Как устранить дефекты заземления блока питания управления на основе уменьшения изоляции в конструкции печатной платы

Описание изоляции

В обычной системе распределения переменного тока 380 В источник питания управления обычно поступает от системы питания постоянного тока. Как критический резервный источник питания и источник питания управления электростанций, наиболее распространенный и опасный дефект системы постоянного тока заключается в дефекте заземления постоянного тока. На основе часто встречающихся дефектов изоляции в этой статье выясняется ряд причин, приводящих к снижению изоляции источника питания постоянного тока.

Поиск дефектов и анализ причин

• Введение цикла

Вторичная цепь, которая будет упомянута в следующей части этой статьи, в основном соответствует системе переменного тока 380 В. Во вторичной цепи переключателя источник питания управления поступает от источника питания переменного тока через клемму питания вспомогательной защиты от утечки на землю в устройстве защиты от утечки на землю и части трансформатора тока. Клеммы 5 и 7, которые будут упомянуты в следующей части этой статьи, соответственно относятся к положительному электроду и отрицательному электроду входной клеммы источника питания постоянного тока с утечкой на землю, а клеммы 8 и 9 к K и L трансформатора тока.

• Поиск причины дефекта

а. Частые дефекты изоляции в системе переменного тока

Сразу после работы переменного-постоянного низкого напряжения в течение примерно одного года часто происходит сигнализация заземления постоянного тока, и устройство контроля изоляции проверяет, что система переменного тока на выходе контролирует соответствующую ответвленную цепь питания. Сигнал тревоги заключается в том, что сопротивление изоляции уменьшается до аварийного значения 7 кОм, а нормальное напряжение шины постоянного тока 110 В составляет соответственно +55 В и -55 В. Однако практическая отрицательная или положительная шина постоянного тока при тревоге составляет почти 0 В. При этом условии, если произойдет еще одно заземление постоянного тока на другом электроде, между положительным и отрицательным электродами постоянного тока возникнет петля.

Можно сделать вывод, что в системе переменного тока изоляция квалифицирована между основным контуром и контуром управления без проникновения постоянного тока в переменный ток или заземление, поэтому проблемы с дефектами возникают только в части управления постоянным током контура переменного тока. Каждая часть должна быть проверена в контуре управления, и проблема дефекта заключается в защите от утечки на землю и трансформаторе тока.

б. Уменьшение изоляции внутри защиты от утечки на землю

В связи с этими дефектами номер типа защиты от утечки на землю - *** M40 (110 В постоянного тока), а номер ТТ - это трансформатор тока утечки на землю той же марки. При разборке устройства защиты от утечки на землю можно обнаружить, что это устройство состоит из трех печатных плат, одна из которых является платой управления защитой от утечки на землю. После измерения от точки к точке видно:
1). Значение изоляции между клеммой 7 и клеммой 9 составляет около 5 кОм (в большинстве случаев менее 5 кОм);
2). Значение изоляции между клеммой 5 и клеммой 7 составляет 12,9 кОм;
3). Значение изоляции между клеммой 5 и клеммой 8 составляет 18 кОм;
4). Значение изоляции между клеммой 8 и клеммой 9 составляет приблизительно 50 кОм.

Для сравнения, без приложения нагрузки значение изоляции защиты от утечки на землю между клеммой 7 и клеммой 9 составляет примерно 150 кОм в выключателе грузового типа, в то время как при частом приложении нагрузки значение изоляции снижается до 5 кОм.

в. Защитное заземление вторичной стороны ТТ

Поскольку в процессе защиты от утечки на землю и проектирования и сборки трансформатора тока на ТТ установлено защитное заземление, на клемме L катушки 001TI применяется сборка утечки на землю. Эта конструкция направлена ​​на то, чтобы остановить обмотку трансформатора тока от контура, что приведет к первому проникновению высокого напряжения во вторичный контур с разрушением компонентов, таких как непосредственно подключенное устройство защиты от утечки на землю. Что еще хуже, проблема с изоляцией между клеммами 7 и 9 может привести к проникновению высокого напряжения в контур управления постоянным током.

Тем не менее, из-за точки заземления и уменьшения изоляции защиты от утечки на землю печатной платы отрицательный электрод питания контролируется постоянным током.

• Последствия дефекта

Обычно эта проблема возникает для некоторых нагрузок в одной и той же системе переменного тока, что означает, что отрицательная шина постоянного тока параллельна некоторым резисторам на 5 кОм, что в конечном итоге приводит к почти нулевому отрицательной шине постоянного тока и напряжению.

В процессе заземления отрицательной шины, если на другом электроде возникнет другое заземление шины, возникнет короткое замыкание между положительным и отрицательным электродами. Плавкий провод или прерыватель разорвет петлю в результате перегрузки и защиты от неисправности. Кроме того, мощность постоянного тока будет терять электроэнергию, что приведет к отключению питания всех нагрузок ниже по потоку и отключению питания постоянного тока ключевых нагрузок, что поставит под угрозу бесперебойную работу всего оборудования. Кроме того, многоточечное заземление в системе постоянного тока приводит к многочисленным последствиям, таким как неисправность компонентов, резистивная работа и потеря мощности постоянного тока.

Схема обработки и принципиальный анализ

• Освободить точку заземления катушки ТТ

В соответствии с конструкцией контура ТТ на вторичной стороне имеется точка заземления. Теоретически высокое напряжение создается контуром вторичной обмотки трансформатора тока, что разрушит другие компоненты вторичного контура. Сверхвысокое напряжение может даже разрушить компоненты. Заземление здесь направлено на предотвращение образования высокого напряжения для защиты вторичного контура.

Однако на основании анализа, упомянутого выше, при отключении точки заземления можно гарантировать, что сопротивление изоляции контура управления постоянным током не уменьшится, чтобы устранить дефекты заземления в системе постоянного тока. Поэтому, если точка заземления отменена, необходимо проверить, находится ли значение напряжения контура вторичной стороны низковольтного трансформатора тока в допустимых пределах. Иными словами, риск должен быть ниже, чем риск, связанный с заземлением системы постоянного тока.

Для низковольтного трансформатора тока, аналогичного 0,5 кВ, высокое давление может не создаваться контуром вторичной стороны. Когда одна сторона проходит через номинальный ток с существующей петлей вторичной стороны, железный сердечник может быть либо далек от насыщения, либо далеко не слишком насыщен, поток сердечника и индуцированная электродвижущая сила в основном имеют только основную волну, а вторичная сторона не будет создавать высокое давление, что полностью указывает на то, что сердечник трансформатора тока имеет относительно большой расчетный запас, то есть относительно высокий коэффициент tetsushige. В результате нижестоящая нагрузка нормально работает с током ниже номинального, что допустимо для того, чтобы ТТ был немного незанятым.

Тем не менее, для этого типа ТТ контура вторичной обмотки, если возникает большой ток на нагрузку ниже по потоку или происходит короткое замыкание в одной фазе или между фазами, железный сердечник обязательно насыщается, когда на вторичной стороне создается высокое давление. Таким образом, от степени насыщения железного сердечника полностью зависит, будет ли ТТ создавать высокое напряжение на вторичном контуре. Кривые роста значения напряжения зависят от кривых насыщения ТТ. В таких условиях немного свободного CT немного рискованно. Тем не менее, благодаря контуру защиты риск разрушения компонента будет относительно снижен.

Таким образом, при полном рассмотрении физической структуры ТТ устройства распределения электроэнергии работают в относительно хороших условиях, а первая катушка имеет относительно низкую вероятность отключения питания. Несмотря на то, что нисходящий ток имеет место с обрывом катушки, а действие защиты контура имеет относительно большую задержку, вторичное высокое напряжение разрушит компоненты, что крайне маловероятно. Поэтому наша схема обработки этого дефекта лежит в незанятой точке заземления.

• Переключение соответствующей защиты от утечки на землю

Хотя эта точка заземления защиты ТТ была устранена, а дефекты постоянного тока устранены, основная причина заземления заключается в утечке на землю на печатной плате. В условиях отсутствия влаги и коррозии значение изоляции снижается в течение одного-двух лет эксплуатации.

Основываясь на ситуации с измерениями, до сих пор значение изоляции было низким только между одним электродом и землей, а низкое значение изоляции не было обнаружено между электродами, поэтому между электродами не возникало коротких замыканий. В дальнейшем этот элемент данных можно фиксировать в периодическом техническом обслуживании. Если это значение имеет тенденцию к уменьшению или имеет место однократная петля на ТТ в его начале, следует рассмотреть возможность переключения на защиту от утечки на землю.

Полезные ресурсы:
• Анализ стратегий защиты от помех и заземления печатных плат
• Обсуждение питания и заземления в электромагнитной совместимости печатной платы
• Проектирование мощной печатной платы в условиях высокой температуры
• Полнофункциональная услуга по изготовлению печатных плат от PCBCart — множество дополнительных опций
• Усовершенствованная услуга по сборке печатных плат от PCBCart — от 1 шт.