Ako nepretržite monitorovať bezporuchovosť zariadení?

 

 

Už v predošlých článkoch bol predstavený systém monitorovania reziduálnych prúdov RCM, RCMA a RCMS. Firma Bender teraz prichádza s novinkou monitorovania unika­júcich prúdov. Ide o zariadenie RCMB100, konštruované na doske plošného spoja (DPS), so vstavaným meracím transformátorom (MT), ktoré je vhodné pre rôzne typy použi­tia. Detailné informácie o tejto meracej karte Vám poskytnú nasledujúce riadky.

 

Na úvod si pripomeňme základný prin­cíp prúdového chrániča. Meracím transfor­mátorom sú prevlečené všetky vodiče okrem ochranného vodiča PE. Vektorový súčet prú­dov vo vodičoch prechádzajúcich meracím transformátorom možno v bezporuchovom stave považovať za nulový. Pokiaľ sa v moni­torovom zariadení vyskytne porucha, vzniká reziduálny prúd, ktorý preteká ochranným PE vodičom. Vektorový súčet prúdov pretekajú­cich meracím transformátorom je v porucho­vom stave skrátený práve o hodnotu reziduál­neho prúdu tečúceho PE vodičom. Vektorový súčet je nenulový, a v prípade, že dosiahne hranicu prahovej hodnoty, je vyhodnotený napr. v prípade prúdových chráničov vybave­ním prúdového chrániča a odpojením monito­rovaného zariadenia. A tu narážame na prvú veľkú nevýhodu prúdových chráničov. Pri poruche sa odpojí monitorované zariadenie a tým sú prerušené jeho funkcie. Vo väčšine priemyselných aplikácií je tento stav neprija­teľný. Snahou je danú poruchu včas predvídať, a tým sa vyhnúť kritickému stavu naplánova­nou odstávkou zariadenia a údržbou.

 

Uvedenú funkciu spĺňajú už spomínané zariadenia na monitorovanie unikajúcich prúdov, ktoré dokážu zabezpečiť nepretržité monitorovanie a užívateľovi poskytujú 24 hodín informáciu o stave monitorované­ho zariadenia. Meracia karta RCMB100 je vybavená meracím transformátorom s prie­merom 15 mm. Dve jadrá transformátora zabezpečujú citlivosť ako na striedavé rezi­duálne prúdy tak na pulzujúce a vyhladené jednosmerné prúdy. Tie sú merané v rozsa­hu 0 až 100 mA v spektre frekvencií 0 až 500 Hz. Ide teda o TRMS meranie rezidu­álnych prúdov. Nameraný reziduálny prúd je lineárne prevádzaný na napäťový analógový výstup X1 v rozsahu jednosmerného napä­tia 0,15 až 4,85 V. Ďalším výstupom k signalizácii porúch je prepínací kontakt X12 (otvorený kolektor). Poďme si teraz bližšie objasniť na prvý pohľad jednoduchú funkciu meracej karty (obr. 1).

 

 

Meracia karta RCMB100 je napájaná na­pätím U_S= ±12 nebo ±15 V (svorky X2, X11). Po pripojení napájacieho napätia je spustený automatický test funkčnosti a to v nasledujúcej postupnosti: kontrola napá­jacieho napätia, kalibrácia meracej karty a generovanie testovacieho prúdu do vinu­tia transformátora. Kalibrácia, generovanie testovacieho prúdu ako aj reštart merania je možné vyvolať manuálne privedením správ­nej úrovne napätia na vstup X10. Vzhľadom na to, že meranie reziduálneho prúdu je pomerne citlivé na kolísanie napájacieho na­pätia, je hneď pri štarte spustená jeho kon­trola. Ak je hodnota napájacieho napätia U_S+ > 5 V, zmení prepínací výstup X12 svo­ju úroveň na HIGH. Po dosiahnutí hodnoty napájacieho napätia U_S+ > 11 V je spustená kalibrácia meracej karty. Po kalibrácii na­sleduje opätovné meranie napájacieho na­pätie. Pokiaľ nie je splnená podmienka U_S+ > 11 V, kalibrácia sa opakuje. Dôležitou pod­mienkou správnej kalibrácie meracej karty je bezporuchovosť monitorovanej siete, t.j. me­racím transformátorom nesmie pretekať uni­kajúci prúd. Ak je napá­jacie napätie U_S správ­ne, prepne výstup X12 do úrovne LOW. Nasle­duje posledný test, a to generovanie testovacie prúdu 22,4 mA po dobu 1 s do vinutia meracie­ho transformátora. Na tento testovací prúd re­aguje analógový výstup X1 napätím 1,26 V (to­lerancia 1,12 až 1,40 V). Meraním tohto napätia je možné overiť 100 % funkčnosť meracej kar­ty. Porucha meraného obvodu (nameraná hod­nota reziduálneho prú­du), ako aj vlastná poru­cha sú signalizované po­mocou už spomínaného analógového výstupu X1 a prepínacieho výs­tupu X12. Pokiaľ je analógový výstup mimo rozsah t. j. < 0,15 V, resp. > 4,85 V, znamená to, že nastala porucha meracej funkcie (skrat vinutia MT, prerušenie vinutia MT, porucha napájacieho napätia, porucha hodinového signálu, porucha riadiacej jednotky, iná po­rucha) alebo bol prekročený merací rozsah karty. Porucha karty a prekročenie meracie­ho rozsahu sú rovnako signalizované aj na výstupe X12. Výstup sa v týchto prípadoch nachádza v úrovní HIGH.

 

Reštart merania.(obr. 4) je možné vyvo­lať v ľubovoľnom okamihu privedením úrov­ne LOW po dobu T1 > 530 ms na vstup X10. V priebehu periódy T1 je meranie reziduálnych prúdov stále aktívne. Po uplynutí doby T1 je posledná nameraná hodnota v dobe t2 uložená, t.j. zostáva na výstupe X1. Ukončenie reštartu zariadenia je vyvolané opätovným privedením úrovne HIGH na vstup X10 po dobu T3 > 5 ms.

 

Ako je vidieť, pomerne jednoduchá fun­kcia merania je doplnená radou ochranných opatrení proti zlyhaniu vlastného merania.

 

Vysokej efektivite meracej karty prispie­vajú aj malé rozmery, montáž pomocou skru­tiek alebo mechanickým zafixovaním do DPS i nízka cena.

 

Viac informácií Vám poskytneme na stán­ku 1A11 na výstave Electron 2011 na výsta­visku PVA Letňany.

http://www.ghvtrading.cz

http://www.ghvtrading.sk