Auto-Reclosing Residual Current Protective Devices'i kasutamine suurte andmeside kütuseallikateoks valguskiirguse eest kaitseks

1. Energia katkemised RCD vale töötamise tõttu salvestikuhaigete ajal

Tavaline suhtlusenergia kring on näidatud Joonis 1. Residuaalse voolu seade (RCD) on paigaldatud energiaallikas sissetuleva terminaali. RCD põhiline ülesanne on kaitsta inimeste ohutust elektritööriistade lekkevoolude eest, samas kui ülesegamisi kaitsevahendid (SPD) on paigaldatud energiaallika harjadel, et kaitsta salvestikuhaigete eest. Salvestikuhaigete korral võivad andmekogumise tsüklid tekitada ebavõrdse häirimise ja diferentsiaalhäire. Kui diferentsiaalvool ületab RCD lülitumise künnise, toimub vale lülitumine. Lisaks, kui suhtluse seadme lekkevool on lähedal lülitumiskünnisele, võib nõelusaastal tekkinud ebavõrdsus magneetväli lihtsasti põhjustada RCD vale lülitumise.

Salvestikuhaigete vool on ajutine vool, mis võib tekitada ühe impulsi või mitu impulssi. Ülesegamisi kaitsevahendite F1 ja F2 läbivad voolud on vastavalt I1 ja I2. Tavaliselt ei ole I1 võrdne I2-ga, mis tekitab diferentsiaalhäire. Kui diferentsiaalhäire ületab RCD residuaalse voolu lülitumiskünnise, lülitub kaitsevahend välja, kring katkeb, suhtlusseadmed peatavad töö ja on vaja manuaalselt taastada energia. Suhtlusjaamad on peamiselt mittesurveeritud; kui piirkonnas toimuvad salvestikuhaigete, võivad mõned suhtlusjaamad kaotada energiat ja ei saa suhtlust kiiresti taastada. Seega tuleb see probleem lahendada.

2. Automaatse uuesti lülitamisega residuaalse voolu kaitsevahendi tööprintsiip

Automaatne uuesti lülitamine on tõhus viis RCD vale lülitumise tõttu tekkiva energia katkemise lahendamiseks. Automaatne uuesti lülitamine on tavaliselt kasutusel kõrgepinge energia süsteemides ja on toonud hea tulemuse. Kuid turvalisuse huvides pole seda laialdaselt edendatud madalpinge kodumajapidamiste energia süsteemides. Hiina suhtlusüsteemide on alates hiljuti hakatud seda kasutama ja on kehtestanud standardi: YD/T 2346-2011 "Teknoloogilised tingimused suhtlusüsteemide automaatse uuesti lülitamisega residuaalse voolu kaitsevahenditele", mille rakendamisel on olnud olulisi tulemusi.

Kui salvestikute tõttu RCD lülitub välja ja kring katkeb, lülitab automaatne uuesti lülitamine kaitsevahend automaatselt lüliti sisse. Kuna salvestikuhaigete vool on ajutine, siis pärast haigete möödumist on I1≈I2, lülitumine õnnestub, energia taastatakse ja suhtlus jätkub.

Automaatne uuesti lülitamine on tingimuslik ja tuleb arvesse võtta turvalisust ja muud faktoreid. On kaks automaatset uuesti lülitamise meetodit: üks kontrollib lekkevoolu tingimusi, et otsustada, kas lülituda sisse, teine lülitub automaatselt ilma kontrollita.

Automaatne uuesti lülitamine koos automaatse L-PE lekkevoolu veaga tuvastamisega (edaspidi nimetatud tuvastuslülitaja) koosneb elektrilisest juhtimisvahendist, juhtimiskest, tuvastuskeringest ja väljundliidest. Tuvastuskering töötab koos lülitajaga ja lülitaja juhtimiskeste käskude järgi lõpetab tuvastamise ja otsustab lülitumise tuvastustulemuste põhjal. Tuvastuskering ühendatakse RCD faasisidemedega, PE joonega, maandusringide Re1 ja Re2 ning transformatori neutraaljoone N-ga, moodustades ringi faasisidemetega, PE joonega, maandusringide Re1 ja Re2, transformatori neutraaljoone N-ga ja tuvastuskeringiga.

Tuvastuskeringu PE joon ei pea ühendama seadmete kerega, nagu näidatud Joonis 2; alternatiivselt võib ringi moodustada faasisidemetega, seadme kerega ja PE joonega, nõudes, et lülitaja tuvastuskeringu PE joon ühendataks seadme kerega, nagu näidatud Joonis 3. Kui RCD lülitub välja, on lülitaja lekkevoolu tuvastuskeringud vastavalt a-PE, b-PE, c-PE. Tuvastuskeringu signaal võib olla nii DC kui AC, kergepinge ei tohi ületada 24V.

3. Peamised tehnilised nõuded

Residuaalvoolu kaitse funktsioon lahendab ohutusprobleeme, samas kui automaatne uuesti lülitamine lahendab salvestikuhaigete tõttu tekkivaid energia katkemisi. YD/T 2346-2011 "Teknoloogilised tingimused suhtlusüsteemide automaatse uuesti lülitamisega residuaalse voolu kaitsevahenditele" arvestab järgmisi parameetreid.

Automaatne uuesti lülitamine peab tasakaalustama energia pidevat toomist ja ohutusfaktoreid.

(1) Uuesti lülitamise katseid Kasutajate perspektiivist rohkem katseid on parem, ohutuse perspektiivist vähem katseid on parem. Automaatse uuesti lülitamisega toodete puhul, mis lülituvad automaatselt ilma lekkevoolu tuvastamata, lubab standard kolm automaatset uuesti lülitamise katset.

(2) Uuesti lülitamise aeg Erinditeta energia tarbimise perspektiivist null sekundit oleks ideaalne, ohutuse perspektiivist tuleb see olla piisavalt pikk. Standard määrab: kui kaitsevahendil puudub pärast lülitumist joone lekkevoolu tuvastamise võime, peaks residuaalvoolu kaitsevahend automaatselt uuesti lülituma 20-60 sekundi pärast lülitumist; kui see ebaõnnestub, viivitada 15 minutit enne teist uuesti lülitamise katset; kui teine katse ebaõnnestub, viivitada veel 15 minutit enne kolmandat uuesti lülitamise katset; kui kolmas katse ebaõnnestub, ei ole enam uuesti lülitamist lubatud.

(3) Tuvastamise kergepinge Tuvastamise kergepinge on ka oluline ohutusparameeter, mis ei tohi olla liiga kõrge. Standard määrab: kui kaitsevahendil on pärast lülitumist joone lekkevoolu tuvastamise võime, kehtivad järgmised nõuded: 

• Kui kolm uuesti lülitamise katset ebaõnnestuvad 1 minuti jooksul, ei ole enam uuesti lülitamist lubatud. 

• Tuvastamise kergepinge ≤24V.

(4) Õhkevõimu vastupidavus Kaitsja võib sisaldada teatud elektroonilisi skeeme ja peab olema piisavalt vastupidav õhkevõimu suhtes; muidu seda ei saa kasutada. Standard näeb ette: Jääkströomi kaitsmiskeeruti peavad omama piisava vastupidavuse maapinna lülituspikestrooide suhtes, mis läbivad kõlblikku laadi ja seadme läbi tuleva maapinna lülituspikestrooide suhtes. Ajalise nihkega jääkströomi kaitsmiskeeruti peavad olema piisavalt vastupidavad valesti trippimise suhtes seadme läbi tuleva maapinna lülituspikestrooide tõttu.

Kui elektriliinide (L-N) vahel rakendatakse 1.2/50μs (8/20μs) kombinatsioonilainega 2kV impulssipinge, ei tohi see põhjustada vale töötlemist. Kui elektriliinide (L-N) vahel rakendatakse 1.2/50μs, 4kV impulssipinge, ei tohi see kahjustada proovikut, mis peaks jätkama normaalset tööd.

Kui elektriliini L ja N vahel läbib 8/20μs, 20kA õhkevõimu, lisainstalleeritud lülituspikestrooidega, peaks proovik toimima normaalselt ilma kahjustusteta.

4. Järeldused ja soovitused

Automaatseks uuesti sülindamiseks mõeldud jääkströomi kaitsmiskeeruti lahendavad tõhusalt energiakatkemisprobleeme, mida põhjustavad õhkevõimud, tõhustavad side süsteemide vastupidavust õhkevõimude suhtes ja on ohutud ning usaldusväärsed. Nad esindavad tõhusat viisi, kuidas parandada side süsteemide vastupidavust õhkevõimude suhtes.