Чем они отличаются от традиционных схем?

Теги: схемы, общие схемы

Промышленные схемы относятся к широкому спектру силовых электронных устройств, используемых в промышленных условиях. Резисторы, полупроводники, анализаторы, датчики, измерители и счетчики — это лишь некоторые из них.

Поскольку спрос на промышленную автоматизацию продолжает расти, производятся более совершенные промышленные схемы. Вот почему так важно информировать своих работников о последних разработках в области безопасности, установки и обслуживания промышленных цепей.

Различие между промышленными и традиционными цепями

Основное различие между промышленными и непромышленными (традиционными) цепями заключается в предполагаемой области использования.

В то время как промышленные схемы используются в промышленности, традиционные схемы предназначены для использования в бытовой электронике, устройствах повседневного использования.

Хотя отдельные компоненты обеих цепей аналогичны, промышленные цепи могут работать с большим электрическим током.

Промышленные и бытовые автоматические выключатели являются хорошим примером. Оба устанавливаются для защиты отведенной зоны от скачков напряжения. Они сводят к минимуму риск возгорания, поражения электрическим током и защищают электрооборудование.

Использование промышленных цепей на рабочих местах

• Автомобильная промышленность: Современные автомобили оснащены большим количеством датчиков, чем старые модели. Эти схемы позволяют транспортным средствам контролировать различные аспекты и повышать общую безопасность. Общие схемы включают в себя; антиблокировочная система торможения, круиз-контроль, датчики предотвращения столкновений, блоки подушек безопасности и контроль тяги. Некоторые из этих функций также используются в вилочных погрузчиках и кранах.
• Производство: Машины и роботы постепенно заменяют людей. Схемы, установленные в машинах, позволяют им работать с минимальными погрешностями, выдавать униформу, работать дольше, быстрее и дешевле.
• Электростанции: Современные энергосистемы могут собирать в режиме реального времени информацию о схемах энергопотребления, используя множество цепей. Эти интеллектуальные системы используют полученные данные для проведения самоконтроля и отладки. Используемые здесь схемы включают компенсацию реактивной мощности и статические выключатели.
• Метеорология: Приборы, используемые для измерения и мониторинга условий окружающей среды, состоят из цепей. Они используют изменения сопротивления и температуры для отображения показаний. Данные сохраняются в регистраторе данных для анализа.
• Космос и оборона: Космические шаттлы, ракеты и самолеты требуют для работы схем питания, навигации, датчиков, счетчиков и переключателей. Примерами являются контроллеры кабины, военные радары и системы запуска ракет.
• Медицина: Современное медицинское оборудование более сложное, чтобы соответствовать современным требованиям здравоохранения. С каждым днем ​​разрабатываются более совершенные методы диагностики и лечения. Примеры промышленных цепей в медицине: дефибрилляторы, респираторные мониторы, кардиостимуляторы и мониторы глюкозы
• Возобновляемая энергия: Возобновляемые источники энергии производят необработанную электроэнергию, которая не может быть использована напрямую. Например, солнечные батареи производят энергию постоянного тока. Энергия должна быть преобразована в переменный ток с помощью электронных преобразователей.

Почему формальное обучение важно

Меньше несчастных случаев: основными причинами несчастных случаев на рабочем месте являются халатность, неправильная установка и плохое техническое обслуживание. Обучение ваших рабочих работе с промышленными схемами дает им информацию, необходимую для правильной установки, ремонта и эксплуатации схем и электроники. Это значительно снижает вероятность аварий.

Быстрый ремонт: Должным образом обученные промышленные рабочие могут не только провести правильную диагностику цепей, но и быстрее выполнить необходимый ремонт. Это гарантирует, что производство прерывается только на короткое время.

Обновленные навыки: Очень часто в промышленных схемах и электронике вносятся улучшения для повышения их производительности. Переподготовка позволяет вашему техническому персоналу повторно изучить новейшие процедуры и компоненты. Это всего лишь шанс сообщить им о последних правилах безопасности.

Снижение текучести кадров: Сообщалось о нехватке квалифицированных рабочих в большинстве технических областей. Переподготовка ваших рабочих на промышленных цепях — стоящая инвестиция. Это внушает доверие и избавляет от необходимости нанимать посторонних без необходимости. Обучение также показывает вашим работникам, что вы заботитесь об их карьерном росте, это прививает чувство лояльности.

Повышение производительности: Когда компоненты регулярно обслуживаются и эксплуатируются квалифицированными рабочими. Происходит меньше поломок. Меньше времени, затрачиваемого на устранение неполадок или привлечение помощи извне, приводит к сокращению времени простоя. Совокупный результат — значительно более высокая производительность.

Экономичность: Внеплановые операции по техническому обслуживанию обходятся очень дорого. Рабочим приходится работать круглосуточно, чтобы устранить проблему. Компания должна платить рабочим за сверхурочную работу в дополнение к стоимости замены деталей и компонентов. Несчастные случаи, вызванные необученными работниками, также могут привести к материальному ущербу и гибели людей.

Запланировать обучение сегодня

Электричество — важный союзник, но оно также может быть смертельным противником. Уровни электричества в промышленной среде обычно более опасны, чем те, которые используются дома. Вот почему необходимо переподготовить своих рабочих на промышленных цепях.

NTT Training стремится обучать ваш технический персонал с минимальными перерывами. Запланируйте учебный семинар по промышленной электронике и схемам уже сегодня. Эта программа, аккредитованная ACCET, охватывает широкий спектр материалов по электробезопасности, от основ законов о цепях до устранения неполадок и ремонта.

Свяжитесь с NTT Training сегодня для получения дополнительной информации.

Что такое мощность класса 4?

01.03.2023 Примечание редактора: Выпущена версия NFPA 70 2023 года, обычно называемая Национальным электротехническим кодексом (NEC). Также доступны стандарты UL 1400-1 (системные требования класса 4) и UL1400-2 (требования к кабелю класса 4). Были внесены обновления в карты внедрения NEC и CEC.

Класс 4 — это новый термин, который является частью редакции NFPA70 2023 года. NFPA70 обычно называют Национальным электротехническим кодексом (NEC). Класс 4 определен в новой статье 726. Статья 726 является частью главы 7, которая представляет собой раздел NEC, посвященный особым условиям. Что особенного в четвертом классе?

Обзор цепей с ограниченной и неограниченной мощностью

Цепи без ограничения мощности, такие как традиционные цепи переменного тока или цепи класса 1, не имеют ограничений по мощности и используются для подачи большой мощности на нагрузку. Эти типы цепей требуют строгих методов установки, таких как установка в кабелепроводе, и в большинстве мест требуется установка лицензированными электриками.

Цепи с ограниченной мощностью, которые включают в себя традиционные цепи класса 2 и Power-over-Ethernet (POE), обычно имеют предел мощности 100 Вт. Эти схемы могут передавать мощность до 100 Вт по паре проводов, но из-за падения напряжения на проводах они обычно обеспечивают только 75 Вт-9.0 Вт мощности на фактическую нагрузку. Эти типы цепей представляют меньший риск возникновения пожара и поражения электрическим током, чем цепи без ограничения мощности, что позволяет использовать более дешевые методы проводки (статья 725) и может допускать более низкий уровень квалификации рабочих в зависимости от местной юрисдикции. Цепи с ограничением мощности не могут совместно использовать один и тот же кабель, корпус или кабелепровод и цепи без ограничения мощности

Обзор цепей питания класса 4

отслеживает неисправности и контролирует подаваемый ток, чтобы гарантировать ограничение энергии неисправности». В системах класса 4 используется технология Fault-Managed Power (FMP). Эти системы не имеют ограничения по мощности и могут обеспечивать мощность в сотни или тысячи ватт. Однако эти системы разумно ограничивают количество энергии, которое может привести к неисправности. Ограничение энергии короткого замыкания снижает риск поражения электрическим током или возгорания и позволяет устанавливать цепи класса 4 с использованием таких методов, как цепи с ограничением мощности.

FMPS состоит из двух ключевых компонентов: передатчика и приемника. Передатчик получает питание от источника питания и создает силовую цепь класса 4. Передатчик подает питание по цепи класса 4 на приемник. Приемник берет мощность класса 4 и преобразует ее в форму мощности, необходимую нагрузочному устройству. Приемник может быть автономным устройством, обеспечивающим питание конечного устройства, или приемник может быть интегрирован в конечное устройство.

Рисунок 1 – Схема системы класса 4

Защита от ударов и пожара

Цепи класса 4 могут быть переменного или постоянного тока с пиковым напряжением до 450 В. Цепи класса 4 постоянно контролируются на наличие отказов. Несмотря на более высокое напряжение, FMPS имеют такой же риск возгорания и поражения электрическим током по сравнению с цепями с ограниченной мощностью, поскольку FMPS ограничивает энергию повреждения. Например, если человек непреднамеренно коснется проводов, он может почувствовать удар током, но система ограничит поступление энергии в человека до уровней, которые предотвратят поражение электрическим током и позволят ему отключить цепь. Эти системы могут сделать это, потому что они построены с помощью электроники, которая может отключить питание схемы за миллисекунды, быстрее, чем мгновение ока.

Системы класса 4 обладают уникальными возможностями, которых нет у других устройств, таких как прерыватель цепи замыкания на землю (GFCI). FMPS не только ограничивает энергию короткого замыкания для ударов, возникающих между линейным проводом и землей, но также ограничивает энергию короткого замыкания для междуфазных коротких замыканий. См. рис. 1. Это означает, что если кто-то случайно коснется обеих линий, система отреагирует на неисправность и ограничит подачу энергии на человека. Традиционные энергосистемы, использующие GFI, не могут реагировать на межфазные неисправности, потому что GFI не могут отличить человека, контактирующего с проводами, от нагрузки. FMPS может определить разницу между грузом и человеком, контактирующим с линиями.

Рис. 2. Условия отказа при ударе током

В дополнение к удару цепи класса 4 также ограничивают риск возгорания. Это достигается путем ограничения количества энергии дугового замыкания, а также управления резистивными замыканиями. FMPS обнаруживает или предотвращает опасные дуги, которые могут привести к возгоранию, как между линиями, так и внутри линии. Резистивные замыкания ограничены 100 Вт для межфазных замыканий, что ограничивает количество выделяемого тепла до того же количества тепла, которое допустимо в традиционной цепи класса 2. Вполне вероятно, что некоторые FMPS будут справляться с последовательными неисправностями, либо ограничивая последовательные неисправности до 100 Вт, либо используя специализированное соединительное оборудование с соответствующими классами огнестойкости, чтобы ограничить риск возгорания из-за последовательного резистивного замыкания.

Рис. 3 – Резистивные условия короткого замыкания для риска возникновения пожара

Рисунок 4 – Условия дугового замыкания для риска возникновения пожара

Эти интеллектуальные системы ограничивают энергию короткого замыкания и, как правило, они могут повторно включить питание цепи автоматически один раз неисправность была устранена, и прошло определенное количество времени. FMPS обеспечивают мощность силовой цепи с уровнями опасности с ограниченной мощностью цепи открывает новые способы распределения власти.

Таблица 1-Сводка защиты от неисправностей для GFCI, AFCI и FMPS

GFCI: Схема разлома земли. часть NEC 2023 года, объясняет требования к оборудованию и кабелям класса 4, а также необходимые методы установки.

UL 1400-1 Требования к оборудованию

Передатчики и приемники

должны быть указаны в списке устройств для установки в качестве устройств класса 4. Чтобы быть отнесенным к устройствам класса 4, каждое устройство должно соответствовать требованиям UL 1400-1. 1400-1 — это план расследования UL, который, как ожидается, будет опубликован позднее в этом году . 1400-1 содержит подробные требования, которым должна соответствовать FMPS. Эти требования включают в себя требования к ударам и возгоранию, уникальные для класса 4, а также общие требования к безопасности продукта, такие как заземление и изоляция.

Требования к кабелям UL 1400-2

В дополнение к требованиям к списку устройств, кабели, используемые в системах класса 4, должны быть указаны как кабели класса 4. UL опубликовала план исследования с требованиями к кабелям класса 4: UL 1400-2. Он включает такие требования, как требования к изоляции, разрешенные материалы, допустимые сечения проводов и т. д. Кабели класса 4 должны использовать медные проводники и могут быть от 6AWG до 24AWG.

Требования к установке

Большая перспектива систем класса 4 заключается в том, что из-за управления неисправностями методы установки не должны быть такими строгими, как методы NEC, глава 3, чтобы считать установку безопасной. Статья 726 разрешает установку цепей класса 4 без кабелепровода в большинстве ситуаций. Без кабелепровода цепи класса 4 могут быть установлены намного быстрее и позволяют лучше перемещать/добавлять/изменять инфраструктуру распределения электроэнергии.

Системы класса 4 также могут быть установлены рядом со многими типами цепей с ограниченной мощностью, таких как Power-over-Ethernet (PoE), и цепями передачи данных, такими как Ethernet. Кабели класса 4 можно прокладывать в том же кабеле, корпусе или кабелепроводе, что и цепи класса 2. Гибкость класса 4 для установки подачи питания вместе с коммуникациями значительно упрощает установку за счет объединения питания и данных по одному и тому же каналу.

В статье 726 содержатся некоторые требования к соединительному оборудованию, используемому для цепей класса 4. Они должны быть перечислены с соответствующими рейтингами. Используемые разъемы могут быть не взаимозаменяемы с другими цепями без ограничения мощности в том же месте. Это делается для того, чтобы кто-то случайно не подключил цепь без ограничения мощности к проводке класса 4 и, таким образом, создал опасное состояние. Соединения и разъемы класса 4 также должны быть ограждены, чтобы избежать случайного контакта.

Принятие местных норм

Рисунок 5. Карта принятия NEC

Рисунок 6. Карта принятия CEC 3 года. ЦИК отстает от НИК на 1 год. Последние выпуски — 2023 и 2021 соответственно. После публикации кодексов местные юрисдикции должны решить принять последний кодекс, прежде чем он сможет применяться в этом штате. Орган, имеющий юрисдикцию (AHJ) в каждом регионе, является органом, который отвечает за соблюдение требований к установке, и он может применять только те требования кодекса, которые приняты их штатом (или местной юрисдикцией). Не все штаты принимают кодекс сразу. На самом деле, многие штаты все еще используют более старые версии кодекса, а в некоторых штатах нет общегосударственного принятия, а полагаются на местное принятие.

Это означает, что цепи класса 4 не будут обязательным методом установки в данном штате до тех пор, пока этот штат или местная юрисдикция не примет кодекс 2023 года. Ожидается, что пройдет несколько лет, прежде чем схемы класса 4 будут введены в действие во всех штатах.

Один вопрос, на который еще предстоит ответить, заключается в том, каковы будут требования по выдаче разрешений и лицензированию для цепей класса 4. Это будет решать законодательный орган каждого штата. Точно так же, как в каждом штате существуют разные требования к разрешениям и лицензированию для цепей с ограниченной мощностью, таких как PoE, каждый штат будет устанавливать свои собственные требования для цепей класса 4.

NEC применим только в США, а CEC применим только в Канаде. В других странах есть свои собственные электрические коды, которые могут применяться или не применяться к данному FMPS. В других странах каждая система должна быть оценена на соответствие местным электротехническим нормам.

О VoltServer

VoltServer ^TM является пионером в области систем питания с управляемым отказом. VoltServer развернул первые коммерческие системы в 2015 году. Цифровое электричество VoltServer 9Платформа 0206 TM использует запатентованную технологию Packet Energy Transfer. VoltServer имеет более 1000 установок, использующих эту технологию в соответствии с существующими электротехническими нормами, поддерживающими приложения в беспроводной связи, интеллектуальных зданиях и сельском хозяйстве с контролируемой средой (CEA).

 

Ссылки

Источники
Фонд электробезопасности

Канадская ассоциация подрядчиков по электротехнике

NFPA 70

Национальный электротехнический кодекс (NEC), текущая редакция 2023 г.

Статья 725: Класс 1, Класс 2 и Класс 3 — Цепи дистанционного управления, сигнализации и ограничения мощности

Статья 726: Класс 4 Управляемые системы электропитания

UL 62368-01 Оборудование для аудио/видео, информационных и коммуникационных технологий.