Takaisin

Oikea suojaus ja redundanttinen teholähde

Suojalaitteen oikealla valinnalla taataan sähköisten laitteistojen turvallinen toiminta ja käyttövarmuus. 

Johdonsuojakatkaisija ja suojakytkin

Suojakytkinten asianmukainen asennus  

Suojakytkinten asianmukainen asennus

Johdonsuojakatkaisijat suojaavat rakennuksien tai laitteistojen virranjakojohtimia. Ne suorittavat katkaisun ainoastaan päätelaitteen oikosulussa suojatakseen virtajohtoa ylikuormitukselta. Suojakytkinten kytkentäkapasiteetti on korkea - 6 kA:sta ylöspäin.

Päätelaitteiden viimeisenä suojaustasona termomagneettiset ja elektroniset suojakytkimet tarjoavat tehokkaimman oikosulku- ja ylikuormitussuojan. Jos yksittäisiä laitteita tai pieniä toimintoryhmiä suojataan erikseen, mahdollisessa vikatapauksessa ne laitteisto-osat, joita vika ei koske, jatkavat toimintaansa, mikäli kokonaisprosessi sallii sen.

Jos uusi virtapiiri asennetaan, samalla on myös huomioitava päätelaitteen soveltuva suojaus. Asennuksen yhteydessä on myös otettava huomioon johdinpituudet ja -poikkipinnat. Johtimien on kestettävä odotettavaa käyttövirtaa, mutta myös mahdollista ylikuormitus- ja oikosulkuvirtaa. Käytettäessä eri laitteistoalueiden hierarkista suojausta yksittäisten sulakkeiden tai suojalaitteiden selektiivisyys tulee säilyttää. Myös tämä parantaa laitteiston käyttövarmuutta, koska vain viallinen virtapiiri katkaistaan.

Suojakytkin kannattaa asentaa kytkentäkaappiin niin, että se voidaan laukeamisen jälkeen nopeasti ja vaivattomasti kytkeä jälleen päälle. Kytkentäkaappia ei myöskään pitäisi ylivarustaa, jottei teholähde ylikuormitu. Lisäksi on huolehdittava riittävästä ilmankierrosta ja jäähdytyksestä. Näin virheelliset laukeamiset voidaan estää.

Takaisin ylös

Oikean suojakytkimen valinta

Suojakytkimet  

Eri suojakytkintyyppejä

Optimaalisen laitesuojauksen vaatimukset vaihtelevat riippuen käyttö- ja toiminta-alueesta. Suojakytkimet toimivat siksi eri tekniikoiden avulla: elektronisesti, termisesti ja termomagneettisesti. Erot ovat laukaisutekniikassa sekä katkaisukäyttäytymisessä. Ominaiskäyrät selventävät eri suojakytkinten katkaisuominaisuuksia.

Perustana suojakytkinten valinnalle ovat nimellisjännite, nimellisvirta ja mahdollisesti päätelaitteen käynnistysvirta. Odotettavissa olevat vikatilanteet (oikosulku tai ylikuormitus) määrittävät soveltuvat katkaisutavat.

Takaisin ylös

Valintasuositus vikatilanteen mukaan

 Laukaisuaika ylikuormitustilanteessaLaukaisuaika oikosulkutilanteessaSovelluksesi on optimaalisesti varmistettu:
Termiset suojakytkimetsoveltuuei sovellu
  • Ylikuormitus
Termomagneettiset suojakytkimetsoveltuuihanteellinen
  • Ylikuormitus
  • Oikosulku
  • Pitkät johdinetäisyydet
    (SFB-laukaisuominaiskäyrä)
Elektroniset suojakytkimetihanteellinenihanteellinen
  • Ylikuormitus
  • Oikosulku
  • Pitkät johdinetäisyydet
    (aktiivinen virranrajoitus)
Takaisin ylös

Laukaisuominaiskäyrät

Laukaisuominaiskäyrät auttavat löytämään soveltuvan suojalaitteen käyttötilanteen mukaan. Ne esittävät virtaa rajoittavien suojalaitteiden toiminta-alueen virta-/aikaominaiskäyrässä.

Mallista riippuen suojalaitteilla on eri toiminta-alueita. Vanhimpiin suojalaitteisiin kuuluvat tavalliset sulakkeet, joissa on sulava lanka.

Sulavan langan muoto ja paksuus määrittävät olennaisesti nimellisvirran, jota varten sulaketta käytetään. Modernit suojakatkaisijat ja suojakytkimet, joita tässä käsittelemme, voidaan suunnitella täsmälleen tietynlaista laukaisukäyttäytymistä varten.

Takaisin ylös

Ympäristölämpötila

Eri suojakytkimet reagoivat eri tavalla ulkoisiin lämpötilavaikutuksiin. Erityisesti sellaisten suojakytkinten kohdalla, joissa on terminen laukaisu, ympäristön lämpötila on otettava huomioon.

Oikean katkaisuajankohdan määrittämiseksi on olemassa lämpötilakerroin. Se kerrotaan olennaisilla, virta- ja aikaominaiskäyrän arvoilla. Näin saadaan lopullinen arvo.

Taulukossa on esitetty tyypilliset arvot. Oletusarvona pidetään ympäristön lämpötilaa 23 °C, jolle kerroin on 1. Jos ympäristölämpötila on alhaisempi, laukaisussa tapahtuu viive. Kerroin on tällöin alle 1. Korkeammat lämpötilat johtavat aikaisempaan laukaisuun. Kerroin on tällöin suurempi kuin 1.

Suojakytkintyypit-20 °C-10 °C0 °C+23 °C+40 °C+60 °C
Lämpötilakerroin
Termomagneettinen suojakytkin
0,790,830,881,001,121,35
Lämpötilakerroin
Terminen suojakatkaisija
0,820,860,911,001,091,25
Lämptöilakerroin
Terminen suojakytkin
0,760,840,921,001,081,24
Takaisin ylös

Suojalaitteiden sisäinen vastus

Suojalaitteen sisäinen vastus on ilmoitettu joko vastusarvona ohmeissa tai jännitteenlaskuna millivolteissa.

Alhainen sisäinen vastus on ihanteellinen: näin suojakatkaisijan tehohäviö vähenee. Se soveltuu siksi paremmin virtapiireihin, joiden nimellisjännite on pienempi.

Seuraavissa taulukoissa on esitetty tyypilliset eri suojakytkinten jännitteen laskun ja sisäisen vastuksen arvot.

Tyypillinen jännitteen lasku1 A2 A3 A4 A5 A...
Elektroniset suojakytkimet140 mV100 mV120 mV100 mV130 mV 
Terminen suojakatkaisija    <150 mV<150 mV
Takaisin ylös
Tyypilliset sisäiset vastukset0,1 A0,5 A1 A2 A3 A4 A5 A8 A
Termomagneettinen
suojakytkin
 5 Ω1,1 Ω0,3 Ω0,14 Ω0,09 Ω0,06 Ω≤ 0,02 Ω
Terminen
suojakytkin
81 Ω3,4 Ω0,9 Ω0,25 Ω0,11 Ω0,07 Ω≤ 0,05 Ω 

Modulaaristen suojakytkinten riviasennus

Suojakytkinten riviasennuksen ja samanaikaisen virtakuormituksen yhteydessä syntyy vastakkainen lämpövaikutus. Se vastaa tavallista korkeampaa ympäristölämpötilaa. Tämä johtaa suojakytkimen liian nopeasti suorittamaan katkaisuun.

Vaikutuskertoimet:

  • Ympäristölämpötila
  • Nimellisvirta ja käyttöolot
  • Suojakytkimen nimellisvirta
  • Vierekkäin asennettujen suojakytkinten lukumäärä
  • Suojakytkinten välinen etäisyys

Suojakytkimet voidaan korjaavasti mitoittaa niin, että niihin kohdistuu tavallisissa käyttöoloissa vain suojakytkimen 80 prosentin nimellisvirtakuormitus. Tämä kompensoi lämpötilavaikutuksia ja optimoi katkaisukäyttäytymisen.

Takaisin ylös

Soveltuva teholähde

Teholähteet ja suojakytkimet SFB-tekniikalla  

Luotettava yksikkö: teholähteet ja suojakytkimet, joissa SFB

Jo suunnitteluvaiheessa teholähteiden vaatimuksissa tulee huomioida mahdolliset tulevaisuuden laajennukset, koska teholähteelle asetettavat vaatimukset kasvavat jatkuvasti. Esimerkiksi teollisuuden sovelluksissa käytettäville 24 V DC -teholähteille ovat tärkeitä kompakti malli ja lisääntynyt suorituskyky.

Teholähteiden on vastattava liitettävän päätelaitteen tehontarvetta. Myöskään ei pitäisi suunnitella yli 80-prosentin nimellisvirtaa, jotta vikatapauksessa voidaan taata luotettava oikosulkuvirta. Jos valittu teholähde on liian heikko tai liitäntäarvo liian korkea, seurauksena saattaa olla alijännite. Tämä saattaa johtaa laitteisto-osien toimintakatkoihin ja valmistusprosessin keskeytymiseen.

Joissakin teholähteissä on käytetty Selective Fuse Breaking -tekniikkaa,  lyhyesti SFB. Se tuottaa vain muutamassa millisekunnissa kuusinkertaisen nimellisvirran. Tällä virtareservillä suojalaitteet laukeavat turvallisesti vikatapauksessa. Yhdessä termomagneettisten suojakytkinten ja SFB-tekniikan kanssa ne muodostavat luotettavan yksikön, jolla taataan laitteiston paras käyttövarmuus.

Takaisin ylös

Redundanttinen teholähde

Redundanttinen teholähde nostaa huomattavasti käytettävyyttä ja tuottavuutta. Liitäntävirheet, oikosulut tai jännitteen puuttuminen ensisijaisessa tehonsyöttölinjassa eivät vaikuta lähtöjännitteeseen. Tällä on suuri merkitys erityisesti herkissä prosesseissa ja tärkeillä laitteistoalueilla.

Redundanttisesti rakennetussa järjestelmässä teholähteet irtikytketään toisistaan. Tästä tehtävästä vastaavat redundanssimoduulit, joissa on erilaiset teho-ominaisuudet. Kuorma voidaan esimerkiksi häiriöttömässä tilassa jakaa optimaalisesti molemmille teholähteille. Mallista riippuen voidaan taata jatkuva tulojännitteen ja lähtövirran valvonta. Jos toinen teholähde ei toimi, toinen käynnistyy ilman viivettä.

Teholähteet syöttävät virtaa suojakytkimelle redundanssimoduulin kautta  

Kaksi teholähdettä syöttää virtaa redundanssimoduulin kautta suojakytkimen asennusalustaan

Redundanttisesti asennetut syöttöjohdot estävät johdinviat redundanssimoduulin ja laitteen välillä. Sovellusesimerkissä on esitetty teholähteen redundanttinen rakenne asennusalustalliseen suojakytkimeen saakka. Asennusalustassa on kaksinkertaiset syöttöliittimet ja siksi siihen voidaan liittää kaksi tehonsyöttöjohtoa.

Takaisin ylös

PHOENIX CONTACT OY

Niittytie 11
FI-01300 Vantaa
Contact Center:
+358 (0)9 3509 0290

Tekninen asiakaspalvelu:
+358 (0)9 3509 0260

Puheluiden hinnat 1.6.2016 alkaen 8,35 snt/puhelu + 16,69 snt/minuutti.

Tämä sivusto käyttää evästeitä. Jatkamalla sivuston selaamista, hyväksyt evästeiden käytön. Lue lisää ehdoistamme.

Sulje