Comment éliminer les défauts de mise à la terre de l'alimentation de contrôle en fonction de la réduction de l'isolation dans la conception des circuits imprimés

Description de l'isolation

Dans le système de distribution CA ordinaire de 380 V, l'alimentation de commande provient généralement du système d'alimentation CC. En tant qu'alimentation de secours critique et alimentation de contrôle des centrales électriques, le défaut le plus courant et le plus dangereux du système CC réside dans le défaut de mise à la terre CC. Sur la base d'un défaut d'isolation fréquent, cet article découvre une série de causes conduisant à la réduction de l'isolation de l'alimentation de commande CC.

Recherche des défauts et analyse des causes

• Présentation de la boucle

Le circuit secondaire qui sera mentionné dans la partie suivante de cet article est principalement conforme au système 380V AC. Dans le circuit secondaire du commutateur, l'alimentation de commande provient de l'alimentation de commande CA via la borne d'alimentation d'assistance à la protection contre les fuites à la terre dans le dispositif de protection contre les fuites à la terre et la partie transformateur de courant. Les bornes 5 et 7 qui seront mentionnées dans la partie suivante de cet article se réfèrent respectivement à l'électrode positive et à l'électrode négative de la borne d'entrée dans l'alimentation CC de fuite à la terre tandis que les bornes 8 et 9 à K et L du transformateur de courant.

• Recherche de la cause du défaut

un. Défauts d'isolation fréquents dans le système AC

Juste après le fonctionnement de la basse tension AC-DC pendant environ un an, l'alarme de mise à la terre DC se produit fréquemment et le dispositif de surveillance de l'isolement inspecte ce système AC en aval qui contrôle le circuit de dérivation correspondant de l'alimentation. Il est alarmé que la résistance d'isolement diminue avec la valeur d'alarme 7kΩ et la tension normale du jeu de barres 110V DC est respectivement de +55V et -55V. Cependant, la barre omnibus négative CC pratique ou la barre omnibus positive lors de l'alarme est presque 0V. Dans cette condition, si une autre mise à la terre CC sur l'autre électrode a lieu, une boucle sera provoquée entre les électrodes positive et négative CC.

On peut en conclure que dans le système CA, l'isolation est qualifiée entre la boucle principale et la boucle de contrôle sans pénétration de CC dans le CA ou la mise à la terre, de sorte que les problèmes de défaut ne se produisent que dans la partie de contrôle CC de la boucle CA. Chaque pièce doit être inspectée dans la boucle de contrôle et le problème de défaut réside dans la protection contre les fuites à la terre et le CT.

b. Réduction de l'isolation à l'intérieur de la protection différentielle

Concerné par ces défauts, le numéro de type de protection différentielle est *** M40 (110VDC) et celui de CT est un transformateur de courant de fuite à la terre de la même marque. Grâce au démontage du dispositif de protection contre les fuites à la terre, on peut constater que ce dispositif est composé de trois cartes de circuit imprimé dont l'une est la carte de contrôle de la protection contre les fuites à la terre. Après mesure d'un point à un autre, on peut voir :
1). La valeur d'isolation entre la borne 7 et la borne 9 est d'environ 5 kΩ (la plupart est inférieure à 5 kΩ) ;
2). La valeur d'isolement entre la borne 5 et la borne 7 est de 12,9 kΩ ;
3). La valeur d'isolation entre la borne 5 et la borne 8 est de 18 kΩ ;
4). La valeur d'isolation entre la borne 8 et la borne 9 est d'environ 50 kΩ.

Par comparaison, sans application de charge, la valeur d'isolation de la protection différentielle entre la borne 7 et la borne 9 est d'environ 150 kΩ dans un interrupteur de type camion, tandis qu'avec l'application fréquente de charge, la valeur d'isolation est réduite à 5 kΩ.

c. Mise à la terre de la protection du côté secondaire du TC

Étant donné qu'une terre de protection est disposée au CT dans le processus de protection contre les fuites à la terre et de conception et d'assemblage du CT, la borne L de la bobine 001TI applique un assemblage de fuite à la terre. Cette conception vise à arrêter la bobine du transformateur de courant de la boucle qui conduira à la première pénétration de haute tension dans la boucle secondaire avec des composants détruits tels qu'un dispositif de protection contre les fuites à la terre directement connecté. Pire encore, un problème d'isolation entre la borne 7 et la borne 9 peut entraîner une pénétration de haute tension dans la boucle de contrôle CC.

Néanmoins, en raison du point de mise à la terre et de la réduction de l'isolation de la protection contre les fuites à la terre du circuit imprimé, l'électrode négative de puissance est contrôlée par le courant continu.

• Conséquence du défaut

Habituellement, ce problème se produit sur certaines charges dans le même système CA, ce qui signifie que la barre omnibus négative CC est parallèle à certaines résistances de 5 kΩ, ce qui conduit finalement à une tension et une barre omnibus négatives CC presque nulles.

Dans le processus de mise à la terre du jeu de barres négatif, si une autre mise à la terre du jeu de barres se produit au niveau de l'autre électrode, un court-circuit sera provoqué entre les électrodes positives et négatives. Le fil de fusible ou le disjoncteur rompra la boucle en raison d'une surcharge et d'une protection contre les défauts. De plus, l'alimentation CC perdra de l'électricité, entraînant la mise hors tension de toutes les charges en aval et la perte d'alimentation CC des charges clés, ce qui mettra en danger la mise en œuvre fluide de tous les équipements. De plus, la mise à la terre multipoint dans un système CC entraîne de nombreuses conséquences telles que le dysfonctionnement des composants, le fonctionnement de la résistance et la perte de puissance CC.

Schéma de traitement et analyse des principes

• Rendre le point de mise à la terre de la bobine CT vacant

Basé sur la conception de la boucle CT, il y a un point de mise à la terre du côté secondaire. Théoriquement, une haute tension est produite par la boucle côté secondaire du transformateur de courant, ce qui détruira les autres composants de la boucle secondaire. La super haute tension détruira même les composants. La mise à la terre vise ici à empêcher la production de haute tension afin de protéger la boucle secondaire.

Cependant, sur la base de l'analyse mentionnée ci-dessus, lorsque le point de mise à la terre est annulé, la résistance d'isolation de la boucle de commande CC peut être assurée de ne pas être réduite afin d'éliminer les défauts de mise à la terre dans le système CC. Par conséquent, si le point de mise à la terre est annulé, il faut vérifier si la valeur de tension de la boucle côté secondaire du transformateur de courant basse tension se situe dans une plage acceptable. En d'autres termes, le risque doit être inférieur à celui apporté par la mise à la terre du système CC.

Pour un transformateur de courant basse tension similaire à 0,5 kV, la haute pression peut ne pas être définitivement produite par la boucle latérale secondaire. Lorsqu'un côté passe à travers le courant nominal avec une boucle latérale secondaire existante, le noyau de fer peut être loin d'être saturé ou loin d'être trop saturé, le flux de noyau et la force électromotrice induite n'ont essentiellement qu'une onde fondamentale et le côté secondaire ne produira pas de haute pression, ce qui entièrement indique que le noyau du transformateur de courant a une marge de conception relativement grande, c'est-à-dire un rapport de tetsushige relativement élevé. En conséquence, la charge en aval fonctionne normalement avec un courant inférieur au courant nominal, ce qui est acceptable pour rendre le TC un peu vide.

Cependant, pour ce type de TC à boucle côté secondaire, si un courant important se produit sur la charge en aval ou si un court-circuit se produit en monophasé ou entre les phases, le noyau de fer sera définitivement saturé lorsqu'une haute pression sera produite du côté secondaire. Par conséquent, la production d'une haute tension par CT au niveau de la boucle côté secondaire dépend totalement du degré de saturation du noyau de fer. Les courbes croissantes de la valeur de la tension dépendent des courbes de saturation du TC. Dans ces conditions, un CT peu vacant est un peu risqué. Néanmoins, grâce à la boucle de protection, le risque de destruction des composants sera relativement réduit.

Ainsi, avec la structure physique du TC pleinement prise en compte, les dispositifs de distribution d'électricité fonctionnent dans un environnement relativement bon et la première bobine présente une possibilité de mise hors tension relativement faible. Même si le courant en aval a lieu avec une coupure de bobine et une action de protection de boucle présente un délai relativement long, la haute tension secondaire détruira les composants, ce qui a une possibilité extrêmement faible. Par conséquent, notre schéma de traitement pour ce défaut réside dans un point de mise à la terre vacant.

• Commutation de la protection différentielle correspondante

Bien que ce point de mise à la terre de la protection CT ait été éliminé et que les défauts CC aient été éliminés, la cause fondamentale de la mise à la terre réside dans le circuit imprimé de fuite à la terre. Sous le privilège de l'absence d'humidité ou de corrosion, la valeur d'isolation diminue en un à deux ans de fonctionnement.

Sur la base de la situation de mesure, jusqu'à présent, la valeur d'isolation n'est faible qu'entre une seule électrode et la terre et une faible valeur d'isolation n'est pas trouvée entre les électrodes, de sorte qu'aucun court-circuit ne se produit entre les électrodes. A l'avenir, cette donnée pourra être enregistrée dans la maintenance périodique. Si cette valeur a tendance à diminuer ou si une boucle unique se produit vers CT à son début, il convient d'envisager une commutation vers la protection différentielle.

Ressources utiles :
• Analyse des stratégies anti-interférence et de mise à la terre pour les PCB
• Discussion sur l'alimentation et la mise à la terre dans la compatibilité électromagnétique des PCB
• Conception de PCB haute puissance dans un environnement à haute température
• Service de fabrication de circuits imprimés complet de PCBCart - Plusieurs options à valeur ajoutée
• Service d'assemblage de circuits imprimés avancé de PCBCart - Commencez à partir de 1 pièce