolísanie napájacieho na­pätia, je hneď pri štarte spustená jeho kon­trola. Ak je hodnota napájacieho napätia US+ > 5 V, zmení prepínací výstup X12 svo­ju úroveň na HIGH. Po dosiahnutí hodnoty napájacieho napätia US+ > 11 V je spustená kalibrácia meracej karty. Po kalibrácii na­sleduje opätovné meranie napájacieho na­pätie. Pokiaľ nie je splnená podmienka US+ > 11 V, kalibrácia sa opakuje. Dôležitou pod­mienkou správnej kalibrácie meracej karty je bezporuchovosť monitorovanej siete, t.j. me­racím transformátorom nesmie pretekať uni­kajúci prúd. Ak je napá­jacie napätie US správ­ne, prepne výstup X12 do úrovne LOW. Nasle­duje posledný test, a to generovanie testovacie prúdu 22,4 mA po dobu 1 s do vinutia meracie­ho transformátora. Na tento testovací prúd re­aguje analógový výstup X1 napätím 1,26 V (to­lerancia 1,12 až 1,40 V). Meraním tohto napätia je možné overiť 100 % funkčnosť meracej kar­ty. Porucha meraného obvodu (nameraná hod­nota reziduálneho prú­du), ako aj vlastná poru­cha sú signalizované po­mocou už spomínaného analógového výstupu X1 a prepínacieho výs­tupu X12. Pokiaľ je analógový výstup mimo rozsah t. j. < 0,15 V, resp. > 4,85 V, znamená to, že nastala porucha meracej funkcie (skrat vinutia MT, prerušenie vinutia MT, porucha napájacieho napätia, porucha hodinového signálu, porucha riadiacej jednotky, iná po­rucha) alebo bol prekročený merací rozsah karty. Porucha karty a prekročenie meracie­ho rozsahu sú rovnako signalizované aj na výstupe X12. Výstup sa v týchto prípadoch nachádza v úrovní HIGH.
 

Reštart meracej karty bez kalibrácie

 
Reštart merania.(obr. 4) je možné vyvo­lať v ľubovoľnom okamihu privedením úrov­ne LOW po dobu T1 > 530 ms na vstup X10. V priebehu periódy T1 je meranie reziduálnych prúdov stále aktívne. Po uplynutí doby T1 je posledná nameraná hodnota v dobe t2 uložená, t.j. zostáva na výstupe X1. Ukončenie reštartu zariadenia je vyvolané opätovným privedením úrovne HIGH na vstup X10 po dobu T3 > 5 ms.
 
Ako je vidieť, pomerne jednoduchá fun­kcia merania je doplnená radou ochranných opatrení proti zlyhaniu vlastného merania.
 
Vysokej efektivite meracej karty prispie­vajú aj malé rozmery, montáž pomocou skru­tiek alebo mechanickým zafixovaním do DPS i nízka cena.
 
Viac informácií Vám poskytneme na stán­ku 1A11 na výstave Electron 2011 na výsta­visku PVA Letňany.
 
 
Obr. 1. Meracia karta RCMB100
Obr. 2. Rozme­ry meracej kar­ty, meracieho transformátora a rozmiestnenie konektorov. Rozmery sú uvedené v mm
Obr. 3. Časový priebeh reakcie meracieho a prepínacieho výstupu na prekročenie meracieho rozsahu
Obr. 4. Časový priebeh reštartu meracej karty