Las sobretensiones son una pesadilla para cualquier diseñador de circuitos y un aspecto muy importante de la electrónica. Estos picos se denominan con frecuencia "impulsos", que son voltajes altos que duran un breve período de tiempo y generalmente se miden en el rango de kV. Los relámpagos son un ejemplo de un fenómeno natural que crea sobretensiones. Las sobretensiones se caracterizan por un tiempo de caída alto o bajo de la tensión seguido de un tiempo de subida muy rápido.
Es fundamental evaluar la capacidad de nuestros dispositivos para soportar sobretensiones porque estas sobretensiones tienen el potencial de dañar gravemente los equipos eléctricos. Aquí, empleamos un generador de picos para producir picos de corriente o de alto voltaje bajo condiciones de prueba cuidadosamente reguladas. Aprenderemos sobre el LISUN Generador de sobretensiones operación y uso en este artículo.
Entrada prueba de sobretensión es una de las principales pruebas de inmunidad a las que se someten los equipos eléctricos y electrónicos. Las limitaciones para esta prueba están establecidas por los requisitos para el sistema final y el método de prueba es IEC61000-4-5. La prueba consiste básicamente en agregar picos de voltaje encima de la entrada de voltaje nominal del sistema.
Estos picos son una buena representación de los cambios de voltaje provocados por cosas como accionamientos de motores pesados, rayos cerca, etc. Cuando se aplican a un sistema que no está equipado para manejarlos, estas grandes variaciones de voltaje pueden provocar una serie de problemas. Las pruebas garantizan que el producto terminado funcionará al nivel requerido para el uso previsto.
En algunas aplicaciones, puede ser apropiado que un sistema se bloquee luego de un incidente de sobretensión, lo que requiere que el usuario reinicie manualmente el dispositivo. Eso no está permitido en otros sistemas más críticos para la misión. Durante todo el evento, el sistema debe funcionar sin fallas. Los criterios de rendimiento se utilizan para evaluar cómo reaccionará el sistema al despliegue de la oleada.
Generador de sobretensiones SG61000-5
La clase de instalación que se llama para el sistema final determina los niveles de prueba que se aplican durante la prueba. La mayoría de las fuentes de alimentación disponibles en el mercado han sido probadas de forma independiente para la clase de instalación 3, que requiere sobretensiones de 1 kV entre la línea y el neutro y sobretensiones de 2 kV entre la línea y tierra. Para responder a la aplicación de la sobretensión, un sistema final debe funcionar a un cierto nivel de acuerdo con los criterios de rendimiento.
Reciben una calificación simple A, B o C. Según los Criterios de rendimiento A, el sistema no ha cambiado como resultado de la prueba. El sistema se altera durante la prueba, pero se recupera automáticamente después de la ocurrencia del sobrevoltaje, de acuerdo con el Criterio de desempeño B. Finalmente, el Criterio de desempeño C requiere que el usuario realice una intervención posterior al evento con el sistema de alguna manera. Esto podría implicar hacer cualquier cosa, desde reiniciar el sistema hasta borrar un código de error. La falla ocurriría si la sobretensión causara daños al sistema.
Es extremadamente sencillo identificar si los criterios de rendimiento de un producto final son A, B o C. Determinar el rendimiento crítico de una fuente de alimentación probada de forma aislada es un poco más complicado. IEC61000-4-5 describe la generación del pico de voltaje, cuándo ocurre, con qué frecuencia ocurre y cuánto tiempo dura en el medio.
Pero el productor del dispositivo o equipo está a cargo de elegir el criterio de desempeño (A, B o C). El negocio de suministro de energía se ha basado durante mucho tiempo en la práctica de medir la salida utilizando una bobina móvil estándar o un voltímetro digital, verificando la salida para ver si se desvía durante y después de la prueba, en combinación con las instalaciones de prueba aprobadas.
Desde el comienzo del estándar, este enfoque ha sido normal y, en la gran mayoría de las circunstancias, es suficiente para determinar el rendimiento vital, lo que demuestra que la fuente de alimentación ha continuado funcionando sin interrupción de la salida de CC. A veces ocurren problemas cuando el aparato final es delicado a breves variaciones de voltaje o perturbaciones de tierra.
Estas perturbaciones breves pueden surgir y no ser detectadas por un voltímetro normal debido a la capacitancia de entrada a salida de la fuente de alimentación. Se debe usar un osciloscopio para ver estas perturbaciones, lo cual es difícil en sí mismo porque las sobretensiones son grandes y tienen suficiente energía para producir perturbaciones radiadas y perturbaciones de tierra que se ven en el osciloscopio.
Las configuraciones de medición inadecuadas conducen a conclusiones inexactas sobre el rendimiento del suministro, por lo tanto, se debe tener mucho cuidado al conectar la sonda del osciloscopio al sistema y medir la conexión a tierra para obtener un resultado preciso.
Dado que ninguna otra prueba puede detectar deficiencias de aislamiento de vuelta a vuelta, las pruebas de sobretensión son cruciales. Estas fallas, que son precursoras de fallas severas y paradas del motor, comienzan con voltajes superiores al voltaje de trabajo del motor. Las pruebas de sobretensión también se utilizan para identificar cortocircuitos duros y varios otros errores en bobinas y devanados. Tres ondas casi exactas de un motor trifásico.
La mayoría de las fallas de los devanados, incluidos los cortocircuitos a tierra, se originan con un aislamiento de vuelta a vuelta inadecuado. Una vez que la vulnerabilidad crea arcos de giro a giro, se produce un bucle cerrado eléctrico. La corriente comienza a fluir a través del bucle como resultado de la actividad del transformador. Se produce un punto de acceso cuando esta corriente se disipa en forma de calor. El punto de acceso hace que se produzca un cortocircuito en los giros adicionales, lo que produce más calor. Los cortos sinuosos finalmente llegan a la tierra.
Dado que los resultados de una bobina o fase se comparan con los de otra, las pruebas de sobretensiones también se conocen como pruebas de comparación de sobretensiones. Dado que las bobinas están hechas para ser comparables, los resultados de la prueba de sobretensión deberían ser aproximadamente iguales. Los operadores utilizan la prueba de sobretensión de pulso a pulso cuando las fases no son idénticas o cuando no hay nada con qué comparar.
Los pulsos de rápido aumento se envían a través de la bobina o el motor en sucesión. Con base en los estándares de la industria y las mejores prácticas, el operador determina el voltaje de los pulsos de prueba de sobrevoltaje. El voltaje de prueba está entre el voltaje operativo máximo del motor y aproximadamente 3.5 veces ese valor. La fórmula más típica es 2E+1000V, donde E es el voltaje RMS operativo del motor.
Estas son formas de onda de prueba de sobretensión que se crean durante las pruebas de sobretensión.
Al usar el canal del osciloscopio en el probador, los pulsos de sobretensión crean una forma de onda que se desvanece. Cada onda se contrasta con las ondas de otras bobinas o de diferentes fases del motor. La pantalla táctil muestra todas las formas de onda. Si las bobinas o devanados son iguales, las ondas son casi idénticas. La onda tendrá una frecuencia diferente a las demás y se verá separada si una tiene falla o falla en el aislamiento.
Cuando la tolerancia de pasa/falla es incierta pero existen variaciones naturales en las ondas de sobretensión, se utiliza la prueba de sobretensión de pulso a pulso. Este es el caso de muchos estatores bobinados concéntricos y ciertos motores construidos. Cuando no hay bobinas o fases comparables, también se emplea.
Con la ayuda de la prueba de comparación de sobretensiones, se puede encontrar que las bobinas, los devanados, los motores eléctricos, los generadores, los alternadores y los transformadores tienen problemas de aislamiento y cortocircuitos. Por lo general, se trata de fallas de espira a espira, de bobina a bobina o de fase a fase. Para los motores de CC, la prueba de comparación de sobretensión también descubrió problemas con conexiones internas incorrectas, conteos de vueltas incorrectos y más.
La mayoría de las fallas de los devanados son causadas por un mal aislamiento entre vueltas. Debido al hecho de que es la única prueba que puede identificar un aislamiento inadecuado, la prueba de comparación de sobretensiones es crucial para la confiabilidad del motor y los planes de mantenimiento. La prueba de comparación de sobretensiones es una técnica de control de calidad fundamental para los fabricantes de bobinas y motores y es especialmente eficaz cuando se utiliza junto con mediciones de descargas parciales.
Se puede probar cualquier tipo de bobina, incluidos los motores y generadores eléctricos más grandes, así como pequeños sensores, antenas y bobinas de accionamiento en relés o solenoides. Los operadores deben tener en cuenta los estándares de voltaje de prueba porque la prueba de sobretensión es una prueba que depende de la carga.
La única prueba que puede detectar un aislamiento débil entre vueltas es una prueba de sobretensión. Este es el resultado de las pruebas de sobretensión que utilizan voltajes más altos. Las pruebas de bajo voltaje no someten al aislamiento a esfuerzos, por lo que no se observan fallas dieléctricas. La única prueba que puede detectar un aislamiento débil de fase a fase y de bobina a bobina es una prueba de sobretensión. Cuando no es factible realizar una prueba HIPOT de cada bobina y fase individualmente contra las otras bobinas y fases, se puede utilizar una prueba HIPOT.
Finalmente, una prueba de sobretensión es la única forma de descubrir algunos problemas de conexión. A veces, pero solo cuando la resistencia es precisa, se emplea una prueba de inductancia.
Las pruebas de comparación de sobretensiones no dañan nada. Lo más frecuente es que se realicen a una tensión superior a la tensión máxima de trabajo del motor pero significativamente inferior a la tensión de diseño del aislamiento. En consecuencia, se utiliza una pequeña cantidad de energía en un arco. Una buena ilustración es el arco que resulta de la electricidad estática de su dedo a la manija de una puerta. El voltaje varía de 12 kV a 20 kV, pero como la energía es tan baja, es seguro.
Siempre que la cantidad de pulsos utilizados en la prueba de comparación de sobrevoltaje se mantenga al mínimo y la prueba se realice cuando se recomiendan las pruebas de sobrevoltaje, un arco de baja energía generado por una prueba de sobrevoltaje no dañará el aislamiento de un devanado. .
Mediante el uso de generadores de picos de tensión, los defectos de alta y baja resistencia en las líneas eléctricas se pueden prelocalizar y señalar. El cable defectuoso recibe alimentaciones intermitentes de la energía almacenada en los capacitores de alto voltaje. Se produce un ruido acústico en la ubicación del defecto a partir de esto, y un micrófono de suelo puede captarlo.
Generador síncrono diseñado para operación de corta duración en situaciones de cortocircuito, generalmente para corriente trifásica.
Un generador de turbina de dos polos con enfriamiento por aire se usa típicamente como generador de impulsos. Estos generadores se utilizan para probar la capacidad de conmutación, la estabilidad térmica y la estabilidad electrodinámica de los equipos de alta tensión. El dispositivo de prueba está conectado directa o indirectamente al generador de picos por un transformador.
La generador de sobretensión se enfría durante varios minutos siguiendo el breve circuito, que tiene una duración de 0.06-0.15 segundos. Las clasificaciones de potencia de los mayores generadores de picos oscilan entre 3 y 7.5 gigavoltios-amperios; el voltaje generado típicamente oscila entre 6 y 20 kilovoltios (kV). Motores eléctricos asíncronos con rotores de bobinado en fase que tienen una potencia nominal de hasta 6 gigavatios y están excitados por generadores de picos de potencia de una fuente diferente. Las presiones electrodinámicas significativas (tensiones transitorias) que las circunstancias de cortocircuito imponen en el devanado del estator son las que hacen que el diseño y la construcción del generador transitorio sean un desafío.
La prueba de sobretensión debe ejecutarse de manera adecuada y con un intervalo de prueba de 60 segundos, que debe verificarse y verificarse primero. Debido a la duración de la prueba completa, el estándar le permite acortar el tiempo entre las aplicaciones de sobretensión.
Se debe usar el período de 60 s, dejando tiempo suficiente para la descarga entre impulsos, si un sistema no pasa la prueba a intervalos reducidos.
Cuando una sola unidad se prueba repetidamente, se degradan componentes específicos del lado del suministro, que se estresan durante una prueba de sobretensión. Por ejemplo, esto es cierto para los MOV. Probar repetidamente un sistema con la misma fuente de alimentación podría resultar en una degradación del rendimiento.
Un capacitor conectado a través del suministro de CC cerca del punto de conexión de la carga suele solucionar el problema al ofrecer de manera muy eficiente una baja impedancia en el punto de conexión crucial si el equipo final se ve afectado por breves perturbaciones en el suministro de CC o en el plano de tierra. Esto podría disminuir la gravedad de cualquier interrupción que se observe en el voltaje del sistema.
Una ferrita en el cable de conexión a tierra con dos o tres vueltas lo más cerca posible de la entrada de CA del sistema puede ser útil si el sistema tiene una conexión a tierra. Como resultado, el suministro no estará bajo tanta tensión por la sobretensión. Esta estrategia ha mostrado resultados positivos en aplicaciones delicadas. Finalmente, el enrutamiento del cable de alimentación del sistema es una causa frecuente de problemas. Se recomienda mantener los componentes electrónicos sensibles de bajo voltaje alejados del cable de entrada de CA y del cableado de CC.
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Nuestros principales productos son: Gonofotómetro, Esfera integradora, Espectrorradiómetro, Generador de sobretensiones, Pistolas de simulación ESD, Receptor EMI, Equipo de prueba de EMC, Probador de seguridad eléctrica, Cámara ambiental, cámara de temperatura, Cámara climática, Cámara Térmica, Prueba del spray de sal, Cámara de prueba de polvo, Prueba impermeable, Prueba de RoHS (EDXRF), Prueba de alambre incandescente y Prueba de llama de aguja.
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Etiquetas:SG61000-5
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