1.1 Skilgreiningar og aðalaðgerðir

Öryggi er mikilvægt rafmagnsöryggistæki sem er hannað til að veita yfirstraumsvörn með því að rjúfa rafrásir þegar of mikill straumur flæðir í gegnum þær. Grundvallaröryggisaðgerðin byggir á stýrðri bræðslubúnaði þar sem málmþáttur, venjulega gerður úr silfri, kopar eða sinkblendi, bráðnar og myndar bogabil þegar það verður fyrir straummagni sem er umfram nafngetu þess. Þessi stýrða truflun kemur í veg fyrir skemmdir á rafbúnaði, raflögnum og útilokar eldhættu í rafkerfum.

Helstu aðgerðir eru:

Yfirstraumsvörn:Kemur í veg fyrir að leiðarar og íhlutir ofhitni eða kvikni.

Vélrænn stuðningur:Öryggi verður að passa örugglega inni í festingu eða innstungu á meðan viðhaldið er lágu snertiþoli.

Þjónustuhæfni:Mismunandiöryggi gerðireru hönnuð til að auðvelda skipti eða viðhald á vettvangi.

Helstu afbrigði eru meðal annarsöryggi blokkir, öryggi klemmur, oghylkishaldara, hver bjartsýni fyrir mismunandi notkunartilvik.

1.2 Þar sem öryggihaldarar eru notaðir (skyndimyndir iðnaðarins)

Mismunandi atvinnugreinar treysta á öryggi til að tryggja öryggi og áreiðanleika:

Rafeindatækni:Lítið skothylki og PCB-öryggi í fartölvum, sjónvörpum og tækjum.

Bílar:Blaðöryggi og inline haldarar vernda 12V/48V beisli, rafhlöðupakka fyrir rafbíla og DC-DC breytir.

Iðnaðareftirlit:Sívalir öryggi og DIN teinahaldarar í mótorstjórnstöðvum og rofabúnaði.

Háspennukerfi:Boltaðir eða ferkantaðir-líkamsör fyrir spennubreyta og dreifingu veitu.

 

 

2.1 Lágspennu vs háspennuöryggi

Grundvallarmunurinn á lágspennuöryggi og háspennuöryggistegundum liggur í smíði þeirra, efnum og fyrirhuguðu rekstrarumhverfi. Lágspennuöryggi starfa venjulega í kerfum með spennu allt að 1000V AC eða 1500V DC, sem nær yfir íbúðarhúsnæði, atvinnuhúsnæði og léttan iðnað. Þessartegundir af öryggieru almennt að finna í dreifiborðum, mótorstjórnstöðvum og búnaðarvarnarrásum þar sem búist er við hóflegum bilunarstraumum og spennu.

Háspennuöryggi eru aftur á móti hönnuð fyrir rafkerfi sem fara yfir 1000V AC, oft á bilinu 3kV til 38kV í meðalspennunotkun og umfram 38kV í háspennuflutningskerfum. Smíði háspennuöryggistegunda inniheldur sérhæfða-boga slökkvimiðla, eins og kísilsand eða sérhæfðar lofttegundir, til að trufla á áhrifaríkan hátt háa-orkubilunarstrauma. Þessi öryggi eru með sterkbyggðum keramik- eða samsettum hlífum sem eru hönnuð til að standast vélræna álagið sem myndast við bilunarrof og veita fullnægjandi rafmagnsbil fyrir háspennunotkun.

Notkunarumhverfi þessara öryggisflokka er verulega mismunandi. Lágspennuöryggi vernda búnað eins og mótora, spennubreyta, ljósarásir og rafeindaálag í byggingum og iðnaðaraðstöðu. Háspennuöryggi eru fyrst og fremst notuð í raforkuflutnings- og dreifikerfi, sem vernda spenni, rofabúnað og loftlínur þar sem bilunarstraumar geta náð tugum þúsunda ampera og krefst sérhæfðrar truflunargetu.

 

2.2 AC vs DC öryggi

Munurinn á AC öryggi og DC öryggi gerðum stafar af grundvallarmun á straumhegðun og ljósbogaeiginleikum. Riðstraumur fer náttúrulega yfir núll tvisvar í hverri lotu (venjulega 120 sinnum á sekúndu í 60Hz kerfum), sem gefur náttúrulega ljósbogaslökkvipunkta. Þetta núll-fyrirbæri gerir AC öryggi kleift að trufla bilunarstrauma á auðveldari hátt, þar sem ljósboginn slokknar náttúrulega þegar straumurinn nálgast núllið.

Jafnstraumsöryggi standa frammi fyrir mun meiri áskorunum vegna þess að jafnstraumur viðheldur stöðugri pólun og stærð, sem gefur enga náttúrulega núll-þverunarpunkta fyrir bogaslokknun. Þar af leiðandi krefjast DC öryggi gerðir aukinnar boga-slökkvigetu, þar á meðal sérhæfð fylliefni, lengri bogaleiðir og sterkari segulmagnaðir útblásturs-eiginleikar til að slökkva bogann með valdi. Samfellt eðli DC straums þýðir að þegar boga er komið á hefur hann tilhneigingu til að viðhalda sjálfum sér og krefst árásargjarnari truflunaraðferða.

Valið á milli þessarategundir af öryggifer mjög eftir eiginleikum raforkukerfisins. Rekstraröryggi henta fyrir hefðbundin rafdreifikerfi, mótordrif og flestan iðnaðarbúnað. Jafnstraumsöryggi eru nauðsynleg fyrir rafhlöðukerfi, sólarljósavirkjanir, rafknúin farartæki og DC mótor drif þar sem skortur á náttúrulegum núllpunktum- krefst sérhæfðrar truflunargetu. Nútíma DC öryggi eru oft með segulmagnaðir útblástursaðgerðir og útbreidd bogahólf til að trufla DC bilunarstrauma á áhrifaríkan hátt.

 

 

Rafmagns einkunnir til að fanga

Við flokkuntegundir af öryggi, verkfræðingar verða að ná rafeinkunnum fyrst:

Málstraumur (In):Samfelldi straumurinn sem öryggið getur borið án þess að bráðna.

Málspenna:Aðgreinalágspennu öryggi(allt að 1.000V) fráháspennu öryggi(yfir 1.000V).

Væntanlegur skammhlaupsstraumur-(Isc):Hámarks bilunarstraumur sem kerfið getur skilað. Öryggitrufla einkunnverður að vera stærra en eða jafnt þessu gildi.

Tíma-núverandi ferill:Skilgreinir viðbragðshraða öryggi; tengt I²t (orku hleypt-í gegnum).

 

Vélrænir og umhverfisþættir

Öryggi eru ekki aðeins mismunandi hvað varðar rafmagnsmat heldur einnig í líkamlegri seiglu. Færibreytur innihalda:

Gerð festingar: PCB, pallborðsfesting, innbyggður, DIN-teinn eða boltað tenging.

Snertiviðnám: Lág gildi draga úr hitamyndun á skautunum.

Hitastig: Of mikill hiti styttir endingartíma bræðanna og hefur áhrif á nákvæmni.

IP einkunn: Ákvarðar mótstöðu gegn ryki og vatni til notkunar utandyra eða bifreiða.

 

Fylgni og staðlar sem þú verður að passa

Hver öryggi flokkur er tengdur við alþjóðlega staðla:

UL 248:Nær yfir flokkun öryggi í Norður-Ameríku.

IEC 60269:Alheimsstaðall fyrir lágspennuöryggi.-

UL 4248:Stýrir öryggihaldara, sem tryggir örugga uppsetningu.

ISO 8820:Kröfur um öryggi í bifreiðum.

Misbrestur á að samræma öryggi tegund við rétta vottun getur ógilt samræmi og útsett kerfið fyrir áhættu.

 

 

3.1 NH Öryggi (Lágspenna Hár brotgeta)

NH öryggi(úr þýsku "Niederspannungs-Hochleistungs") eru lágspennutæki með mikilli brotgetu. Þau eru hönnuð fyrir dreifitöflur, mótorstýringarmiðstöðvar og þungt iðnaðarálag. Með rofgetu allt að 120kA, verja NH öryggi gegn alvarlegum skammhlaupum í lágspennukerfi-.

Spennuflokkur: Venjulega allt að 690V AC.

Notkun: Iðnaðarrofabúnaður, orkudreifing, varavörn fyrir aflrofa.

Kostir: Mikil brotgeta, staðlaðar stærðir.

NH öryggi gerðir eru upprunnar í Þýskalandi og eru mikilvægur flokkur öryggi með mikilli rofgetu sem er hannaður fyrir lágspennu iðnaðarnotkun. „NH“ merkingin stendur fyrir „Niederspannung Hochleistung“ (Low Voltage High Performance), sem endurspeglar getu þeirra til að trufla mjög háa bilunarstrauma á sama tíma og þeir viðhalda þéttum stærðum. Þessartegundir af öryggieinkennast af áberandi hnífs-snertikerfi og öflugri keramikbyggingu, sem gerir þeim kleift að ná truflunum yfir 100kA í sumum stillingum.

Smíði NH öryggi inniheldur nokkra lykilhönnunarþætti sem stuðla að mikilli brotgetu öryggi þeirra. Keramikhúsið veitir framúrskarandi vélrænan styrk og hitastöðugleika, en hnífs-blaðsnerturnar tryggja áreiðanlegar raftengingar og auðvelda endurnýjun. Innri smíði inniheldur marga samhliða öryggiseiningar umkringdar kvarssandifyllingu, sem þjónar bæði sem boga-slökkvimiðill og veitir vélrænan stuðning við bilunarrof.

NH öryggi eru víða notuð í iðnaðarmótorstýringarstöðvum, rafdreifingarkerfum og búnaðarvörn þar sem búist er við miklum bilunarstraumum. Staðlaðar stærðir þeirra (000, 00, 0, 1, 2, 3 og 4) veita sveigjanleika við að passa verndarkröfur við tiltekin forrit. Sambland af mikilli truflunargetu, þéttri stærð og áreiðanlegri notkun gerir NH-öryggistegundir sérstaklega hentugar fyrir nútíma iðnaðaraðstöðu þar sem plássþröng og mikil bilunarstraumur krefjast skilvirkra verndarlausna.

 

3.2 Sívalir (NF) öryggi

Sívalur öryggi, einnig þekkt sem skothylkiöryggi, eru meðal algengustutegundir af öryggií rafeindatækni og iðnaðarstýringu. Þau eru staðlað samkvæmt IEC 60269 og koma í stærðum eins og 6×32 mm, 10×38 mm, 14×51 mm og 22×58 mm.

Notkun: Rafeindatækni, lýsing, iðnaðarliða, litlir mótorar.

Kostir: Fyrirferðarlítið, auðvelt að skipta út, mikið framboð.

Gallar: Lægri straumstig miðað við NH eða boltuð öryggi.

Sívalar öryggi gerðir, einnig þekktar sem skothylki öryggi, tákna einn af algengustu og fjölhæfustu flokkum rafvarnartækja um allan heim. Þessartegundir af öryggieinkennast af pípulaga byggingu þeirra með endalokum úr málmi sem veita bæði vélrænan stuðning og rafmagnstengi. Stöðluð stærð sívalningslaga öryggi, þar á meðal vinsælar stærðir eins og 6×32mm, 10×38mm, 14×51mm og 22×58mm, tryggja skiptanleika og einfalda innkaupa- og viðhaldsferla.

Innri smíði sívalningslaga öryggi er mismunandi eftir fyrirhugaðri notkun þeirra og frammistöðukröfum. Hraðvirkar-útgáfur eru með þunnum víraeiningum sem eru hannaðar fyrir hraða bráðnun við yfirstraumsaðstæður, sem gerir þær tilvalnar fyrir hálfleiðaravörn og viðkvæman rafeindabúnað. Hægar-blástursafbrigði innihalda varmamassaþætti sem þola tímabundið ofhleðslu, svo sem ræsistrauma mótor, en veita samt áreiðanlega bilunarstraumsvörn.

Evrópskir og Asíumarkaðir-Kyrrahafsmarkaðir hafa víða tekið upp sívalur öryggi staðla, með breytilegum hætti í hönnun flugstöðva og afköstum. Algeng forrit eru meðal annars mótorstýringarrásir, ljósakerfi, rafeindabúnaðarvörn og almenna-rafmagnsdreifingu. Fyrirferðarlítil stærð og staðlað uppsetningarfyrirkomulag þessara hylkisöryggistegunda auðvelda samþættingu í ýmsa búnaðarhönnun en veita áreiðanlega yfirstraumsvörn yfir fjölbreytt spennu- og straumsvið.

 

3.3 BS boltuð tengiöryggi

Boltuð öryggieru algengar í EV, rafhlöðuvörn og DC kerfisforritum. Þau eru fest með skrúfum eða boltatengingum, sem tryggir lágt snertiþol og mikla áreiðanleika. Spennusvið innihalda oft 200Vdc, 500Vdc og 750Vdc valkosti.

Notkun: Rafknúin farartæki, orkugeymslukerfi, DC rútur til iðnaðar.

Kostir: Framúrskarandi snertiheilleiki, lítið orkutap.

Gallar: Krefjast togstýringar og reglubundinnar varmaskoðunar.

BS boltuð tenging öryggi tákna sérhæfða flokkitegundir af öryggihannað sérstaklega fyrir há-straumforrit sem krefjast öruggra vélrænna tenginga. Þessar boltaðar öryggitegundir eru með öflugri tengibúnaði með snittari tengingum sem tryggja lágt snertiþol og áreiðanlega rafafköst í krefjandi umhverfi. Hönnun með boltuðum tengingum veitir yfirburða vélrænan stöðugleika samanborið við snertiblöð eða hylki, sem gerir þau tilvalin fyrir notkun sem er háð titringi, hitauppstreymi og mikilli bilunarstraumsálagi.

Notkunarsvið BS boltaðra öryggi hefur stækkað verulega með vexti rafknúinna ökutækja og orkugeymslukerfa. EV öryggi forrit fela venjulega í sér DC spennu á bilinu 200Vdc til 750Vdc, þar sem áreiðanleg truflun á miklum bilunarstraumum er mikilvæg fyrir öryggi farþega og vernd búnaðar. Rafhlöðuvarnarkerfi nota boltaðar öryggitegundir til að veita aðal yfirstraumsvörn en viðhalda lágu spennufalli og áreiðanlegri notkun yfir langan þjónustutíma.

Byggingareiginleikar með boltuðum tengingum eru meðal annars þungar-tengi sem eru hannaðar fyrir snúrutengingar, öflugt keramik- eða samsett hlíf fyrir vélrænan styrk og sérhæfð boga-slökkvikerfi sem eru fínstillt fyrir DC forrit. Flugstöðvarhönnunin rúmar ýmsar kapalstærðir og tengiaðferðir, sem veitir sveigjanleika í kerfishönnun og uppsetningu. Þessartegundir af öryggieru sérstaklega verðmæt í forritum þar sem viðhaldsaðgengi og áreiðanleiki tenginga eru í fyrirrúmi.

 

3.4 Evrópsk ferningaöryggi

Ferkantað líkamsöryggieru mikið notaðar í iðnaðar- og endurnýjanlegum orkukerfum. Þeir bjóða upp á margar útstöðvar, svo sem flata, blaða eða boltaða enda, og eru oft valdir fyrirhálfleiðara öryggiumsóknir.

Notkun: Inverters, UPS, iðnaðardrif, sólarkerfi.

Kostir: Modular, hár straumeinkunn, lágt I²t fyrir hálfleiðaravernd.

Gallar: Fyrirferðarmikill, krefst viðeigandi uppsetningarbúnaðar.

Evrópsk ferhyrnd öryggi eru sérstakur flokkurtegundir af öryggieinkennist af rétthyrndum húsnæðishönnun þeirra og fjölhæfum flugstöðvum. Þessar ferhyrndu öryggitegundir bjóða upp á marga valmöguleika fyrir útstöðvar, þar á meðal flata hnífa, hnífablöð í amerískum -stíl og sérhæfðar hálfleiðaravarnarstöðvar, sem veita sveigjanleika fyrir fjölbreyttar kröfur um notkun. Ferkantaða líkamshönnunin hámarkar innra rúmmálsnýtingu, sem gerir kleift að auka boga-slökkvigetu og betri hitastjórnun samanborið við sívala valkosti.

Einangrunarafbrigðið sem er fáanlegt í ferhyrndum öryggjum tekur á sérstökum notkunarþörfum í iðngreinum. Flatar útstöðvar veita fyrirferðarlítil tengingar sem henta fyrir rafeindabúnað og stjórnborð, en hnífaskautar bjóða upp á meiri straumgetu fyrir orkudreifingu. Hálfleiðara öryggi afbrigði eru með sérhæfða tengihönnun sem er fínstillt til að vernda rafeindatæki eins og IGBT, tyristor og afldíóða í iðnaðardrifum og endurnýjanlegum orkukerfum.

Iðnaðar- og orkugeymsluforrit nota mikið evrópsk ferhyrnd öryggi vegna samsetningar þeirra af mikilli afköstum og sveigjanleika í uppsetningu. Þessartegundir af öryggieru almennt að finna í mótordrifum, UPS kerfum, rafhlöðuorkugeymslukerfum og endurnýjanlegum orkustöðvum þar sem áreiðanleg vernd og auðvelt viðhald eru nauðsynleg. Stöðluðu uppsetningarmálin auðvelda samþættingu spjaldanna á meðan fjölbreytni tiltækra einkunna tryggir bestu verndarsamhæfingu við aðra kerfishluta.

 

3.5 Norður-Ameríku röröryggi (flokkur J, R, T, osfrv.)

Í Norður-Ameríku skilgreinir UL 248 staðlaðöryggi flokkareins og flokkur J, R, T, L og aðrir. Hver hefur sérstakar spennu-, straum- og truflanir, auk staðlaðra stærða fyrir skiptanleika.

Class J öryggi:Fyrirferðarlítill, hár truflunareinkunn, oft notuð í stjórnborðum í iðnaði.

Class T öryggi:Mjög hröð-virkni, tilvalin fyrir UPS og hálfleiðaravörn.

Class R öryggi:Tiltækar í tíma-töf og hraðvirkar-útgáfur til almennra-nota.

Þessir öryggi flokkar gera skipti einfalt og tryggja eindrægni við UL-skráða öryggi handhafa.

Norður-Ameríku rör öryggi flokkanir tákna alhliða kerfi aftegundir af öryggistaðlað samkvæmt UL 248 stöðlum, sem veitir sérstaka frammistöðueiginleika fyrir fjölbreytt forrit. T-tegundir öryggi eru þekktar fyrir hraðvirka-eiginleika og háa truflunareinkunn, sem gerir þau tilvalin til að vernda viðkvæman rafeindabúnað og hálfleiðaratæki. Þessi öryggi eru með fyrirferðarlitlar stærðir með óvenjulegum bilunarstraumsrofsmöguleikum, sem oft fara yfir 200kA truflanir.

Class J öryggi bjóða upp á bæði hraðvirka-virkni og tíma-töf, sem veita fjölhæfni fyrir mótorvörn og almenna-nota notkun. Tíma-útgáfur taka við ræsistraumum mótora en veita áreiðanlega bilunarvörn, sem gerir þær vinsælar í iðnaðarvélastýringarforritum. Class R öryggi bjóða á sama hátt upp á hraða og tíma-töfunarvalkosti en eru með höfnunar-útstöðvum sem koma í veg fyrir uppsetningu ó-strauma-takmarkandi öryggi í handhafa þeirra, sem tryggir stöðuga verndarafköst.

Hálfleiðaravarnarforrit nota mikið sérhæfð norður-amerísk slönguöryggi sem eru hönnuð til að vernda rafeindabúnað í rafhleðslukerfum, rafhlöðustjórnunarkerfum og iðnaðarstýringarbúnaði. Þessar hálfleiðaraöryggisgerðir eru með ofur-hröðum svörunareiginleikum með hreinsunartíma mældum í millisekúndum, sem ver dýra aflhálfleiðara gegn skemmdum við bilunaraðstæður. Sambland af miklum-hraða svörun og mikilli truflunargetu gerir þettategundir af örygginauðsynlegt fyrir nútíma rafeindaforrit þar sem kostnaður og áreiðanleiki búnaðar eru mikilvægir þættir.

 

 

4.1 Hröð-Líkun vs hægur-Blástur

Einn mikilvægasti aðgreiningur meðaltegundir af öryggier svarhraði:

Hratt-virk öryggi:Hannað til að trufla fljótt undir litlu ofhleðslu; tilvalið fyrir hálfleiðara tæki.

Hæg-blæstri:Þolir tímabundnar bylgjur (eins og mótorstartstraumar) en opnast við viðvarandi ofhleðslu.

Að velja rangan eiginleika leiðir til óþæginda eða ófullnægjandi verndar.

Munurinn á hröðum-virkum öryggi og hægum-blæstri öryggitegundum liggur í-tímaeiginleikum þeirra og fyrirhuguðum forritum. Hröð-öryggi eru hönnuð til að virka hratt þegar þau verða fyrir ofstraumsaðstæðum, opnast venjulega innan nokkurra sekúndna eða sekúndnabrota þegar straumur fer yfir einkunn þeirra. Þessartegundir af öryggieru með þunnum öryggiseiningum með lágmarks hitamassa, sem gerir hraða upphitun og bráðnun kleift þegar bilunarstraumar eiga sér stað. Hröð viðbrögð gera þá tilvalin til að vernda viðkvæma rafeindaíhluti, hálfleiðara og búnað sem þolir ekki jafnvel stuttar yfirstraumsaðstæður.

Hægar-blæstri öryggi, öfugt, innihalda varmamassaþætti eða sérstakar málmblöndur sem þola tímabundnar yfirstraumsaðstæður í fyrirfram ákveðin tímabil. Þessar öryggitegundir eru hannaðar til að leyfa eðlilega notkunarstrauma, svo sem ræsistrauma mótors, innrásarstrauma spenni og hleðslustrauma þétta, en veita samt áreiðanlega vörn gegn viðvarandi yfirstraumsaðstæðum. Tíma-töfareiginleikanum er náð með tvíþættri-einingabyggingu, þar sem gorma-kveikjueining virkar fyrir yfirstraumsskilyrði á meðan varmaeining sér um ofhleðsluskilyrði.

Notkunarval á milli þessara öryggistegunda fer eftir hleðslueiginleikum og verndarkröfum. Hröð-virk öryggi skara fram úr í hálfleiðaravarnarforritum þar sem hröð bilanahreinsun er nauðsynleg til að koma í veg fyrir skemmdir á íhlutum. Rafeindatækni, rafrásir og mælibúnaður krefjast venjulega-hraðvirkrar verndar. Hægri-blæstri eru ákjósanleg fyrir mótorvörn, ljósarásir með háum innblástursstraumum og aflgjafa þar sem búist er við tímabundnum yfirstraumi við venjulega notkun. Skilningur á þessum eiginleikum tryggir rétt val á öryggi fyrir bestu búnaðarvörn.

 

4.2 Skilningur á I²t og samhæfingu

I²t færibreytan táknar grundvallareiginleika allrategundir af öryggi, sem mælir varmaorkuna sem öryggi leyfir að fara í gegnum meðan á notkun stendur. Þessi færibreyta, mæld í amper-fermetrasekúndum, skiptir sköpum til að skilja afköst öryggi og tryggja rétta samhæfingu við önnur hlífðartæki. I²t gildið samanstendur af tveimur þáttum: pre-boga I²t (orka sem er frásoguð áður en öryggiseiningin bráðnar) og heildar I²t (orka frá upphafi bilunar til algjörrar straumrofs).

Tíma-straumferlar gefa myndræna framsetningu á rekstrareiginleikum öryggisins, sem sýnir sambandið milli notaðs straums og hreinsunartíma fyrir mismunandi gerðir öryggi. Þessar ferlar eru nauðsynlegar fyrir verndarsamhæfingarrannsóknir, sem gerir verkfræðingum kleift að sannreyna að öryggi virki í réttri röð við bilunaraðstæður. Rétt samhæfing tryggir að aðeins öryggið sem er næst biluninni virki, lágmarkar truflun á kerfinu og viðheldur aflgjafa til óbreyttra rafrása.

Samhæfing milli mismunanditegundir af öryggiog önnur hlífðartæki krefjast nákvæmrar greiningar á-tímaeiginleikum og I²t-gildum. Andstreymis hlífðarbúnaður verður að hafa nægilega hærra I²t gildi og lengri notkunartíma til að leyfa niðurstraumsbúnaði að hreinsa bilanir fyrst. Þessi sértæka samhæfing er sérstaklega mikilvæg í mikilvægum forritum eins og sjúkrahúsum, gagnaverum og iðnaðarferlum þar sem óþarfa rafmagnstruflanir geta haft veruleg rekstrar- og fjárhagsleg áhrif. Nútíma-tölvustudd greiningarverkfæri auðvelda samhæfingarrannsóknir með því að veita nákvæman samanburð á eiginleikum öryggi og afköstum kerfisins.

 

Öryggisorka hleypt í gegnum-(I²t) lýsir varmaálagi sem er sent til varinnar búnaðar við bilanahreinsun. Lágt I²t er mikilvægt fyrir hálfleiðaravörn. Verkfræðingar hafa einnig ráðgjöftíma-núverandi ferlartil að samræma öryggi með aflrofum, tryggja valhæfni.

 

 

5.1 EV og rafhlöðuöryggi

EV öryggieru hönnuð fyrir háspennu DC forrit í rafknúnum ökutækjum og orkugeymslukerfum. Þeir verða að þola 400V–1000Vdc umhverfi, höndla mikla bylstrauma og trufla stóra bilunarstrauma á öruggan hátt.

Forrit: EV rafhlöðupakkar, DC hraðhleðslutæki,-innbyggð hleðslutæki (OBC).

Eiginleikar: Mikil DC brotgeta, samsettar umbúðir, titringsþol.

 

Hröð útvíkkun rafbílatækninnar hefur knúið áfram þróun sérhæfðra raftækjaöryggistegunda sem eru hannaðar til að mæta einstökum verndarkröfum háspennujafnstraumskerfa. Þessartegundir af öryggistarfa í krefjandi umhverfi sem einkennist af DC spennu á bilinu 400V til 1000V, háum bilunarstraumum og ströngum öryggiskröfum um farþegavernd. EV forrit krefjast öryggi sem geta truflað jafnstraumsbilunarstrauma á öruggan hátt á sama tíma og þeir viðhalda þéttum málum og léttri byggingu til að lágmarka þyngd ökutækis og hámarka skilvirkni.

Rafhlöðuöryggisforrit ná lengra en rafknúnum ökutækjum til að fela í sér orkugeymslukerfi, truflana aflgjafa og rafhlöðuuppsetningar á rafhlöðu-skala. Þessi kerfi krefjast verndarbúnaðar sem getur meðhöndlað einstaka eiginleika rafhlöðubilunarstrauma, sem geta náð mjög háum stigum vegna lítillar innri viðnáms nútíma litíum-jónarafhlöðukerfa. Rafhlöðuvörn verða að veita áreiðanlega virkni yfir breitt hitastig en viðhalda lágu spennufalli til að hámarka skilvirkni kerfisins.

Smíði rafbíla og rafhlöðuöryggistegunda inniheldur háþróað efni og hönnunareiginleika til að uppfylla þessar krefjandi kröfur. Silfur-húðaðir tengiliðir lágmarka snertiviðnám og spennufall, en sérhæfð boga-slökkvikerfi tryggja áreiðanlega DC truflun. Hitastjórnunareiginleikar koma í veg fyrir ofhitnun meðan á venjulegri notkun stendur, en öflugt hús veita vélrænni vernd í bílaumhverfi sem verður fyrir titringi, öfgum hitastigi og hugsanlegum höggskemmdum. Þessir sérhæfðu sigtegundir af öryggigangast undir umfangsmiklar prófanir í samræmi við öryggisstaðla bíla, þar á meðal árekstrarprófanir og kröfur um umhverfisþol.

 

5.2 PV og endurnýjanleg orkuöryggi

gPV öryggieru sérhæfð fyrir ljósvökva. Þeir vernda sólarrafhlöður, sameinakassa og invertera fyrir ofstraums- og öfugstraumsbilunum.

Spenna: Algengar einkunnir eru 1000Vdc og 1500Vdc.

Notkun: Sólarbú, sameinakassar, miðlægir inverterar.

Eiginleikar: Hannað til að takast á við lágan yfirstraum í langan tíma í PV fylkjum.

Ljósvökvakerfi krefjast sérhæfðra PV öryggistegunda sem eru hönnuð til að takast á við einstaka eiginleika sólaruppsetningar, þar á meðal öfugstraumsskilyrði, hátt umhverfishitastig og áskoranir um truflanir á DC boga. Þessartegundir af öryggieru flokkuð sem gPV (ljósvökvi fyrir almennan tilgang) öryggi samkvæmt alþjóðlegum stöðlum, sérstaklega hönnuð til að vernda sólarplötustrengi, tengikassa og inverterinntak. GPV flokkunin tryggir að öryggi geti truflað á öruggan hátt bæði yfirstraums- og öfugstraumsskilyrði sem geta átt sér stað í PV kerfum.

Sólöryggisforrit fela í sér strengjavörn, tengingarkassavörn og DC-aftengingaraðgerðir bæði í íbúðarhúsnæði og búnaði-. Strengjaöryggi vernda einstaka sólarplötustrengi fyrir ofstraumsaðstæðum af völdum jarðtengdra, bogagalla eða bakstraumsaðstæðna. Sameiningarkassaforrit krefjast öryggi sem geta samræmt öðrum hlífðarbúnaði en veita áreiðanlega einangrunargetu í viðhaldsskyni. Hið erfiða rekstrarumhverfi sólarorkuvirkja, þar með talið háhitastig, útsetningu fyrir útfjólubláu ljósi og veðurskilyrði, krefst öflugrar öryggisbyggingar.

Endurnýjanleg orkukerfi utan sólarorku, þar með talið vind- og orkugeymsla, nýta sérhæfðtegundir af öryggihannað fyrir sérstakar verndarkröfur þeirra. Vindmylluforrit krefjast öryggis sem geta meðhöndlað bilunarstrauma rafala og veita áreiðanlega vernd í-titringsumhverfi. Orkugeymsluforrit krefjast öryggi sem henta fyrir rafhlöðuvernd og nettengingarskyldu. Samþætting endurnýjanlegra orkugjafa í rafmagnsnet krefst nákvæmrar samhæfingar verndarkerfa til að tryggja áreiðanlegan rekstur en viðhalda stöðugleika og öryggi netsins.

 

5.3 Hálfleiðaravörn

Þessarhálfleiðara öryggi, einnig kölluð aR öryggi, eru mjög hröð-virk til að vernda viðkvæma rafeindatækni eins og IGBT, afriðara og drif. Þeir eru með mjög lágt I²t og eru venjulega ferhyrndir-hlutar eða boltaðir.

Forrit: Drif með breytilegum tíðni, UPS, há-aflbreytir.

Kostir: Verndar dýra hálfleiðara, tryggir lágmarks -orku.

Gallar: Takmörkuð almenn-notkun; verður að para saman við önnur verndartæki.

Hálfleiðaravarnaröryggi tákna mjög sérhæfðategundir af öryggihannað til að vernda dýr rafeindatæki eins og IGBT, afl MOSFET, tyristor og afldíóða. Þessar gerðir hálfleiðaravarna eru með ofur-hröðum svörunareiginleikum með hreinsunartíma mældum í millisekúndum eða jafnvel míkrósekúndum, sem kemur í veg fyrir skemmdir á viðkvæmum hálfleiðaramótum við bilunaraðstæður. Hröð viðbragðsgeta er náð með bjartsýni öryggieiningahönnunar og háþróuðu boga-slökkvikerfi.

aR öryggi flokkar (meðfylgjandi mótor hringrás vernd) veita sérhæfða vernd fyrir mótor drif og breytilegt tíðni drif þar sem hálfleiðara tæki stjórna mótor rekstur. Þessi öryggi samræmast yfirálagsvörn mótorsins á meðan þau veita varavörn fyrir hálfleiðaraskiptabúnaðinn. aR tilnefningin tryggir að þessartegundir af öryggimun ekki virka við venjulegar ræsingaraðstæður mótor á meðan það veitir áreiðanlega vernd við bilunaraðstæður hálfleiðara.

Umsóknir um hálfleiðaravarnaröryggi halda áfram að stækka með útbreiðslu rafeindatækni í iðnaðarsjálfvirkni, endurnýjanlegum orkukerfum, rafknúnum farartækjum og nettengdum straumbreytum. Nútíma iðnaðardrif, UPS-kerfi og orkuumbreytingarbúnaður treysta á þessi sérhæfðu öryggi til að vernda margmilljóna-dala uppsetningar fyrir dýrum hálfleiðarabilunum. Valviðmiðin fyrir vörn fyrir hálfleiðara eru meðal annars I²t-samhæfni við varin tæki, spennustig sem hæfir kerfisrekstri og vélrænni stillingar sem henta fyrir sérstaka hönnun búnaðar. Rétt beiting þessarategundir af öryggitryggir áreiðanlegan rekstur búnaðar en lágmarkar viðhaldskostnað og niður í miðbæ.

 

 

Hverttegund öryggiverður að uppfylla alþjóðlega eða svæðisbundna staðla. Þessir staðlar skilgreina spennuflokka, mál, prófunaraðferðir og öryggismörk.

UL 248:Norður-ameríski öryggisstaðallinn. Það skilgreinir flokk J, R, T, L, CC og marga aðra.

IEC 60269:Hinn alþjóðlegi lágspennuöryggisstaðall, sem nær yfir sívalur, NH og ferningur-líkamsöryggi.

ISO 8820:Bifreiðaöryggi staðall, þekja blað og bolta-niður öryggi.

RoHS & REACH:Umhverfisskilyrði fyrir hættuleg efni.

Að velja öryggi sem skortir rétta vottun stofnar bæði öryggi og eftirlitssamþykki í hættu. Verkfræðingar verða að ganga úr skugga um að öryggi séu með viðeigandi merkingum (UL Listed, CSA, VDE, CE).

Alþjóðlegir staðlar stjórna hönnun, prófunum og beitingu ýmissategundir af öryggitil að tryggja stöðuga frammistöðu og öryggi á milli mismunandi framleiðenda og forrita. UL 248 táknar alhliða Norður-Ameríku staðalinn sem nær yfir rafmagnsöryggi, með sérstökum undirflokkum sem fjalla um mismunandi öryggi gerðir, þar á meðal Class J, Class T, Class R og hálfleiðara verndaröryggi. Þessi staðall skilgreinir frammistöðukröfur, prófunaraðferðir og merkingarkröfur til að tryggja áreiðanlega notkun og öryggi notenda.

IEC 60269 þjónar sem alþjóðlegur staðall fyrir lágspennuöryggi, sem veitir nákvæmar forskriftir fyrir smíði öryggi, frammistöðueiginleika og prófunaraðferðir. Þessi staðall nær yfir ýmsar tegundir öryggi, þar á meðal NH öryggi, sívalur öryggi og blað öryggi sem notuð eru um allan heim. IEC staðallinn tryggir alþjóðlegt eindrægni og veitir framleiðendum samræmdar hönnunarviðmiðanir til að þróa áreiðanlegar verndarvörur. Samræmi við IEC 60269 gerir framleiðendum öryggisbúnaðar kleift að fá aðgang að alþjóðlegum mörkuðum á sama tíma og þeir tryggja stöðuga frammistöðueiginleika.

 

Sérhæfð forrit krefjast viðbótarvottana umfram helstu rafmagnsstaðla. ISO 8820 fjallar um öryggisstaðla fyrir ökutæki á vegum, sem tryggir að bílaforrit uppfylli sérstakar kröfur um titringsþol, hitastig og árekstraöryggi. Umhverfisreglur eins og RoHS og REACH hafa áhrif á framleiðslu með því að takmarka notkun hættulegra efna og krefjast skjala um samsetningu efnisins. Þessar reglugerðarkröfur hafa áhrif á val átegundir af öryggií forritum þar sem umhverfisreglur eru skylda, svo sem rafeindatækni og bílakerfi.

 

7.2 Öryggisgerðir vs staðlar

 

Öryggisgerð	Aðalstaðall	Svæðisbundin afbrigði	Vottunaraðilar	Sérkröfur
NH öryggi	IEC 60269-2	DIN 43620, BS 88-2	VDE, BSI, KEMA	Hátt brotþolspróf
Sívalur öryggi	IEC 60269-3	UL 248-14, JIS C4604	UL, CSA, JET, VDE	Stærðarstöðlun
Flokkur J/T/R	UL 248 (ýmsir hlutar)	CSA C22.2 Nei. 106	UL, CSA	Núverandi takmörkun, höfnunareiginleikar
PV öryggi	IEC 60269-6, UL 2579	TUV 2PfG 1169/08.2007	TUV, UL, IEC CB	Bakstraumur, útsetning utandyra
Hálfleiðara öryggi	IEC 60269-4	UL 248-13	UL, VDE, KEMA	Hröð viðbrögð, I²t nákvæmni
Öryggi fyrir bíla	ISO 8820	SAE J1284, DIN 72581	ISO, SAE, ECE	Titringur, árekstursöryggi

 

 

Eftirlit með vottun og samræmi getur leitt til lagabrota og öryggisvandamála, sérstaklega í forritum sem krefjast sérstakrar samþykkis eins og bifreiða, skipa eða hættulegra staða. Notkun ó-vottaðar öryggitegunda í forritum sem krefjast UL-skráningar, CE-merkingar eða annarra eftirlitssamþykkta getur leitt til höfnunar á búnaði, vátryggingavandamála og áhyggjuefna um ábyrgð. Umhverfiskröfur eins og RoHS-samræmi verður einnig að hafa í huga í forritum þar sem reglubundið samræmi er skylt.

 

Ósamræmi í spennu:Með því að nota öryggi sem er metið undir kerfisspennu er hætta á áframhaldandi ljósboga.

Truflun einkunn hunsuð:Ef kerfisbilunarstraumur fer yfir IR öryggi getur skelfileg bilun átt sér stað.

Rangur tími-núverandi einkenni:Ef valið er hægt-öryggi til að vernda hálfleiðara getur það skemmt tæki.

Umhverfiseftirlit:Ef ekki er tekið tillit til hitastigshækkunar, titrings eða raka dregur það úr áreiðanleika öryggi.

Vanræksla á vottun:Ó-vottuð öryggi gætu mistekist í úttektum og eftirliti með lögum.