Giải pháp quản lý nguồn và bảo vệ nguồn nào đáng tin cậy nhất?

GIỚI THIỆU

Nhiều nguồn gây ra nhiễu rác điện / sốc điện (đột biến điện áp / điện áp tăng vọt đột ngột) bao gồm động cơ (cửa cuốn, thang máy, máy bơm, quạt, mô tơ,..), thiết bị máy lạnh (HVAC), máy photocopy, dụng cụ điện (máy khoan, máy cắt, lò vi sóng,..), v.v., có mặt trong tất cả các tòa nhà hiện đại. Năng lượng điện áp đột biến / dòng điện khởi động đột biến do hệ thống điện trong tòa nhà truyền tải cũng có thể là do các nguồn bên ngoài chẳng hạn như sét đánh gần đó, hoặc các máy móc nhà máy sản xuất gần đó.

Để giảm thiểu khả năng thương tích cho người và thiệt hại cho thiết bị do dòng điện đột ngột và các điều kiện sự cố ngẫu nhiên, ở Bắc Mỹ, Bộ luật Điện quốc gia (NEC) quy định rằng tất cả các thiết bị điện tiếp xúc trong hệ thống điện tòa nhà phải được kết nối (“ngoại quan”) với nhau và cuối cùng được liên kết (“nối đất”) với kết nối đất tại ngõ vào tủ điện / bộ điều khiển nguồn. Yêu cầu này được giải quyết bởi hệ thống Nối đất Thiết bị của tòa nhà.

Hệ thống Nối đất Thiết bị (EG) kết hợp sự kết hợp của dây dẫn, máng cáp và Thiết bị chuyên dụng, Dây dẫn nối đất được kết hợp với dây dẫn Nóng và Trung tính của các mạch nhánh. Kết nối với hệ thống EG được thực hiện thông qua các tiếp điểm “U-Ground” (thường được gọi là “Green Wire”) trong các ổ cắm điện. Bằng cách chỉ được “cắm vào”, việc lắp đặt thiết bị điện tử (máy tính, hệ thống âm thanh, v.v.) sẽ tự động được “nối đất” và do đó an toàn nhất có thể cho việc vận hành của nhân viên không chuyên về kỹ thuật.

THIẾT BỊ LỌC XUNG SURGE CHẾ ĐỘ SHUNT

Bộ triệt tiêu xung của Chế độ Shunt hoạt động bằng cách chuyển hướng năng lượng đột biết vào các dây dẫn EG được kết hợp, với kết quả là điện thế tham chiếu mặt đất cục bộ tăng lên do dòng điện chạy qua trở kháng của đường dẫn mạch điện quay trở lại tiếp điểm nối đất kết nối vào tủ điện như đã nói ở trên. Đối với chiều dài đường tiếp đất hơn vài feet, trở kháng này có thể là đáng kể, dẫn đến điện áp đáng kể đối với các khu vực "nối đất" khác trong tòa nhà. Do đó, bất kỳ và tất cả các thiết bị được kết nối với thiết bị bảo vệ chống sét lan truyền Chế độ Shunt sẽ trải qua sự nâng cao đột ngột của điện thế tham chiếu EG cục bộ của nó trong các lần đột biến điện áp.

Đối với các hệ thống ứng dụng độc lập không nối mạng, đây có thể là một vấn đề học thuật. Tuy nhiên, những hạn chế bổ sung được mô tả dưới đây nghiêm trọng hơn đáng kể. MOV’S Metal Oxide Varistors (MOV's), (các) thành phần chính chuyển hướng năng lượng điện đột biến tới thành các dây dẫn EG trong hầu như tất cả các bộ triệt xung Chế độ Shunt, thể hiện đặc tính "điện áp kẹp cố định", trên đó chúng nhanh chóng thay đổi từ mạch hở ảo thành điện trở thấp và dẫn điện. Đối với thời gian tăng đột biến nhất thời không quá vài mili giây, có thể chịu được sự tiêu tán công suất trong MOV’s. Tuy nhiên, trong trường hợp xảy ra tình trạng quá áp liên tục trong bất kỳ khoảng thời gian đáng kể nào, MOV sẽ nhanh chóng nóng lên và sau đó vĩnh viễn ở trạng thái không dẫn điện hoặc hỏng hóc nghiêm trọng với khả năng xảy ra hỏa hoạn.

Bất kể chi phí hoặc nhà sản xuất, tác động tích lũy của các đợt tăng đột biến điện áp lặp lại theo thời gian cuối cùng sẽ khiến MOV’s hư hại theo cách này hay cách khác. Các thiết bị triệt tiêu xung điện dựa trên MOV gần đây được sản xuất cho các thông số kỹ thuật 1449–2 (xuất bản lần 2) của Phòng thí nghiệm Underwriters (UL) kết hợp một phần tử cầu chì ngắt điện trong trường hợp MOV bị lỗi nghiêm trọng. Tuy nhiên, các thiết bị dựa trên MOV cũ hơn không có tính năng này và lỗi MOV không nghiêm trọng khiến thiết bị kèm theo hoàn toàn không được bảo vệ, thường là chủ sở hữu không biết! Để đảm bảo hoạt động liên tục an toàn, các thiết bị chống sét lan truyền dựa trên MOV nên được kiểm tra thường xuyên.

SỰ LỰA CHỌN SURGEX

Bộ khử xung SurgeX đầu tiên hoạt động như bộ lọc thông thấp đơn giản là chặn tần số cao (HF) các thành phần của dòng điện tăng. Năng lượng xung tần số thấp (LF) còn lại là chuyển hướng năng lượng vào một ngân hàng tụ điện, nơi năng lượng điện đột biến được lưu trữ trong suốt thời gian của quá trình đột biết xảy ra và sau đó phóng điện từ từ trở lại qua các dây dẫn nóng và trung tính truyền tới mà không liên quan đến bất kỳ kết nối nào với nối Đất thiết bị. Do đó, có thể đặt bộ khử xung SurgeX ở bất cứ đâu trong hệ thống dọc theo bất lợi cho mạch nguồn không có độ cao tham chiếu nối đất của các thiết bị chống sét lan truyền Chế độ Shunt. Bộ chống sét lan truyền SurgeX kết hợp mạch "điện áp kẹp nổi" sẽ chịu được các điều kiện quá điện áp đáng kể trong thời gian không xác định mà không làm hỏng hoặc giảm hiệu suất và được chứng nhận UL theo thông số kỹ thuật Độ bền xung A-1-1, xếp hạng cao nhất có thể có được [ 2]. Quan trọng nhất, bộ chống sét lan truyền SurgeX không kết hợp các thành phần bọ tổn hại dưới bất kỳ hình thức nào, đảm bảo hiệu quả tuổi thọ sử dụng không giới hạn mà không yêu cầu kiểm tra và / hoặc bảo trì định kỳ.

Ghi chú & References

Ghi chú:

(*) Trong điện tử, shunt là một thiết bị tạo ra một đường dẫn có điện trở thấp cho dòng điện, để cho phép nó đi qua một điểm khác trong mạch. Nguồn gốc của thuật ngữ này là trong động từ 'to shunt' có nghĩa là quay lưng lại hoặc đi theo một con đường khác.

References:

[1] N. A. Muncy, Noise Susceptibility in Analog and Digital Signal Processing Systems, J. Audio Eng. Soc., Vol. 43, No. 6, 1995 June

[2] The UL A-1-1 Surge Endurance testing procedure involves the application of a minimum of 1000 surges of 6,000 Volts at 3,000 Amperes (the highest surge voltages and currents likely to be encountered in a typical building), as specified in IEEE/ANSI C62.41-1991.