Дифференциального тока: Устройство дифференциального тока купить в ОБИ

Содержание

Автоматические выключатели дифференциального тока Энергия АВДТ 32

Характеристики:

Название модели Дифференциальный автомат АВДТ-32 1P+N 16А (С) 30мА (AC) 6кА ЭНЕРГИЯ

Артикул Е0302-0006

Номинальное напряжение AC, В 230

Частота, Гц 50 (60)

Характеристики отключения (кривая тока) С

Номин.

отключающий дифференциальный ток, mA 30

Номин. условный ток короткого замыкания, кА 6

Рабочая характеристика при наличии дифференциального тока AC

Номинальный ток, А 16

Число полюсов 1P+N

Ввод кабеля сечением, мм² 1 – 16

Износостойкость механическая, не менее 10

5 циклов В-О

Износостойкость электрическая, не менее 6000 циклов В-О

Степень защиты, IP 20

Рабочая температура, °С от –25 до +50

Минимальная партия, шт. 1

Дифференциальные токи электрической цепи | ehto.ru

Что такое дифференциальные токи электрической цепи

Чтобы понять, что такое дифференциальный ток, ответим на другой вопрос, почему нас не бьет электрическим током. Ответ кажется простым, потому что, все жилы проводов покрытии изолирующими материалами. Этот так, но если вы встанете на изолирующий коврик и коснетесь токоведущей жилы, вас ударит током? Нет, не ударит. Почему? Потому, что коврик не дает замкнуться электрической цепи от токопроводящей жилы, через вас в землю.

Дифференциальный ток, это не физический процесс, а значение векторной суммы токов в цепи в среднеквадратичном значении. Часто, дифференциальный ток называют током повреждения. Физический процесс, который приводит к появлению дифференциального тока в цепи, называют утечкой тока.

При появлении тока утечки, дифференциальный ток может не появляться. Например, по каким либо причинам, появился ток утечки на металлический корпус стиральной машины, но корпус машины не заземлен и электрически изолирован, значит, дифференциального тока в цепи нет. Человек, касается корпуса стиральной машины и своим телом замыкает электрическую цепь, по которой и потечет дифференциальный ток, являющийся проявлением тока утечки. Если бы корпус стиральной машины был изначально заземлен, то сразу после появления тока утечки, появился дифференциальный ток, через корпус на землю, а УЗО отключило цепь от электропитания.

В чем разница между током утечки и дифференциальным током

Фактической разницы между током утечки и дифференциальным током электрической цепи нет. Дело в применении определений и понятий. Понятие ток утечки, относится к названию тока, который стекает с токоведущих частей цепи (жилы проводов, шины) на токопроводящие элементы цепи (металлические корпуса, трубы). Причем, в отличие от тока короткого замыкания, утечка тока происходит без явного повреждения цепи. Понятие дифференциальный ток, относится к физическим величинам и определяет действующее значение векторной суммы токов в цепи, где установлено УЗО (ВТД).

УЗО и ВДТ это разные аббревиатуры одного и того же устройства. УЗО – устройство защитного отключения (по МЭК RSD), ВДТ – выключатель дифференциального тока (по ГОСТ Р. 51326.1).

Появление тока утечки в цепи, не означает безусловное появление дифференциального тока. Для его появления, нужно замкнуть цепь корпуса на землю.

Стоит отметить, что часто на практике, дифференциальный ток называют током утечки, а ток утечки называют дифференциальным током.

Вывод

Появление в цепи токов утечки выражается в появлении дифференциальных токов повреждения цепи. Математически дифференциальные токи электрической цепи это разница (векторная) между токами от источника тока (выходной ток), и токами после приемника (обратный ток).

дифференциальные токи электрической цепи

Что такое отключающий дифференциальный ток

Отключающий дифференциальный ток, он же ток срабатывания, это значение дифференциального тока повреждения приводящего отключение УЗО (ВДТ).

Что такое неотключающий дифференциальный ток

Неотключающий дифференциальный ток, он же ток не срабатывания, значение дифференциального тока, допустимое в данной цепи и не приводящее к отключению УЗО (ВДТ).

На самом деле в цепях, где есть импульсные устройства, выпрямители, цифровые дискретные устройства регулирующие мощность, а это все современные бытовые приборы, есть фоновое значение дифференциальных токов (импульсных). Импульсные дифференциальные токи нельзя относить к токам повреждения, это рабочий фон. Именно поэтому все устройства защитного отключения имеют определенное значение тока срабатывания, ниже которого устройство срабатывать не будет.

©ehto.ru

Другие статьи раздела

Поделиться ссылкой:

Похожее

номинальный ток отключения, датчик тока

Дифференциальный ток — тот, который проявляется утечкой при ситуации с отсутствием видимых повреждений на токопроводящих путях. Более подробная информация об определении, типе срабатывания по дифференциальному току, характеристиках, принципе работе и области применения далее.

Что это такое

Это векторная сумма токов в среднем квадратичном значении или физический процесс, приводящий к токовой утечке. Стоит отметить также, что это алгебраическое суммарное токовое значение всех токоведущих проводников, работающих в определенный период времени в электроцепи.

Обратите внимание! Согласно еще одному понятию дифференциального тока — это то, что видит устройство защитного отключения в сети или датчик и предотвращает из-за разрушительного воздействия на все электроприборы.

Полное определение из справочника

Характеристики

Номинальный отключающий дифференциальный ток имеет свою силу, напряжение, время действия, признаки появления и распространения. Кроме того, он обладает разрушительным действием. Это все, что можно причислить к характеристикам. Стоит указать, что для того чтобы он начал проникать в сеть или на тело человека, нужен проводник. Им может выступать как сам человек, так и энергия из пробитой кабельной изоляции или некачественного соединения провода.

Что касается вредного воздействия, то дифференциальный электроток приводит к образованию микротравм, летальному исходу и повреждению электрооборудования. Нормальная сетевая работа гарантируется с помощью упорядоченного потока электронов, которые двигаются по жилам и обеспечивают нулевую токовую силу в обоих проводниках.

Признаки или характеристика электротока

Как работает

Дифференциальный ток появляется благодаря свободным носителям и электрическому полю, появляющемуся при пробитой кабельной изоляции или некачественном проводном соединении. Движется по электрической проводке или полупроводниковым элементам в виде светодиодов и процессора. При этом проводником может выступать металл, а полупроводником — элемент кремния, германия, галия и прочего.

Принцип действия

Какой номинальный ток отключения

Номинальным током отключения является то токовое значение, которое может быть выключено выключателем, если оно равно наибольшему значению рабочего напряжения. Это значение при сетевом коротком замыкании, которое отключает предохранитель. Как правило, эта цифра указывается на упаковке к дифференциальному автоматическому выключателю.

Номинальный электроток отключения

Область появления тока

Физиками точно не дано понятия дифференциального токового значения, поэтому оно максимально приближено к понятию короткого замыкания. Оно, в свою очередь, возникает из-за высокого напряжения, плохой изоляции электрических элементов, внешнего механического воздействия, наличия посторонних предметов в электрических проводниках и прямом ударе молнии. Появляется подобное явление, как в домашней, так и производственной сети. Сопровождается искрами, неприятным запахом и порчей электрооборудования.

Сфера появления

Защита от дифференциального тока

Защититься от перенапряжения и всех неприятных признаков испорченной электропроводки и сети можно при помощи дифференциального автоматического выключателя или устройства защитного отключения. Оба они предназначены, для того чтобы защитить пользователей от поражения электротоком. Могут срабатывать при коротком замыкании. Как правило, работа первых аппаратов нацелена на устранения последствий при прямом соприкосновении, а работа вторых направлена на уничтожения неприятных ситуаций при косвенном соприкосновении электроэнергии.

То есть, в первом случае устройства непосредственно защищают человека от поражения электроэнергией, а во втором случае аппараты защищают электрооборудование и, тем самым, самого человека. Оба аппарата пропускают через себя напряжение и выдают нормальное токовое значение на выходе. Работают как с переменным, так и с постоянным электротоком. Бывают как однофазными, так и двух- и трехфазными.

Обратите внимание! Стоит указать, что по-другому защититься можно, делая правильно электропроводку и внимательно отслеживая работу сети.

Устройство дифференциальной защиты

В целом, дифференциальный ток — энергия, попадающая в землю или в иные токопроводящие элементы в электроцепи, не имеющей повреждений. Принцип работы основан на наличии электропроводника. Появляется он постоянно в результате электропробоя кабельного изоляционного диэлектрика. Защититься от него можно применением устройств дифференциальной защиты.

Советы бывалого релейщика

Сейчас на форуме:

64 гостей, 6 пользователей

Kitoboy, Meterling21, point, R14, SVG, ustas

Перейти в раздел:
Спрашивайте — отвечаемТрудности переводаСтуденческий РазделОпросыСсылки на интернет ресурсы релейной тематикиРелейная защита среднего напряженияРелейная защита и автоматика трансформаторов, реакторов и автотрансформаторовРелейная защита и автоматика линий 110-1150кВРелейная защита и автоматика генераторов, двигателейРелейная защита и автоматика в «малой энергетике»ДЗШ, ДЗО, УРОВЦифровые устройства релейной защиты и автоматикиСтатические/Электроные релеПрограмное обеспечение МП устройств релейной защитыКак проводить анализ осциллограмм аварийных регистраторовСистемы и устройства противоаварийной автоматикиЗащиты от однофазных замыканий на землюОпределение места повреждения (ОМП)Автоматическое включение резерва (АВР)Аварии, дефекты оборудования. ..Автоматика Управления Выключателем (АУВ)Ж/Д, тяговые подстанции, транспортЦифровая подстанцияМоделирование релейной защитыВопросы эксплуатации аппаратуры передачи аварийных сигналовПосты. Совместимость.ВЧ обработка, каналы, трактыБиблиотека УПАСКЗеркало старого форума. УПАСКРазные режимные вопросыРежимная автоматикаПрограммное обеспечениеАппаратура для выполнения проверокОперации с устройствами РЗАДелай как яСхемы распределительных устройствСобственные нуждыТрансформаторы тока (ТТ), напряжения (ТН) и их вторичные цепиОперативный ток и цепи управленияВспомогательное оборудованиеИспытания и измеренияСистемы учета электроэнергии и измерительные приборыОрганизационные вопросыАСУ ТП и РЗА, МЭК 61850АИИС КУЭТелемеханика (ТИ, ТС, ТУ)Расчёт сетей напряжением до 1000ВВыбор параметров настройки устройств релейной защиты и автоматикиВыбор первичного оборудованияГрафика в релейной защитеОбщие вопросы проектированияУчимся делать расчётыБиблиотека РЗАБиблиотека электромонтёраИностранная литератураПроектированиеОрганизационые вопросы связаные с РЗАНормативно-техническая документацияНовые нормативно-технические документы по релейной защите и автоматикеПовышение квалификацииОбъявления разработчиков техники РЗА, специалистов эксплуатирующих организацийРелейщики ищут работуТребуются релейщикиКуплю/продамНовости энергетикиРазговоры на свободные темыПриемная Администрации форумаПомощьАрхивыОбсуждение продукции

Форум работает на PunBB, при поддержке Informer Technologies, Inc

Что такое дифференциальный и синфазный ток?

Ответ на заглавный вопрос станет горячей темой на симпозиуме IEEE 2012 EMC в Питтсбурге. Надеюсь, у многих из вас будет возможность посетить его в этом году. На этой выставке всегда представлены действительно отличные технические документы, некоторые из которых более практичны, чем другие. Если ты там, поищи меня. Я проведу некоторое время у стенда Interference Technology, # 817.

Нежелательные проводящие и радиационные излучения могут быть вызваны дифференциальными или синфазными токами.Оба они показаны на Рисунке 1.

Для непрерывного протекания постоянного тока (DC) требуется токопроводящая петля. В противном случае при разделении зарядов в проводнике с открытым концом ток прекратится, когда потенциал, развиваемый на разделенном заряде, достигнет равновесия с напряжением постоянного тока, которое вызывает разделение зарядов. Поскольку это происходит со скоростью света в проводнике (измененной реактивным сопротивлением), достижение равновесия не займет много времени! Происходит переходный процесс при включении с равным, но противоположным током, протекающим в исходящем и обратном проводах; и когда равновесие достигнуто, оно просто остается там. Если источником является переменный ток (AC), а изолированный путь является открытым, емкостная связь между отходящим и обратным проводниками замыкает контур, и ток смещения протекает через емкость и возвращается к источнику. Аналогичным образом, если источник переменного тока подключается к проводящей нагрузке постоянного тока, исходящий и обратный ток будут равны, но протекают в противоположных направлениях. Эти три случая иллюстрируют ток в дифференциальном режиме (DM), который обозначен зеленым цветом выше.. В телекоммуникационной отрасли этот режим называется нормальным, потому что это то, что обычно происходит — Ха! Нормально к проводу.

Если токопроводящая петля не изолирована, но расположена вместе с другими цепями на печатной плате, расположенной внутри кабельного пучка или проходящей по плоскости заземления, между цепями и альтернативным заземлением возникают дифференциальные напряжения (обычно из-за связи излучения или несбалансированных дифференциальных цепей). ) вернется к своему источнику. Это может не быть схемой, предназначенной для справки, и она может включать несколько одновременных проводников.Синфазные токи, протекающие в одном направлении по нескольким проводникам по отношению к другому опорному току, известны как синфазный режим (CM). Это обозначено красным. Поскольку ток движется в одном направлении по проводам, в телекоммуникационной отрасли этот режим называется продольным.

Когда емкостная связь завершает контуры CM или DM, ток контура будет в первую очередь функцией частоты. На низких частотах емкостное реактивное сопротивление (Xc = 1 / j ω C) и соответствующее сопротивление контура будут настолько высокими, что будет протекать очень небольшой ток смещения.Однако по мере увеличения частоты или длины проводника емкостное реактивное сопротивление уменьшается с соответствующим увеличением тока. Например, на частоте 10 кГц емкость 1000 пФ имеет Xc = 15 923 Ом, а на частоте 1 ГГц — всего 159 миллиомов. Более высокий ток приводит к увеличению радиочастотного излучения. Даже если это так, пока размеры контура (d) не приблизятся к резонансным длинам на частотах излучения (λo / 10). В результате излучение мало по сравнению с энергией в контуре.Действительно хорошее обсуждение CM и DM можно найти в книге Introduction to EMC доктора Клейтона Пола.

Несмотря на то, что ток синфазного режима обычно намного меньше, чем ток дифференциального режима, его площадь контура настолько больше, чем DM, что CM часто доминирует. Поскольку CM может быть одновременно на нескольких цепях и на заземлении, вылечить это сложно. Делая дизайн, помните старую поговорку Бена Франклина: «Унция профилактики стоит фунта лечения!»

— Рон Брюэр

Рон Брюэр будет на стенде Interference Technology № 817 7 августа в 2:00.

Измерение дифференциального и синфазного излучения от кабелей

В этой статье обсуждается синфазное и дифференциальное излучение от кабелей и представлены результаты измерений на соединительных проводах SMPS.

Дифференциальная и синфазная схема Модель

Рассмотрим типичную модель схемы, показанную на рисунке 1.

Рисунок 1: Типовая схема модели

Если поля, генерируемые прямым током, нейтрализуют поля обратных токов и отсутствуют другие цепи, источники или пути связи, то прямой ток равен обратному току.Практически в любой практической схеме имеет место другой сценарий, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2: Модель схемы, показывающая CM, DM и полные токи

Î D упоминается как дифференциальный ток (DM) , а Î C упоминается как синфазный (CM) ток . Токи DM обычно являются функциональными токами. Они равны по величине и разнонаправлены. (Нежелательные) токи CM равны по величине и одного направления (см. [1] для обсуждения создания тока CM).

При анализе токов DM и CM мы часто используем суммарные токов 1 и Î 2 , текущих в одном направлении. Причина этого в том, что классическую теорию цепей легче применить к полным токам, чем к отдельным токам. После разработки уравнений для полных токов мы просто заменяем полные токи дифференциальными или синфазными токами в полученных выражениях.Этот подход будет продемонстрирован в следующем разделе.

Суммарные токи Î 1 и Î 2 текущих связаны с токами DM и CM на

(1а)

(1б)

Излучение от дифференциального и синфазного излучения

Дифференциальное и синфазное излучение можно моделировать как излучение от двух диполей Герца, возбуждаемых шумовым напряжением.

Начнем с излучения DM.Рассмотрим сценарий, показанный на рисунке 3., где две линейные антенны (проводник 1 и проводник 2), расположенные вдоль оси x , переносят токи дифференциальной моды в направлении z .

Рисунок 3: Токи DM и связанные поля

Максимальное излучаемое поле направлено поперек антенны (в плоскости xy , где θ = 90 °, и в направлении z , как показано на рисунке. Обратите внимание, что поля, излучаемые обоими проводниками, имеют противоположные направления, дает небольшое общее излучаемое поле, как показано.Это полное излучаемое поле в точке наблюдения в дальнем поле может быть получено путем наложения полей, создаваемых каждой антенной.

Если рассматривать каждую антенну как линейный диполь длиной l , величина общего поля на расстоянии d от антенн будет, [2],

(2)

, где f — частота тока, переносимого антеннами.

Теперь рассмотрим сценарий, показанный на рисунке 4, где две линейные антенны несут синфазные токи.

Рисунок 4: Токи CM и связанные поля

Излучаемые поля, создаваемые обоими проводниками, имеют одинаковое направление, таким образом, усиливая друг друга, чтобы получить общее излучаемое поле, как показано. Величина полного поля на расстоянии d от антенн составляет

.

(3)

Следует отметить, что токи CM могут быть на несколько порядков меньше, чем токи DM, но излучение от них может превышать нормативные пределы.

Например, требуется всего 8 мкА тока CM, чтобы превысить предел FCC класса B в 100 мкВ / м на расстоянии 3 м, как показывают следующие расчеты.

Из уравнения. (2) мы можем вычислить выражение для тока CM через максимально допустимую напряженность поля [3].

(4)

Положив, l = 1 м, d = 3 м, f = 30 МГц, E θ = 100 мкВ⁄м, получим I C = 8 мкА.

Поэтому неудивительно, что ток CM вызывает большой интерес (или опасения) для инженеров EMC. Далее мы обсудим измерения тока DM и CM от кабелей, соединяющих SMPS.

Измерение дифференциального и синфазного тока

На рис. 5 показана испытательная установка для измерения дифференциального и синфазного токов.

Рисунок 5: Измерительная установка

Используемый датчик тока показан на Рисунке 6.

Рисунок 6: Датчик тока для измерений DM- и CM-

ИИП, используемый в этом эксперименте, представляет собой понижающий (понижающий), от 12 В до 5 В постоянного тока, коммутируемый на частоте 420 кГц.

Токи CM были измерены с помощью токового пробника, при этом провода питания и заземления были размещены внутри токового пробника, как показано на Рисунке 7.

Рисунок 7: Установка для измерения тока CM

Когда оба провода находятся внутри датчика, поля дифференциального тока (в идеале) компенсируют друг друга, и датчик тока измеряет только синфазные токи. Если быть точным, он (в идеале) измеряет удвоенное значение тока CM, то есть 2 I C .Результаты измерений показаны на Рисунке 8 и сведены в Таблицу 1. Измеренные значения представляют собой относительные значения в единицах дБмкВ.

Рисунок 8: Результаты измерения тока CM

Синфазный ток Частота (МГц) Величина (дБмкВ)
CM — A 1.095 12,47
CM — B 1,23 9,65
см — C 1. 34 13,41
CM — D 1,57 11,67
Таблица 1: Результаты измерения тока CM

Теперь давайте измерим полные токи. Суммарные токи были измерены с помощью двух различных установок: токовый зонд над заземляющим проводом и токовый зонд над силовым проводом, как показано на Рисунке 9.

Рисунок 9: Измерения полного и постоянного тока

Обратите внимание, что в этих установках мы измеряем величины полных токов Î 1 и Î 2 , определяемых уравнениями.(1a) и (1b) и показаны на рисунке 2. Как мы увидим, в этом эксперименте токи CM существуют на частотах, отличных от частот токов DM, и, таким образом, измерения полного тока можно использовать для извлечения токов DM . Вот почему мы сначала измерили токи CM.

Результаты измерений с зондом над линией заземления показаны на рисунке 10, а результаты для линии электропередачи показаны на рисунке 11. Оба результата суммированы в таблице 2. Значения измерений являются относительными значениями в единицах дБмкВ. .

Рисунок 10: Результаты измерения полного и постоянного тока — провод заземления

Рисунок 11: Результаты измерения суммарного и DM-тока — провод питания

Дифференциальный режим
Ток
Частота > Величина (дБмкВ)
Провод заземления
Величина (дБмкВ)
Провод питания
DM — E 114,8 кГц 14,94 16,95
DM — E 420.4 кГц 37,83 36,94
DM — F > 840,9 кГц 19,09 17,33
DM — G 1,261 МГц 13,65 12,51
DM — J 1,681 МГц 10,1 11,3
Таблица 2: Результаты измерения постоянного тока

Наблюдения

За исключением частоты 114. На 8 кГц токи ДМ возникают на гармониках частоты коммутации. Суммарные измерения заземления и силового провода фиксируют как токи DM, так и CM. Токи CM и DM не так предсказуемы, как токи DM. Обратите внимание, что CM-ток заземляющего провода присутствует в точке A на рисунке 10, но не присутствует на этой частоте в силовом проводе на рисунке 11. Другой ток CM на более низкой частоте, в точке K, показан на рисунке 11. , и его не было на этой частоте на рисунке 10.

Благодарность

Автор хотел бы поблагодарить Кена Явора за его комментарии и предложения, включенные в эту исправленную версию.

Список литературы
  1. Богдан Адамчик, Создание и подавление синфазного тока , In Compliance Magazine, август 2019 г.
  2. Богдан Адамчик, Основы электромагнитной совместимости с практическими приложениями , Wiley, 2017.
  3. Генри В. Отт, Разработка электромагнитной совместимости , Wiley, 2009.

Датчики дифференциального тока | VAC

Высочайшая точность для максимальной электробезопасности

Датчики дифференциального тока с замкнутым контуром и магнитным зондом, изобретенным в системе переменного тока, для высочайшей точности. Датчики дифференциального тока (DI) переменного тока охватывают дифференциальные токи от 30 мА до нескольких ампер.

Преимущества:

  • Макс. первичный ток до 200 А
  • Варианты со встроенными первичными обмотками и отверстием для первичного провода
  • Наивысшая точность обнаружения DI <1,5%
  • Диапазон частот от 0 до 10 кГц
  • Сертификат UL в соотв. согласно UL508
  • Встроенное экранирование от электромагнитных помех
  • Один источник напряжения +5 В и выход напряжения для прямого подключения к аналого-цифровым преобразователям
  • Фотоэлектрические преобразователи
  • Зарядка для электромобилей
  • Преобразователи частоты

  • Здравоохранение

Стандарты и правила

Наши датчики разработаны в соответствии с IEC 61800-5-1 «Системы электрических силовых приводов с регулируемой скоростью». Тем не менее, датчики также соответствуют многим требованиям других стандартов, таких как EN 50178 «Электронное оборудование для использования в энергетических установках» или EN 62109 «Безопасность преобразователей энергии для использования в фотоэлектрических энергосистемах». Кроме того, наши стандартные типы сертифицированы Underwriters Laboratories в соответствии с UL508, «Промышленное контрольное оборудование». Категория — NMTR2 (Компонент — силовая цепь и аппаратура, установленная на двигателе). Датчики VAC можно найти в файлах E317483 и E169721.

Валидация и типовые испытания

Все вновь созданные серии проходят всесторонние типовые испытания и валидацию.Критерии типовых испытаний описаны в наших технических паспортах под заголовками «Электрические характеристики: (проверено типовыми испытаниями)» и «Текущие испытания». Валидация включает размещение во влажном климате, переменные температуры во влажном климате, быстрые изменения температуры, повторяющиеся циклы включения / выключения, синусоидальную вибрацию, непрерывный удар, паяемость и стойкость к тепловым испытаниям припоя.

Важной функцией безопасности датчиков дифференциального тока является контроль токов утечки на землю всей системы.Такие системы состоят либо из фотоэлектрического модуля, либо двигателя в сочетании с инвертором, либо из сети в сочетании с аккумулятором. Неисправная система может стать опасной для людей или вызвать пожар, поэтому соответствующие стандарты требуют, чтобы инвертор или зарядное устройство отключалось от сети, прежде чем это может стать опасным для системы или людей.

Токи утечки являются непреднамеренными, следовательно, неконтролируемые токи замыкания на землю и могут иметь как прямые, так и переменные части, поэтому необходим контроль, чувствительный к переменному / постоянному току.Ключевым компонентом является датчик дифференциального тока VAC, измеренное значение которого передается как выходное напряжение и оценивается системой управления.

Как правило, должны использоваться защитные устройства с чувствительными к переменному / постоянному току датчиками дифференциального тока, где могут возникать плоские или пульсирующие постоянные токи, величина которых постоянно больше нуля. Другими примерами являются источники питания или источники бесперебойного питания.

Дополнительная функция: размагничивание

Датчик автоматически выполняет цикл размагничивания при каждом включении питания и будет готов к работе примерно через 150 мс.Рекомендуется периодически проводить размагничивание во время работы датчика. Это гарантирует, что любая потенциально остающаяся намагниченность компенсационного сердечника будет устранена, а точность измерения и смещение будут в оптимальном диапазоне.

Чтобы выполнить цикл размагничивания, действуйте следующим образом:

  • В REF должен быть установлен на 0 В для> 100 мкс; начало внутреннего тестирования текущее поколение
  • После сброса V REF на исходные значения начнется размагничивание.
  • Датчик выполняет цикл размагничивания 110 мс
  • В этот период на выходе устанавливается значение V OUT <0.5 В
  • После этого датчик готов к работе

Генерация тока для внутренних испытаний

Как только V REF будет установлен на 0 В, датчик тока будет генерировать тестовый ток, а на выходе появится постоянный выход V OUT = 250 мВ. Эта функция может использоваться для проверки правильности работы датчика.

Генерация внешнего тестового тока

Большинство показанных датчиков серии N4646 предлагают дополнительные подключения для внешнего генерирования тестового тока.Внутри датчика на магнитном модуле размещена отдельная обмотка, выведенная наружу. Рекомендуется подавать достаточно высокий внешний ток для проверки правильности работы и, при необходимости, предполагаемого порога отключения.

Варианты сенсора

Доступны типы со сквозным отверстием, а также со встроенными первичными проводниками для монтажа на печатной плате.Эти датчики разработаны с двумя или четырьмя проводниками для одно- и трехфазных систем.

Дополнительные функции размагничивания, сигнализации ошибок и внутреннего тестирования доступны через определенные уровни на входах и выходах V OUT и V REF .

  • Фотоэлектрические преобразователи
  • Зарядка для электромобилей
  • Преобразователи частоты

  • Здравоохранение

Стандарты и правила

Наши датчики разработаны в соответствии с IEC 61800-5-1 «Системы электрических силовых приводов с регулируемой скоростью». Тем не менее, датчики также соответствуют многим требованиям других стандартов, таких как EN 50178 «Электронное оборудование для использования в энергетических установках» или EN 62109 «Безопасность преобразователей энергии для использования в фотоэлектрических энергосистемах». Кроме того, наши стандартные типы сертифицированы Underwriters Laboratories в соответствии с UL508, «Промышленное контрольное оборудование». Категория — NMTR2 (Компонент — силовая цепь и аппаратура, установленная на двигателе). Датчики VAC можно найти в файлах E317483 и E169721.

Валидация и типовые испытания

Все вновь созданные серии проходят всесторонние типовые испытания и валидацию.Критерии типовых испытаний описаны в наших технических паспортах под заголовками «Электрические характеристики: (проверено типовыми испытаниями)» и «Текущие испытания». Валидация включает размещение во влажном климате, переменные температуры во влажном климате, быстрые изменения температуры, повторяющиеся циклы включения / выключения, синусоидальную вибрацию, непрерывный удар, паяемость и стойкость к тепловым испытаниям припоя.

Важной функцией безопасности датчиков дифференциального тока является контроль токов утечки на землю всей системы.Такие системы состоят либо из фотоэлектрического модуля, либо двигателя в сочетании с инвертором, либо из сети в сочетании с аккумулятором. Неисправная система может стать опасной для людей или вызвать пожар, поэтому соответствующие стандарты требуют, чтобы инвертор или зарядное устройство отключалось от сети, прежде чем это может стать опасным для системы или людей.

Токи утечки являются непреднамеренными, следовательно, неконтролируемые токи замыкания на землю и могут иметь как прямые, так и переменные части, поэтому необходим контроль, чувствительный к переменному / постоянному току.Ключевым компонентом является датчик дифференциального тока VAC, измеренное значение которого передается как выходное напряжение и оценивается системой управления.

Как правило, должны использоваться защитные устройства с чувствительными к переменному / постоянному току датчиками дифференциального тока, где могут возникать плоские или пульсирующие постоянные токи, величина которых постоянно больше нуля. Другими примерами являются источники питания или источники бесперебойного питания.

Дополнительная функция: размагничивание

Датчик автоматически выполняет цикл размагничивания при каждом включении питания и будет готов к работе примерно через 150 мс.Рекомендуется периодически проводить размагничивание во время работы датчика. Это гарантирует, что любая потенциально остающаяся намагниченность компенсационного сердечника будет устранена, а точность измерения и смещение будут в оптимальном диапазоне.

Чтобы выполнить цикл размагничивания, действуйте следующим образом:

  • В REF должен быть установлен на 0 В для> 100 мкс; начало внутреннего тестирования текущее поколение
  • После сброса V REF на исходные значения начнется размагничивание.
  • Датчик выполняет цикл размагничивания 110 мс
  • В этот период на выходе устанавливается значение V OUT <0.5 В
  • После этого датчик готов к работе

Генерация тока для внутренних испытаний

Как только V REF будет установлен на 0 В, датчик тока будет генерировать тестовый ток, а на выходе появится постоянный выход V OUT = 250 мВ. Эта функция может использоваться для проверки правильности работы датчика.

Генерация внешнего тестового тока

Большинство показанных датчиков серии N4646 предлагают дополнительные подключения для внешнего генерирования тестового тока.Внутри датчика на магнитном модуле размещена отдельная обмотка, выведенная наружу. Рекомендуется подавать достаточно высокий внешний ток для проверки правильности работы и, при необходимости, предполагаемого порога отключения.

Варианты сенсора

Доступны типы со сквозным отверстием, а также со встроенными первичными проводниками для монтажа на печатной плате.Эти датчики разработаны с двумя или четырьмя проводниками для одно- и трехфазных систем.

Дополнительные функции размагничивания, сигнализации ошибок и внутреннего тестирования доступны через определенные уровни на входах и выходах V OUT и V REF .

Наши стандартные датчики дифференциального тока

Конструкция первичного проводника Шина Проходное отверстие

Сброс настроек

мА) P 9058 мА)
Продукт Скачать Тип монтажа Конструкция первичного проводника Первичный проводник Внешний измерительный токовый штифт I PN , среднеквадратичное значение
[A]
I ΔN , среднеквадратичное значение

[мА] ΔP , макс.
[мА]
В C
[В]
Выходное напряжение
[В]
4646-X911 Проходное PC Открытие Н / Д Встроенный 85 300 800 5 VREF + (0.74 * IΔP / 300 мА)
4646-X921 Печатная плата Сборная шина 2 Встроенная 50 300 800 5 мА)
4646-X931 Печатная плата Сборная шина 4 Интегрированная 85 1000 1700 5 * 100019 мА 4646-X932 Печатная плата Шина НЕТ Встроенная 50 300 850 5 VREF + (0. 74 * IΔP / 300 мА)
4647-P981 Печатная плата Шина 3 Встроенная 120 1000 1700 5
4647-P980 Печатная плата Сквозное отверстие НЕТ Встроенный 120 1000 1700 5 VRE )
4645-X150 Печатная плата Сквозное отверстие НЕТ Встроенный 50 300 850 5 N / A PCB Сквозное отверстие НЕТ Встроенный 200 3000 5000 5 VREF + (1. 2 * IΔP / 3000 мА)
4647-P983 Печатная плата Сборная шина 3 Встроенная 150 1000 3000 5
4647-P984 PCB Сквозное отверстие Н / Д Встроенный 150 2000 3600 5 VRE )
4647-P985 Печатная плата Шина 3 Встроенная 200 3000 5000 5 VREF + (1.2 * IΔP / 3000 мА)

Загрузки

Мир датчиков тока переменного тока

Информация о продукте

Датчики дифференциального тока для мощных цепных фотоэлектрических инверторов

Информация о продукте

Скачать

Сопутствующие товары

Датчик DI для зарядки электромобилей

Benvac — это датчик дифференциального тока (DI), специально разработанный для зарядки электромобилей. Датчик может активировать автоматическое отключение в случае опасных электрических неисправностей (постоянного и переменного тока) в соответствии с IEC 62752 или UL2231.

benvac — датчик DI для зарядки электромобилей

Датчики тока с замкнутым контуром

Датчики тока с обратной связью с магнитным зондом, изобретенным VAC, в качестве детектора нулевого поля для высочайшей точности. Датчики тока переменного тока покрывают три порядка номинального тока между 1.5 А и 1700 А.

Датчики тока с замкнутым контуром

Устройства электробезопасности

Наши продукты делают ваши приложения и вашу жизнь безопаснее. Мы предлагаем различные материалы, штампованные детали и индуктивные компоненты, такие как датчики дифференциального тока или трансформаторы тока, чтобы помочь вам в выборе вашего решения.

Электробезопасные устройства

Свяжитесь с нами Think Global — Act Local

Дифференциальная защита от перенапряжения для усилителей считывания тока

Суровые условия — это реальность для многих электрических систем, используемых в системах управления двигателем или электромагнитных клапанов. Электроника, управляющая двигателями и соленоидами, по необходимости, находится в непосредственной близости от высоких токов и напряжений, используемых для создания физического движения, необходимого для конечного приложения. В дополнение к близости эти системы часто обслуживаются (например, можно нанять техника для замены платы контроллера на соленоид посудомоечной машины), что оставляет возможность непреднамеренных ошибок подключения. Близость к высоким токам и напряжению в сочетании с возможностью неправильного подключения требуют разработки, включающей защиту от перенапряжения.

Для создания эффективных и безопасных систем прецизионные усилители с датчиком тока контролируют токи в этих приложениях. Цепи прецизионных усилителей должны быть спроектированы с учетом условий перенапряжения, но эти схемы защиты могут повлиять на точность усилителя.

При правильном проектировании схемы, анализе и проверке можно найти компромисс между защитой и точностью. В этой статье обсуждаются две общие схемы защиты и то, как реализация этих схем влияет на точность усилителей считывания тока.

Усилители считывания тока

Большинство усилителей считывания тока способны работать с высокими синфазными напряжениями (CMV), но не с высокими дифференциальными входными напряжениями. В определенных приложениях бывают случаи, когда дифференциальное входное напряжение на шунте превышает указанное максимальное напряжение усилителя. Это обычное явление в промышленных и автомобильных системах управления соленоидами (рис. 1), где могут возникнуть неисправные состояния, вызванные короткими замыканиями, в результате чего усилитель считывания тока подвергается воздействию высокого дифференциального входного напряжения, которое может достигать того же потенциала, что и аккумулятор.Это дифференциальное перенапряжение может вызвать повреждение усилителя, особенно при отсутствии схемы защиты.

Рис. 1. Измерение тока на стороне высокого давления в приложении управления соленоидом.

Схема защиты от перенапряжения

На рис. 2 показано базовое подключение для защиты от перенапряжения усилителя считывания тока. Когда дифференциальное входное напряжение превышает максимальное номинальное значение для данного усилителя, усилитель может начать пропускать ток через внутренние защитные диоды.Дополнительные последовательные резисторы R1 и R2 предотвращают протекание большого тока к внутренним защитным диодам, если между входными контактами присутствует большой сигнал дифференциального напряжения.

Рисунок 2. Базовая схема защиты от перенапряжения.

Максимальное номинальное напряжение и максимальный входной ток, допустимый для схемы защиты, варьируются от устройства к устройству. Как правило, ограничивайте ток, проходящий через внутренние диоды дифференциальной защиты, до 3 мА, если нет спецификации, указывающей на то, что более высокое значение приемлемо.Учитывая это значение, рассчитайте значения R1 и R2, используя следующее уравнение:

где: VIN_MAX — ожидаемое максимальное дифференциальное напряжение. VRATED_MAX — максимальное номинальное напряжение (0,7 В). R — полное последовательное сопротивление (R1 + R2).

Например, если ожидаемое максимальное переходное входное напряжение составляет 10 В, уравнение будет

.

Если R = 3,1 кОм, то согласно уравнению 1 R1 и R2 = 1,55 кОм.

Эти значения для R1 и R2 значительны по сравнению с входным сопротивлением некоторых усилителей и могут вносить большую ошибку в общую производительность системы.

Одним из способов уменьшить значение R1 и R2 является добавление внешних защитных диодов с более высокими токами на входных контактах, как показано на рисунке 3.

Рисунок 3. Схема защиты от перенапряжения с внешними входными диодами дифференциальной защиты.

Например, при использовании диода Шоттки Digi-Key B0520LW-7-F, который может выдерживать прямой ток до 500 мА, значение R уменьшается до 20 Ом.

Компромиссы в производительности системы

Добавление последовательных резисторов на вход усилителя может ухудшить некоторые рабочие параметры. В некоторых усилителях R1 и R2 включены последовательно с внутренними прецизионными резисторами. В других усилителях токи смещения работают с резисторами, создавая напряжения смещения. Скорее всего, будут затронуты такие параметры, как ошибка усиления, коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR) и напряжение смещения.

Чтобы изучить возможное влияние последовательного сопротивления, были проведены измерения двух усилителей считывания тока, оснащенных защитными резисторами на входных контактах. Схема тестирования, используемая для оценки ошибки усиления, CMRR и напряжения смещения, показана на рисунке 4.В этой установке используется источник питания Agilent E3631A для подачи одиночного источника питания 5 В к устройству, прецизионный источник постоянного тока Yokogawa GS200 для сигнала дифференциального входного напряжения, HAMEG HMP4030 для установки CMV и прецизионный мультиметр Agilent 3458A для измерения выходное напряжение усилителей считывания тока.

Рис. 4. Испытательная установка для оценки ошибки усиления, CMRR и напряжения смещения.

И AD8210, и AD8418 были оценены для измерения влияния дополнительных последовательных резисторов на ошибку усиления, CMRR и параметры напряжения смещения устройств.

Ошибка усиления

Когда последовательные резисторы включены последовательно со входом усилителя, они образуют резисторный делитель с дифференциальным входным сопротивлением усилителя. Резисторный делитель вносит ослабление, которое проявляется на уровне схемы как дополнительная ошибка усиления. Дополнительная ошибка усиления будет больше для усилителей с меньшим дифференциальным входным сопротивлением.

Таблица 1 показывает вычисленную дополнительную ошибку усиления и фактическую ошибку усиления AD8210.AD8418 также был протестирован со схемой защиты и без нее. В таблице 2 показаны вычисленная дополнительная ошибка усиления и фактическая ошибка усиления усилителя.

Таблица 1. Ошибка усиления AD8210
R1 (Ом) R2 (Ом) Дополнительная
Ошибка усиления (%)
Фактическое усиление
(В / В)
Фактическое усиление
Ошибка (%)
0 0 0 19.9781 –0,1095
10,2 10,2 0,497 19,88089 –0,59705
Таблица 2. Ошибка усиления AD8418
R1 (Ом) R2 (Ом) Дополнительная
Ошибка усиления (%)
Фактическое усиление
(В / В)
Фактическое усиление
Ошибка (%)
0 0 0 19. 99815 –0,00925
10,2 10,2 0,013 19,9955 –0,0225

По результатам измерений ошибка усиления AD8418 сдвигается на 0,013%, а AD8210 — на 0,497%. Входные сопротивления AD8418 и AD8210 составляют 150 кОм и 2 кОм, соответственно, из чего следует, что ошибка, вносимая в AD8418, будет меньше, чем в AD8210.

Коэффициент подавления синфазного сигнала

Поскольку усилители считывания тока обычно подвергаются воздействию сред с высоким CMV, CMRR является одной из наиболее важных спецификаций. CMRR оценивает способность устройства отклонять высокие CMV и достигать оптимальной точности и производительности. Он относится к измерению изменения выходного напряжения, когда на две входные клеммы усилителя подается одинаковое напряжение. CMRR определяется как отношение дифференциального усиления к синфазному усилению и обычно указывается в децибелах.

Используйте следующее уравнение, чтобы найти значения CMRR для обоих усилителей:

где: A DM — дифференциальное усиление AD8210 и AD8418 (A DM = 20). CM — это синфазное усиление, ΔV OUT / ΔV CM .

Когда последовательные резисторы включены последовательно с входом усилителя, несоответствие последовательных резисторов добавляется к любому несовпадению внутренних резисторов, что влияет на CMRR.

Результаты измерения CMRR для усилителей считывания тока AD8210 и AD8418 показаны в Таблице 3 и Таблице 4, соответственно.

Таблица 3. Характеристики CMRR AD8210 при приросте 20
R1 (Ом) R2 (Ом) CMV = 0 В
и 4 В (дБ)
CMV = 4 В
и 6 В (дБ)
CMV = 4 В
и 65 В (дБ)
CMV = 6 В
и 65 В (дБ)
0 0 –92. 77 –104,96 –121,49 –123,35
10,2 10,2 –94,37 –107,99 –121,86 –123,10
Таблица 4. Характеристики CMRR AD8418 при усилении 20
R1 (Ом) R2 (Ом) CMV = 0 В
и 35 В (дБ)
CMV = 35 В
и 70 В (дБ)
CMV = 0 В
и 70 В (дБ)
0 0 –127.72 –123,72 –138,39
10,2 10,2 –88,89 –104,35 –93,05

Результаты показывают, что влияние дополнительных внешних последовательных резисторов заключается в уменьшении CMRR AD8418 и меньшем влиянии на CMRR AD8210. AD8418 перешел на уровень 89 дБ, а AD8210 остался почти без изменений на уровне 94 дБ.Синфазный импеданс обоих усилителей относительно высок для устройств с фиксированным усилением с AD8418 и AD8210 при 750 кОм и 5 МОм соответственно.

Напряжение смещения

Когда токи смещения проходят через внешние резисторы, они создают напряжение ошибки последовательно с внутренним напряжением смещения устройства. Чтобы вычислить эту дополнительную ошибку напряжения смещения, умножьте входной ток смещения (I OS ), который представляет собой разницу между двумя входными токами смещения, на внешний импеданс, присутствующий на входных контактах, как показано в следующем уравнении:

где: I OS — входной ток смещения.R — дополнительный внешний импеданс.

Увеличение напряжения смещения на основе измерений усилителей считывания тока AD8210 и AD8418 показано в Таблице 5 и Таблице 6 соответственно.

Таблица 5. Дополнительное напряжение смещения AD8210 из-за входа Смещение тока и внешнего импеданса
R1 (Ом) R2 (Ом) В ВЫХ (мВ) Дополнительное смещение
Напряжение (RTI) (мкВ)
0 0 5.598 0
10,2 10,2 5,938 17
Таблица 6. Дополнительное напряжение смещения AD8418 на входе Смещение тока и внешнего импеданса
R1 (Ом) R2 (Ом) В ВЫХ (мВ) Дополнительное смещение
Напряжение (RTI) (мВ)
0 0 –0.91 0
10,2 10,2 26,09 1,3

Результаты показывают, что увеличение напряжения смещения в AD8418 больше, чем увеличение напряжения смещения в AD8210. Это вызвано входным током смещения AD8418, который составляет около 100 мкА.

Любые дополнительные импедансы, последовательно соединенные с входными контактами (вместе) в сочетании с входным током смещения, создают дополнительную ошибку напряжения смещения.

Заключение

Установка дополнительных последовательных резисторов на входных контактах — простой способ защитить усилитель считывания тока от условий перенапряжения. Влияние на показатели производительности, такие как погрешность усиления, CMRR и напряжение смещения, можно измерить и напрямую связать с величиной внешних резисторов и типом используемого усилителя считывания тока. При правильном проектировании схема улучшает номинальные значения дифференциального входного напряжения приложения с небольшим увеличением количества компонентов и минимальным влиянием на точность.

Для получения дополнительной информации о защите от перенапряжения для надежных усилителей см. Статью Analog Dialogue «Надежные усилители обеспечивают интегрированную защиту от перенапряжения».

использованная литература

B0520LW Технический паспорт. Diodes Incorporated.

Дифференциальное реле | Реле дифференциального тока

Дифференциальное реле:

Работа большинства реле, которые обсуждались до сих пор, основывалась на превышении тока.Такие реле менее чувствительны, потому что они не могут правильно различать состояния большой нагрузки и состояния незначительной неисправности. Чтобы преодолеть эту трудность, используются дифференциальные реле.

Дифференциальное реле — это реле, которое срабатывает, когда разность фаз двух или более одинаковых электрических величин превышает предварительно определенное значение.

Таким образом, дифференциальное реле тока — это реле, которое сравнивает ток, входящий в секцию системы, с током, выходящим из секции.В нормальных условиях эксплуатации два тока равны, но как только возникает неисправность, это условие больше не применяется. Разница между входящим и выходящим токами проходит через рабочую катушку реле. Если этот дифференциальный ток равен или превышает значение срабатывания, реле сработает и откроет автоматический выключатель, чтобы изолировать неисправную секцию.

Можно отметить, что практически любой тип реле при определенном подключении можно заставить работать как дифференциальное реле.Другими словами, это не столько конструкция реле, сколько способ его включения в цепь, которая делает его дифференциальным реле. Существуют две основные системы дифференциальной или сбалансированной защиты, а именно.

  1. Защита текущего баланса
  2. Защита от баланса напряжения

Реле дифференциального тока:

На рис. 21.23 показано устройство реле максимального тока, подключенного для работы в качестве дифференциального реле.Пара идентичных трансформаторов тока установлена ​​на обоих концах защищаемой секции (в данном случае обмотка генератора). Вторичные обмотки трансформаторов тока соединены последовательно таким образом, что они несут наведенные токи в одном направлении. Рабочая катушка реле максимального тока подключена ко вторичной цепи ТТ. Это дифференциальное реле сравнивает ток на двух концах обмотки генератора.

При нормальных условиях эксплуатации предположим, что обмотка генератора переменного тока пропускает нормальный ток 1000 А.Тогда токи в двух вторичных обмотках трансформаторов тока равны (см. Рис. 21.23). Эти токи будут просто циркулировать между двумя трансформаторами тока, и через дифференциальное реле ток не будет протекать. Следовательно, реле остается в нерабочем состоянии. Если в обмотке генератора возникает замыкание на землю, как показано на рис. 21.24 (i), два вторичных тока не будут равны, и ток протекает через рабочую катушку реле, вызывая срабатывание реле. Величина тока, протекающего через реле, будет зависеть от способа подачи сигнала повреждения.

(i) Если некоторый ток (в данном случае 500 А) течет с одной стороны, а больший ток (2000 А) поступает с другой стороны, как показано на рис. 21.24 (i), то разница вторичных токов ТТ, т.е. Через реле будет протекать 10-2 5 = 7,5 А.

(ii) Если ток течет к месту повреждения с обеих сторон, как показано на рис. 21.24 (ii), то сумма вторичных токов ТТ, т.е. 10 + 5 = 15 А, будет проходить через реле.

Недостатки дифференциального реле тока:
  • Импеданс управляющих кабелей обычно вызывает небольшую разницу между токами на двух концах защищаемой секции.Если реле очень чувствительно, то небольшой дифференциальный ток, протекающий через реле, может заставить его работать даже при отсутствии неисправности.
  • Емкость пилотного кабеля вызывает некорректную работу реле при большом сквозном токе
  • Точное согласование трансформаторов тока не может быть достигнуто из-за полного сопротивления цепи управления.

Перечисленные выше недостатки в значительной степени преодолены в реле смещения луча.

Реле смещенного луча:

Реле смещения пучка (также называемое дифференциальным реле с процентным соотношением ) предназначено для реагирования на дифференциальный ток с точки зрения его относительного отношения к току, протекающему через защищаемую секцию. На рис. 21.25 схематично показано устройство реле смещения пучка. По сути, это реле максимального тока со сбалансированной балкой с дополнительной сдерживающей катушкой. Ограничивающая катушка создает силу смещения в направлении, противоположном действующей силе.

В условиях нормальной и сквозной нагрузки сила смещения из-за удерживающей катушки больше рабочей силы. Следовательно, реле остается в нерабочем состоянии. Когда происходит внутреннее повреждение, рабочая сила превышает силу смещения.Следовательно, размыкающие контакты замыкаются, чтобы размыкать автоматический выключатель. Силу смещения можно регулировать, изменяя количество витков ограничительной катушки.

Эквивалентная схема реле смещенного луча показана на рис. 21.26. Дифференциальный ток в рабочей катушке пропорционален i 2 — i 1 , а эквивалентный ток в ограничительной катушке пропорционален (i 1 + i 2 ) / 2, поскольку рабочая катушка подключена к средняя точка удерживающей катушки. Понятно, что чем больше ток, протекающий через ограничительную катушку, тем большее значение тока требуется в рабочей обмотке для отключения реле. Таким образом, при большой нагрузке для работы требуется больший дифференциальный ток через рабочую катушку реле, чем в условиях легкой нагрузки. Это реле называется Процентное реле , потому что рабочий ток, необходимый для отключения, может быть выражен в процентах от тока нагрузки.

Реле дифференциального баланса напряжения:

Рис.21.27 показано устройство защиты от баланса напряжений. В этой схеме защиты два одинаковых трансформатора тока подключаются к каждому концу защищаемого элемента (например, обмотки генератора) с помощью управляющих проводов. Вторичные обмотки трансформаторов тока соединены последовательно с реле таким образом, что в нормальных условиях их наведенные ЭДС находятся в противофазе.

В нормальных условиях одинаковые токи I I = I 2 ) протекают в обеих первичных обмотках. Следовательно, вторичные напряжения двух трансформаторов уравновешены друг с другом, и ток не будет течь через рабочую катушку реле. Когда в защищенной зоне происходит короткое замыкание, токи в двух первичных обмотках будут отличаться друг от друга (т. Е. I 1 I 2 ), и их вторичные напряжения больше не будут сбалансированы. Эта разница напряжений вызовет прохождение тока через рабочую катушку реле, замыкающего цепь отключения.

Недостатки дифференциального реле баланса напряжения:

Система балансировки напряжений имеет следующие недостатки:

  • Сужение многозазорного трансформатора требуется для достижения точного баланса между парами трансформаторов тока.
  • Система подходит для защиты кабелей относительно небольшой длины из-за емкости управляющих проводов. На длинных кабелях зарядный ток может быть достаточным для работы реле, даже если достигается идеальный баланс трансформаторов тока.

Вышеуказанные недостатки устранены в (модифицированной) системе симметричного напряжения Translay.

Расчет уставки срабатывания дифференциального тока

»PAC Basics

Многие ресурсы в области защиты энергосистем предлагают дифференциальный ток срабатывания 0.От 2 до 0,3 настройки TAP. Однако расчет за этой рекомендацией довольно запутанный.

Хороший ресурс, представленный в руководстве по эксплуатации SEL-387A, обеспечивает простой расчет дифференциального тока срабатывания. Этот подход, в частности, основан на ошибках ТТ и изменении отношения напряжений устройства РПН нагрузки силового трансформатора.

Рекомендации по расчетам

Пусть e будет погрешностью трансформатора тока, равной ± 3%; a — изменение отношения напряжений, равное ± 10%.В единичных количествах,

Возвращаясь к предыдущему обсуждению дифференциальной защиты трансформатора, величина срабатывания рассчитывается с использованием

.

Важно отметить, что для дифференциальных реле SEL срабатывание дифференциального тока называется величиной срабатывания. Эти термины используются в статье как синонимы.

В условиях сквозного повреждения входные и выходные токи трансформатора должны быть равны и не совпадают по фазе на 180 °, таким образом,

Теоретический дифференциальный ток наихудшего случая возникает, когда входной ток измеряется с максимальной положительной ошибкой ТТ, то есть

Выходной ток, с другой стороны, измеряется с максимальной отрицательной ошибкой ТТ в дополнение к смещению тока из-за максимального отклонения устройства РПН.

С учетом этих соображений настройку датчика дифференциального тока можно упростить до

.

В расчете на единицу тока сквозного замыкания уставка срабатывания дифференциального тока может быть рассчитана с использованием

.

Используя то же уравнение, с e = 0,10

Дифференциальный датчик тока для реле SEL-387A может быть установлен от 0,1 до 1,0. SEL рекомендует значение 0,3. В любом случае очень важно отметить, что выбор настройки должен быть минимальным для повышения чувствительности, но достаточно высоким, чтобы избежать неправильных действий.

Что вы думаете? Поделитесь своими мыслями в разделе комментариев ниже.

Артикул:

SEL-387A Инструкция по эксплуатации. Доступно на https://selinc.com

Как это:

Нравится Загрузка …

Измерение дифференциального тока с полосой пропускания 1 МГц ACS733

Измерение дифференциального тока с полосой пропускания 1 МГц ACS733

Максвелл МакНалли, Allegro MicroSystems, LLC

Скачать PDF версию

Абстрактные

В этом примечании к применению описывается использование новой интегральной схемы (ИС) датчика Холла ACS733 с высокой пропускной способностью с высокой степенью изоляции от Allegro MicroSystems и дается обзор ее характеристик и преимуществ по сравнению с решением для измерения тока с помощью высокоскоростного трансформатора тока (ТТ).

Введение

ACS733 — первая ИС датчика тока Холла с полосой пропускания 1 МГц с изоляцией от Allegro на 3600 В, RMS, . Датчик предоставляет пользователям точное и недорогое решение для изолированного измерения тока с высокой пропускной способностью и малым форм-фактором. Широкая полоса пропускания устройства достигается за счет высокоскоростного тракта аналогового сигнала, в котором используется дифференциальное зондирование для обеспечения устойчивости к мешающим синфазным магнитным полям. На рисунке 1 ниже показана распиновка устройства.ИС упакована в широкоформатный 16-контактный LA корпус SOIC. Контакты с 1 по 8 части зарезервированы для токового входа, четыре контакта для положительной и отрицательной клемм. Все эти контакты внутри соединены медной рамкой с низким сопротивлением для улучшения тепловых характеристик.

Контакты с 9 по 16 ACS733 — это контакты выходного сигнала. VCC и GND предназначены для питания устройства, а VIOUT — это аналоговый выход, представляющий измеренный уровень тока на шине IP. На выводе FAULT высокий уровень, когда обнаруживаются низкие значения тока, но он будет сброшен на низкий уровень, если обнаружены токи выше определенного порога.Этот уровень устанавливается на выводе VOC с уровнем деления напряжения в процентах от VCC, что соответствует проценту от максимального номинального тока устройства. Вывод PROGRAM используется для заводской калибровки и должен быть заземлен для обеспечения наилучших характеристик ESD в приложении.

Рисунок 1: Распиновка ACS733 в 16-контактном корпусе SOICW LA Блок-схема на рисунке 2 показывает внутреннюю блок-схему устройства. Датчик температуры позволяет Allegro точно настраивать выходное напряжение при нулевой силе тока и чувствительность (усиление пути прохождения сигнала) в зависимости от температуры.IC сохраняет значения температурной компенсации в EEPROM, что обеспечивает стабильный или высокоточный выходной сигнал во всем диапазоне рабочих температур устройства. Рисунок 2: Функциональная блок-схема

Дифференциальное зондирование

Технологии измерения тока, измерения которых зависят от магнитного поля, могут быть повреждены внешними магнитными полями. Используя две пластины Холла, измеряющие противоположные полярности поля, создаваемого входным током, ACS733 может подавлять синфазные поля.Это позволяет использовать деталь рядом с другими трассами тока. ACS733 имеет подавление синфазного поля примерно -40 дБ для однородного и постоянного поля. Дополнительные сведения о дифференциальном измерении см. В примечании к применению «Подавление синфазного поля в ИС датчиков тока на эффекте Холла без сердечника».

Подавление синфазного поля ACS733 является преимуществом перед трансформатором тока, поскольку сердечник трансформатора тока может насыщаться в присутствии внешнего магнитного поля и изменять рабочие характеристики устройства.

Шум и чувствительность

ACS733 имеет типичную плотность шума 80 мкА / √Гц. Во всей полосе пропускания в 1 МГц это становится приведенным к входу общим шумом в 100 миллисекунд. При разной чувствительности эта погрешность силы тока будет проявляться на выходе как разные уровни погрешности в мВ, но это указывает на то, что деталь имеет эффективное разрешение 100 мА. В таблице 1 ниже сравнивается погрешность выходного сигнала в мВ для предлагаемой в настоящее время чувствительности ACS733. Однако этот шум можно уменьшить, уменьшив эффективную полосу пропускания устройства либо с помощью передискретизации и усреднения, либо путем фильтрации выходного сигнала с помощью RC-фильтра.

Таблица 1: Чувствительность и результирующий шум в мВ

Деталь Чувствительность
(мВ / А)
Плотность шума
(мкА / √Гц)
Разрешение
(мА)
Ошибка
(мВ)
733-20AB 66 80 100 6.6
733-40AU 4,4
733-40AB 33 3,3
733-65AB 20 2,0 ​​

Работа с высокой пропускной способностью и малым временем отклика

ACS733 имеет высокую рабочую полосу пропускания 1 МГц. Высокоскоростной тракт аналогового сигнала устройства обеспечивает самое быстрое время отклика среди всех полностью интегрированных ИС датчика тока Allegro.Типичное время отклика на ступенчатый вход составляет <800 нс на выходе, а типичное время отклика на выходе неисправности - <600 нс. На рисунке 3 показано, как ACS733 реагирует на скачок тока по сравнению с откликом типичного трансформатора тока (ТТ). Оба очень быстро реагируют на входной шаг 1 мкс.

Рисунок 3: Сравнение ступенчатой ​​характеристики CT и ACS733

Устанавливаемое пользователем обнаружение сбоев при перегрузке по току

Дополнительной особенностью ACS733 является настраиваемый пользователем выход неисправности NMOS с открытым стоком при перегрузке по току.Это позволяет еще быстрее сообщать о событиях перегрузки по току или короткого замыкания. Этот вывод будет обнаруживать события перегрузки по току быстрее, чем преобразование аналогового выходного сигнала АЦП. Уровень неисправности ACS733 может быть установлен на любой уровень от 50% максимального первичного тока считывания (I PR (MAX) ) до 200% I PR (MAX) с использованием простого резистора. делитель на выводе VOC. Это дает заказчику простой способ установить уровень перегрузки по току для своего конкретного применения.

Резисторный делитель на выводе VOC настроен на уровни 10% от VCC, чтобы установить уровень неисправности на 50% от I PR (MAX ), и уровень напряжения 40% от VCC, чтобы установить уровень неисправности на 200. % от I PR (MAX) .В таблице 2 ниже показаны эти расчеты для ACS733 на четырех различных уровнях отказа. Уравнение 1 показывает расчет процента VCC для любого желаемого уровня неисправности.

VOC процентов = неисправность процентов × 0,2 (1)

Таблица 2: Примеры уровня неисправности и делителя напряжения

Питание
Напряжение (В)
VOC
(% VCC)
ЛОС
(В)
Уровень ошибки
(% IPR (MAX))
Резисторы
(кОм)
3. 3
10 0,33 50 9/1
20 0,66 100 8/2
30 0,99 150 7/3
40 1,32 200 6/4

Сигнал неисправности высокий, если неисправность не обнаружена.Когда происходит событие перегрузки по току, выход NMOS с открытым стоком устанавливает низкий уровень на выходе вывода FAULT. На рисунке 4 ниже показана функция выхода неисправности в ответ на ступенчатый токовый вход. Поскольку устройство имеет выход NMOS с открытым стоком, для многофазных систем они могут быть логически связаны с одним выводом цифрового ввода / вывода контроллера с прерыванием по одной неисправности.

Рисунок 4: Обнаружение сбоя при перегрузке по току ACS733

Компактный форм-фактор

Трансформатор тока громоздкий, для измерения тока требуется смещенный сердечник с обмотками и резистивная нагрузка.ACS733 — это полностью интегрированное сенсорное решение в стандартном корпусе SOIC16W для поверхностного монтажа, которое занимает минимальную площадь печатной платы (PCB). На рисунке 5 ниже показан размер ACS733 по сравнению с двумя трансформаторами тока. При попытке минимизировать размер системы возможность проводить текущую трассировку на плате до той части, которая установлена ​​на печатной плате, дает значительное преимущество в экономии места.

Рисунок 5: Сравнение размеров ACS733 и трансформаторов тока

Изоляция высокого напряжения

Несмотря на небольшой размер, запатентованная технология корпуса обеспечивает изоляцию высокого напряжения.Сильноточные контакты изолированы от сигнальных контактов низкого напряжения, потому что нужно воспринимать только магнитное поле. ACS733 в SOIC16W (корпус LA) сертифицирован на 3600 VRMS в соответствии с UL 60950-1 (издание 2).

Заключение

ACS733 имеет ряд функций, которые обеспечивают значительные преимущества, когда требуются высокая скорость и измерение тока изоляции высокого напряжения. Корпус LA SOICW представляет собой решение для поверхностного монтажа, которое легко интегрируется и уменьшает площадь печатной платы по сравнению с громоздким трансформатором тока.Широкофюзеляжный корпус SOIC16 ACS733 обеспечивает изоляцию 3600 VRMS от токопроводящей дорожки до сигнальных контактов. Микросхема датчика оптимизирована для диапазона рабочих температур на заводе Allegro и обеспечивает выход NMOS FAULT с открытым стоком для быстрого цифрового выхода при возникновении перегрузки по току и короткого замыкания. Эта полностью интегрированная сенсорная технология действительно представляет собой решение «система на кристалле», совместимое с автомобильными и промышленными приложениями, что упрощает инженерам возможность проектирования в своих приложениях.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *