SPD arazoen eta soluzioen Voltage Transformer Secondary Circuits

Artikuluhau analizatzen du goiko egoerari sakonki eta teknika neurriak ematen ditu arazoen ebazteko.

1. SPD produktuen arazo nagusiak tensio transformagailuen bigarren zirkuituetan

Une honetan, baita etorriko eta kanpo dagoeneko, korronte gorria gabeko SPDak (txertatze-mota txurrutxoko) daude. Bere ataka ikerketa nagusiak deskargatzaile-tubos/gapak erabiltzen ditu, deskarga-korronte handi batekin (zinbaro oksidoaren varistoreak gaindituz). Baina, defektu letalen bat dituzte: tensio murrizketarik gabeko, arkua eskuratzeko tensioa, eta erantzun-denbora luzea (100 ns arte). Honek bigarren zirkuituko tresnak ez dute babesturik egiten behar bezala. Gainera, arkua eskuratzeko tensioak askotan tensio transformagailuaren bigarren zirkuituko tensioa (100 V) zenbait voltara jaisten du, neurtzeko eta kontrolatzeko sistema altu tensioaren galera adierazten duena. Hortaz, txertatze-mota txurrutxok erabilgarriak ez dira.

2. Soluzioak eta eduki nagusiak

Merkatuan, SPD elementu deskarga nagusietako ohikoenak dira deskargatzaile-tubo CDT, zinbaro oksidoaren varistora MOV, eta aldakorra den tensio supresorea TVD. TVD-ren erantzun-denbora oso azkarra da (1 ns), tensio murrizketarik onena du eta korronte gorria txikiak (1 μA baino gutxiago); hondamen gabe itzalatzen da eta ez du kortatzerik sortzen. Baina bere deskarga-korrontea baxua da (1 kA). Aldiz, CDT, GAP, eta TVD-k tensio altuaren kontraporrazuriarekiko gaitasun handiagoa izan dute MOV baino, 10 kV porrazuak suportatzen dituzte ezer ez duelako estrukturalki.

Elementu horien abantailak batu eta zirkuitu konbinatu bat erabiliz, produktu bat diseinatu da (MOV seriean, CDT eta TVD paraleloan), irudian ikusten den moduan.

Irudi 1: Deskarga printzipioa

Txurrutxoa A puntuan sartzen denean, MOV hasierakoan ez da garatzen. Baina, MOV-ren korronte gorria A eta B puntuen potentziala berdintzen du. Momentu horretan, TVS 1 ns barruan aktibatzen da, B eta C puntuen artean bide zuzena sortuz. Horrela, txurrutxoaren tensio osoa A eta B puntuen arteko MOV-n aplikatzen da. MOV-ren aktibatze-tensioa Um soilik da zirkuitu konbinatuaren aktibatze-tensionaren (Uc) %50, hortaz, tensio altuak MOV-ren aktibazioa azkarrago egiten du, bere erantzun denboraren 25 ns-tik 12.5 ns-ra mugitzen duela. Denbor horretan, deskarga-korrontea oraindik eraiki ari denean, A-tik B-ra bide zuzena txurrutxoaren tensio osoa B eta C puntuetan (non TVD-ren korronte maximoa ~1 kA izango den) jartzen du.

Diseinuaren perspektibatik, CDT-ren aktibatze-tensioa Uc-ren %50 txikiagoa da. Gehiago, MOV-ren korronte gorria osagarriaren ilara interna RL B puntuko tensioa txurrutxoaren tensioa baino handiago bihurtzen du. Probak horrek CDT-ren aktibatze-denbora 100 ns-tik 15 ns-ra mugitzen duela adierazten du, zirkuitu osoa 25 ns barruan garatzen dela, MOV bakarreko erantzun denborarekin bat datorrena.

Deskargatze ostean, TVD-ren korronte gorria txikiak eta CDT-ren deskonexio osoak MOV-ren korronte gorriaren arazoei ezingo dio uste, arrisku posibleak saihesteko. Tensio murrizketarako prestaskuntzan, TVD-ren aktibatze presiza (aktibatze-tensioa = murriztze-tensioa) murriztze-atala baxua duten. Um = 0.5Uc izanda, MOV-ren murriztze-tensioa zirkuituan 1.5Uc da, zirkuitu konbinatuaren murriztze-tensio osoa 2Uc izango da - eraginkorra da MOV modulu bakarreko 3x arrazoiarekin alderatuta.

Gehitu da monitorizatzeko zirkuitu bat osagaien hutsegiteak detektatzeko. Osagai barneak hobeto egin denean, monitorizatzeko nodoa irekitik ixpean aldatzen da, SPDaren hutsegitea adierazten duena. Taula 1 erakusten ditu MOV modulu bakarrak eta zirkuitu deskarga konbinatuaren SPDaren prestaskuntza berdinak dituzten kasuan.

SPD berri mota honek korronte gorria du, baina over-tensiona oso baxuan kontrola dezake (10 μA baino gutxiago). Gainera, korronte gorriaren parametroak aldatu gabe mantendu ahal ditu, eta over-tensiona desagertze ostean azkar itzalatzen da. Hona hemen ideala produktu bat tensio transformagailuen bigarren zirkuituetarako.

SPDak zirkuitu deskarga konbinatu bat erabili du zink oxidoaren varistore modulu bakarrarekin ordez, tensio transformagailuaren bigarren zirkuituarentzat over-tensionaren babesa teknikoa ematen du. Lightning edo over-voltage operazioetatik errepikatzen direnean SPD zirkuituaren korronte gorria adin handiagatik goraketa garrantzitsu bat saihestu dezake. Aldiz, zurrutadura eta hutsegiteak gertatzen direnean, kortatzerik gertatzen ez du. SPDak zurrutadura eta kortatze puntuk baditu, SPDaren kontaktu alarmearen bidez mantentza eta kudeaketa taldeari jakinarazi dezake, babestu maloperazio edo non-operazio arazoen gertatzea saihesteko.

3. Kontzeptua

Erabilpen errealen prozesuan, zirkuitu konbinatuaren SPDak korronte gorria praktikoki aldatu gabe mantendu dezake hastapenetik hutsegitara (huts egindakoan, zuzen itzalatzen da), eta 3 μA baino gutxiago kontrola dezake. Gainera, zirkuitu konbinatuaren bidez, SPDak erraza hutsegite monitorizatzeko kontaktu bat eman dezake, mantentza eta kudeaketa taldearentzat erraza dago monitorizatzeko.

Tensio transformagailu konbinatuaren bigarren zirkuituaren over-tension babesa teknikoa erabiliz, SPDaren bigarren zirkuituan gorritze arriskuak eraman zaitezke, babestu maloperazio edo non-operazio arazoen gertatzea saihesteko. Benetan lortzen da tensio transformagailuaren bigarren zirkuituaren txurrutxoren eta operazio over-tensionaren babesa, elektrizitate segundario tresnariak nahiz iklim-egoera oso zorrotzetan eta laguntza-egoeretan segurtasunez funtzionatzeko.