熔断器和断路器为机器提供可靠的电路保护,而新的电子电路保护器提供更先进的功能。
凯文Kakascik
AutomationDirect
电路保护对机器设计是至关重要的,尽管它可能不是人们最关心的。对于自动化机械,控制器和驱动器通常采用低电压和低电流供电,必须小心保护,以保持可靠的运行。
任何中断或失败都会导致不受欢迎的行为,因此设计师必须仔细地遵循电气规范和设计实践以获得最佳结果。电气导体需要保护,以防止破坏性的过流和短路条件。根据美国国家电气规范(NEC),最常用的方法是安装过流保护装置(ocpd),如传统的保险丝和断路器。一个更新和更先进的选择是电子断路器(ECB),它可以是一个很好的选择,以提高安全性和正常运行时间。
功率控制基础知识
工业设备和输入/输出信号通常在24伏直流电和相对较小的电流下工作。大多数连接具有较低的涌流,除非它们与螺线管或电机相连接。
因为北美的控制设备通常由120伏交流电提供,控制面板通常设计电源转换成24伏交流电。这些电源属于馈线和支路保护的下游,所以只需要补充保护。
附加保护设计用于保护灵敏小电流PLC输出、灵敏电子器件和电源等设备。保护导线免受过流通常不是辅助保护的目标,因为导线的额定电流通常比电路在无故障状态下所能承载的电流大得多。最常见的控制电路保护形式是熔断器和断路器。
融合保护
熔断器有多种形式和额定电流,但在北美今天的控制电路中,通常可以看到小的5 × 20毫米玻璃熔断器安装在熔断器座端子座上。引信以其快速反应、有效和低成本而闻名。它是直接指定小玻璃保险丝的控制电路,他们可在许多不同的安培额定值和行程类别。
那么,当有保险丝保护的控制电路发生过流或短路时,会发生什么呢?保险丝烧断了,也就是说里面的导电元件蒸发了所以电路被打开了,而下游电路失去了能量。
你怎么知道是哪个保险丝?如果你的控制柜里有几十或几百个保险丝怎么办?经过授权的技术人员可以研究图纸并使用测试仪表。一种更方便的选择是设计带有指示灯保险丝座的面板,使用led来识别熔断的保险丝,尽管这会增加成本。另一种选择是将每个保险丝的负载侧连接到PLC输入端进行监控,但这在设计、布线、PLC资源和外壳空间方面非常昂贵。
一旦维修技术人员发现并拆除了熔断器,最佳做法是检查已拆除的熔断器额定值,与设计文件进行比较,并找到替换品。这些都是小部件,很容易丢失或放在错误的地方,在某些情况下,保险丝损坏到难以识别的程度。如果在备件存储中没有确切的替换,或者技术人员安装了不同额定的保险丝,会发生什么?
熔断器也可能因振动引起的干扰绊倒而过早失效,因此应避免在这些类型的应用中使用熔断器。因为熔断器已经存在很长时间了,找到精确或功能相同的替换熔断器、支架和其他相关配件几乎总是可能的。
断路器保护
另一种行之有效的控制电路保护方法是使用符合NEC中明确规定要求的断路器。有一种特殊的“补充ocpd”类别,用于提供有限程度的保护,通常在设备内部。通常这些不是技术上的断路器,但它们的外观和行为都与断路器类似,尽管它们只适用于适当保护的馈线和分支电路下游的特定应用。
补充ocpd,或补充保护器,通常具有UL 1077额定值,仅用于补充电路,如控制电路。在辅助电路上使用微型断路器是可以接受的,但电路断路器比辅助保护器更昂贵。断路器和辅助保护器可提供多种不同的额定电流和跳闸曲线,以及单极、双极和三极配置。
断路器和辅助保护器的明显优点是,如果它们跳闸(断开下游电路),它们可以方便地重新投入使用,而不需要更换。在高振动环境中,断路器和辅助保护器也比保险丝表现得更好,所以它们是存在大量振动的机械和设备的更好选择。
然而,这些设备有时会出现故障,需要更换。再次,技术人员将需要审查评级,然后检查内部或分销商库存。一些断路器和辅助保护器使用特定尺寸的附件,如母线,如果兼容的部件不再生产,这可能会使未来的扩展成为一个头痛。断路器和辅助断路器通常直接安装在DIN导轨上的控制面板上,或夹在特殊的端子块底座上,但一个缺点是它们通常比简单的保险丝座占用更多的空间。
ECBs:现代的OCPD选择
在使用标准保险丝和辅助保护器几十年之后,今天的设计师们有了另一种选择。考虑一个可重复使用的断路器或辅助断路器的设备。增加远程监控、重置、开启或关闭功能,并配置可调脱扣电流。包装它比断路器或辅助保护器更有效地利用空间。由此产生的设备是一个电子断路器(ECB)。
ECBs是一种快速作用的辅助电路保护方法,即使电缆运行时间很长,导体截面很小,它也能精确、快速、反复地切断电源,以应对过流和短路事件。它们是辅助电路保护的合理选择,特别适合与控制电路常用的开关电源配合使用。它们的灵活性也可以减少对备件库存的需求。
ECBs通过电子监测负载电流来保护辅助电路。它们可以快速识别过载和短路,允许短暂的电流峰值,但在较长时间的过载期间关闭。经过一段热等待期后,输出可以像断路器一样在本地接通,也可以通过控制信号远程接通。
ecb有很多不同的配置。单通道模型大致是一个标准的IEC端子块大小,并配有固定或可调额定电流。例如,可能有一种电流额定值为1、2、4、6和8 a的型号,以及可调范围的型号,可以设置在1-8 a的任何地方。
可以使用多个通道模型,通常提供2到8个通道,这些模型提供了更大的灵活性和节省空间。这种类型的ecb采用一个电源,分配到2到8个通道。这些通道可以有可调的电流设置范围从0.5到10 A取决于模型,每个通道都是单独保护。如果一个通道被绊倒,其他通道将保持适当的操作,和内部的欧洲央行电路的设计,以防止反馈到其他通道。
NEC包含了低功耗“2级”电路的特殊规定,允许设计师使用非ul列表设备和更经济的布线方法。特别值得注意的是,ecb符合NEC Class 2标准,每通道3.8 a的固定电流设置和有源电流限制。这允许工程师或设计师使用不被评为NEC 2级的标准(和更大)电源,并创建2级电路。
ECBs通常有LED状态灯显示每个通道的上电、下电和跳闸状态。ECB还可以使用通信协议或脉冲计数方法向PLC提供状态信号,以便在通道跳闸时提供反馈。ECB可以接受PLC的脉冲序列来远程重置、打开和关闭每个通道。
AutomationDirect
www.automationdirect.com
了下:运动控制技巧