Prevenção de Defeitos de Aterramento em Fontes de Alimentação de Controle: Soluções de Projeto de PCB para Perda de Isolamento

Descrição do Isolamento

Em sistemas de distribuição CA de 380V comuns, a fonte de alimentação de controle geralmente deriva do sistema de energia CC. Como fonte de alimentação de reserva crítica e de controle de usinas, o defeito mais comum e perigoso do sistema CC reside no defeito de aterramento CC. Com base em um defeito de isolamento que ocorre frequentemente, este artigo identifica uma série de causas que levam à redução do isolamento da fonte de alimentação de controle CC.

Busca de Defeitos e Análise de Causas

Introdução do Circuito

O circuito secundário mencionado nas próximas seções deste artigo conforma-se principalmente ao sistema CA de 380V. No circuito secundário de chaveamento, a fonte de alimentação de controle deriva da fonte de alimentação de controle CA através do terminal de alimentação auxiliar de proteção contra vazamento de terra no dispositivo de proteção contra vazamento de terra e na parte do transformador de corrente. Os terminais 5 e 7 mencionados referem-se respectivamente ao eletrodo positivo e negativo do terminal de entrada na fonte CC de proteção contra vazamento, enquanto os terminais 8 e 9 referem-se a K e L do transformador de corrente.

Busca da Causa do Defeito

a. Defeitos frequentes de isolamento no sistema CA

Pouco após a operação do sistema CA-CC de baixa tensão por cerca de um ano, o alarme de aterramento CC ocorre frequentemente e o dispositivo de monitoramento de isolamento inspeciona que o sistema CA a jusante controla o circuito de derivação correspondente de energia. Alerta-se que a resistência de isolamento diminui com valor de alarme de 7kΩ e a tensão normal da barra CC de 110V é respectivamente +55V e -55V. No entanto, a barra CC negativa ou positiva prática ao alarmar é quase 0V. Nesta condição, se outro aterramento CC no outro eletrodo ocorrer, um laço será causado entre os eletrodos positivo e negativo CC.

Pode-se concluir que, no sistema CA, o isolamento é qualificado entre o laço principal e o laço de controle sem penetração CC no CA ou aterramento, então as questões de defeito ocorrem apenas na parte de controle CC do laço CA. Cada parte deve ser inspecionada no laço de controle e a questão do defeito reside na proteção contra vazamento e TC.

b. Redução de isolamento dentro da proteção contra vazamento

Relacionado a estes defeitos, o número de tipo da proteção contra vazamento é *** M40 (110VCC) e o do TC é transformador de corrente de vazamento de terra da mesma marca. Através da desmontagem do dispositivo de proteção contra vazamento, pode-se encontrar que este dispositivo é composto por três placas de circuito, uma das quais é a placa de controle de proteção contra vazamento. Após medição ponto a ponto, observa-se:
1). Valor de isolamento entre Terminal 7 e Terminal 9 é de cerca de 5kΩ (a maioria inferior a 5 kΩ);
2). Valor de isolamento entre Terminal 5 e Terminal 7 é 12.9kΩ;
3). Valor de isolamento entre Terminal 5 e Terminal 8 é 18kΩ;
4). Valor de isolamento entre Terminal 8 e Terminal 9 é aproximadamente 50kΩ.

Através de comparação, sem aplicação de carga, o valor de isolamento da proteção contra vazamento entre Terminal 7 e Terminal 9 é aproximadamente 150kΩ em chave tipo caminhão, enquanto com a aplicação frequente de carga, o valor de isolamento é reduzido a 5kΩ.

c. Aterramento de proteção do lado secundário do TC

Como um aterramento de proteção é arranjado no TC no processo de projeto e montagem da proteção contra vazamento e TC, o terminal L da bobina 001TI aplica montagem de vazamento de terra. Este projeto visa impedir que a bobina do transformador de corrente forme laço que levará à primeira penetração de alta tensão no laço secundário com componentes destruídos, como o dispositivo de proteção contra vazamento diretamente conectado. O que é pior, a questão de isolamento entre Terminal 7 e Terminal 9 possivelmente leva à penetração de alta tensão no laço de controle CC.

No entanto, devido ao ponto de aterramento e redução de isolamento da PCB de proteção contra vazamento, o eletrodo negativo da energia é controlado por CC.

Consequência do Defeito

Geralmente, esta questão ocorre em algumas cargas no mesmo sistema CA, o que significa que a barra CC negativa é paralela com alguns resistores de 5 kΩ, finalmente levando a quase zero da barra CC negativa e tensão.

No processo de aterramento da barra negativa, se outro aterramento de barra ocorrer no outro eletrodo, curto-circuito será causado entre eletrodos positivo e negativo. Fusível ou disjuntor fará o laço quebrar como resultado de sobrecarga e proteção de falha. Além disso, a energia CC perderá eletricidade, levando ao desligamento de todas as cargas a jusante e perda de energia CC de cargas-chave, todas as quais colocarão em risco a implementação suave de todos os equipamentos. Além disso, aterramento multi-ponto no sistema CC leva a numerosas consequências como mau funcionamento de componentes, resistência à operação e perda de energia CC.

Esquema de Processamento e Análise de Princípio

Tornar o Ponto de Aterramento da Bobina do TC Vago

Baseado no projeto do laço do TC, há um ponto de aterramento no lado secundário. Teoricamente, uma alta tensão é produzida pelo laço do lado secundário do transformador de corrente, que destruirá outros componentes no laço secundário. Super alta tensão destruirá até mesmo componentes. O aterramento aqui visa impedir que alta tensão seja produzida a fim de proteger o laço secundário.

No entanto, baseado na análise mencionada acima, quando o ponto de aterramento é cancelado, a resistência de isolamento do laço de controle CC pode ser garantida para não ser reduzida, de modo a eliminar defeitos de aterramento no sistema CC. Portanto, se o ponto de aterramento for cancelado, deve-se testar se o valor de tensão do laço do lado secundário do transformador de corrente de baixa tensão está dentro da faixa aceitável. Em outras palavras, o risco deve ser menor que o trazido pelo aterramento do sistema CC.

Para transformador de corrente de baixa tensão similar a 0.5kV, alta pressão pode não ser definitivamente produzida pelo laço do lado secundário. Quando um lado passa pela corrente nominal com o laço do lado secundário existente, o núcleo de ferro poderia estar longe de saturar ou longe de saturar demais, fluxo do núcleo e força eletromotriz induzida basicamente têm apenas onda fundamental e o lado secundário não produzirá alta pressão, o que indica plenamente que o núcleo do transformador de corrente tem uma margem de projeto relativamente grande, ou seja, uma razão tetsushige relativamente alta. Como resultado, a carga a jusante opera normalmente com corrente menor que a nominal, o que é aceitável para tornar o TC um pouco vago.

No entanto, para este tipo de laço do lado secundário do TC, se uma grande corrente ocorrer na carga a jusante ou curto-circuito ocorrer em fase única ou entre fases, o núcleo de ferro definitivamente saturarão quando alta pressão será produzida no lado secundário. Portanto, se alta tensão será produzida pelo TC no laço do lado secundário depende totalmente do grau de saturação do núcleo de ferro. Curvas crescentes de valor de tensão dependem das curvas de saturação do TC. Sob tal condição, um TC um pouco vago é um pouco arriscado. No entanto, graças ao laço de proteção, o risco de destruição de componentes será relativamente diminuído.

Portanto, com a estrutura física do TC totalmente considerada, dispositivos de distribuição de energia operam em ambiente relativamente bom e a primeira bobina apresenta uma possibilidade relativamente baixa de desligamento. Mesmo que a corrente a jusante ocorra com corte da bobina e a ação de proteção do laço apresente um atraso relativamente longo, a alta tensão secundária destruirá componentes, o que tem possibilidade extremamente baixa. Portanto, nosso esquema de processamento para este defeito reside em ponto de aterramento vago.

Substituição da Proteção Contra Vazamento Correspondente

Embora este ponto de aterramento de proteção do TC tenha sido eliminado e defeitos CC eliminados, a causa fundamental para aterramento reside na PCB de vazamento. Sob o privilégio de nenhum umidade ou corrosão, o valor de isolamento diminui em um a dois anos de operação.

Baseado na situação de medição, até agora o valor de isolamento é apenas baixo entre eletrodo único e terra e baixo valor de isolamento não é encontrado entre eletrodos, então curtos-circuitos não ocorrem entre eletrodos. No futuro, este item de dados pode ser registrado em manutenção periódica. Se este valor tender a diminuir ou laço único ocorrer no TC no seu início, substituição deve ser considerada para proteção contra vazamento.

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