Prinsip Kerosakan dan Diagnosis Dalam Talian Litar Sekunder Penjana Arus Elektronik

1 Prinsip dan Peranan Pengubah Arus Elektronik
1.1 Prinsip Kerja ECT

Pengubah Arus Elektronik (ECT) adalah peranti penting untuk menguruskan operasi sistem kuasa yang selamat, menukar arus besar kepada isyarat arus kecil yang mudah dikelola untuk pengukuran dan kawalan. Berbeza dengan pengubah arus tradisional (yang bergantung pada interaksi medan magnet langsung antara lilitan utama dan sekunder), ECT menggunakan sensor (seperti sensor kesan Hall) untuk mendeteksi perubahan medan magnet dari lilitan utama. Sensor-sensor ini mengeluarkan isyarat analog (berkadaran dengan arus utama) untuk pemprosesan litar elektronik (pengamplian, penapisan, atau digitalisasi). ECT moden sering mengeluarkan isyarat digital untuk digunakan secara langsung oleh sistem perlindungan, pengukuran, dan kawalan. ECT melebihi pengubah arus elektromagnetik tradisional dalam ketepatan, julat dinamik, dan kelajuan respons, sambil menjadi lebih kecil, lebih ringan, dan membolehkan pemprosesan/penyampaian data canggih.

1.2 Peranan ECT dalam Sistem Kuasa

ECT menyediakan pengukuran arus berketepatan tinggi yang penting untuk pemantauan, kawalan, dan perlindungan sistem kuasa (contohnya, mencegah beban berlebihan/lompatan pendek). Mereka memastikan keselamatan peralatan/pengguna dan mengurangkan gangguan bekalan kuasa. Untuk pengukuran/pembilangan, ketepatan ECT memastikan harga elektrik yang adil pada garis voltan tinggi/arus besar. Data tepat juga membantu mengoptimumkan kecekapan dan kestabilan sistem.

1.3 Struktur Litar Sekunder

Litar sekunder ECT (komponen utama) termasuk sensor (seperti sensor kesan Hall), litar pemprosesan isyarat, penukar analog-ke-digital (ADCs), dan antara muka komunikasi. Komponen-komponen ini bekerja bersama untuk pengambilan/sampaian isyarat yang tepat. ECT moden dilengkapi dengan diagnosis sendiri untuk memantau prestasi/kerosakan, menyesuaikan diri dengan permintaan sistem kuasa yang lebih pintar.

2 Jenis Kerosakan Litar Sekunder dalam ECT
2.1 Kerosakan Terbuka

Disebabkan oleh kabel putus, sambungan longgar, atau isolasi yang usang, kerosakan terbuka mengganggu aliran arus, menyebabkan pengukuran abnormal (contohnya, sifar/rendah). Ini merisikokan tindakan perlindungan/kawalan yang salah, mengancam keselamatan sistem.

2.2 Kerosakan Pendek

Terjadi apabila ada sambungan konduktor tidak diingini (seperti kerusakan isolasi) yang menyebabkan lonjakan arus tiba-tiba, merisikokan pemanasan berlebihan/percikan api pada peralatan. Mereka mengacaukan sistem, berpotensi merusak peralatan atau memicu kegagalan perlindungan.

2.3 Kerosakan Tanah

Timbul dari penyambungan tanah litar sekunder yang tidak betul (seperti kegagalan isolasi). Mereka mengubah jalur arus, menyebabkan kesalahan pengukuran, kegagalan perlindungan, atau gegaran elektrik (bahaya bagi pemeliharaan).

2.4 Kerosakan Overload

Berlaku apabila arus melampau kapasiti reka bentuk (contohnya, disebabkan anomali sistem). Overload menyebabkan pemanasan komponen, penurunan isolasi, atau pembakaran peralatan. Dikenali melalui pemantauan arus/suhu, mereka merisikokan kerosakan jangka panjang sistem.

2.5 Gangguan Bunyi Elektrik

Dari sumber eksternal/internal (seperti EMI, RFI), bunyi mengacaukan isyarat, menyebabkan kesalahan pengukuran atau tindakan perlindungan sistem yang salah (contohnya, pemutusan yang tidak perlu).

2.6 Kerosakan Dipengaruhi Suhu

Suhu ekstrem mengganggu prestasi: panas tinggi merosakkan semikonduktor/isolasi (meningkatkan risiko pendek sementara); suhu rendah merusak komponen. Ini menyebabkan kesalahan pengukuran atau kegagalan perlindungan.

2.7 Kerosakan Akibat Karat/Penuaan

Penurunan komponen secara bertahap (kabel, isolasi) disebabkan faktor persekitaran (seperti kelembapan, bahan kimia) mengurangkan prestasi elektrik, meningkatkan risiko pendek sementara/kerosakan tanah.

3 Kaedah Diagnostik Dalam Talian untuk Kerosakan Litar Sekunder ECT
3.1 Pengambilan Isyarat

Bergantung pada sensor (seperti sensor kesan Hall/pengubah arus) dan ADCs. Sensor kesan Hall mengukur arus tanpa invasif, memastikan keselamatan/ketepatan. ADCs menukar isyarat analog kepada bentuk digital untuk pemprosesan. ADCs berkelajuan tinggi menangkap perubahan isyarat yang halus, membolehkan pengesanan kerosakan yang cepat.

3.2 Analisis Domain Waktu

Melibatkan analisis gelombang/statistik. Analisis gelombang memeriksa ketidaknormalan (contohnya, asimetri/spike, menunjukkan kegagalan komponen). Analisis statistik (seperti min/sisihan piawai) mengenal pasti kestabilan/distribusi isyarat, menandakan fluktuasi yang disebabkan kerosakan.

3.3 Pengesanan Kerosakan Berdasarkan Model

Pengesanan ambang batas menggunakan had yang ditetapkan untuk memicu alarm bagi isyarat abnormal (berdasarkan data sejarah/ilmu pakar). Perbandingan model (lanjutan) membandingkan data masa nyata dengan model sistem "sihat", mengesan penyimpangan untuk diagnosis kerosakan yang tepat.

3.4 Penentuan Lokasi Kerosakan Berdasarkan Ilmu Pengetahuan

Analisis Pohon Kerosakan (FTA) memetakan logik kerosakan untuk mengenal pasti punca utama melalui analisis sub-kerosakan hierarki. Sistem pakar (mensimulasikan kepakaran manusia) menggunakan peraturan (data sejarah/pengetahuan sebelumnya) untuk penentuan lokasi kerosakan yang tepat, menangani skenario kompleks.

3.5 Pemantauan Imej Termal

Pencitraan inframerah mendeteksi panas abnormal (contohnya, dari overload/isolasi yang menua) dalam ECT. Non-invasif dan masa nyata, ia membolehkan diagnosis kerosakan yang selamat tanpa mengganggu operasi. Gabungan dengan kaedah lain, ia meningkatkan ketepatan (mengatasi keterbatasan seperti kerosakan yang tidak berkaitan dengan suhu).

Nota Penting

ECT menawarkan kelebihan berbanding pengubah arus tradisional tetapi menghadapi kerosakan litar sekunder (contohnya, terbuka/pendek, bunyi). Diagnostik dalam talian (pengambilan isyarat, analisis domain waktu, kaedah berdasarkan model/ilmu pengetahuan, pencitraan termal) memastikan operasi yang dapat dipercayai, menyesuaikan diri dengan permintaan sistem kuasa moden.