Termal Kalibrasyon Nedir ve Neden MCB ve MCCB Üreticileri İçin Gereklidir?

Bir devre kesici fabrikasında, tamamlanmış bir MCB'nin güvenli mi yoksa hurda mı olacağını belirleyen an thermal calibration. Her kesicinin içindeki bimetalik elemanın kesildiği ve doğrulandığı adımdır, böylece cihaz standart tarafından talep edilen tam zaman aralığında devreyi açar — ne bir saniye erken ne de bir saniye geç. Alıcılar genellikle bu aşamaya gecikme testi der, çünkü gerçekten ölçülen bir kesicinin belirli bir aşırı akımda devreyi açma süresidir. IEC uyumluluğu gerektiren pazarlara gönderilen MCB, MCCB ve RCBO üreticileri için bu aşamanın doğru yapılması, bir devreyi koruyan bir ürün ile denetimi geçemeyen bir ürün arasındaki farktır. Bu makale, MCB termal kalibrasyonunun aslında ne olduğunu, gecikme testinin uzun süreli ve kısa süreli doğrulamaya nasıl ayrıldığını, IEC 60898-1 altında B, C ve D eğrilerinin neden farklı geçme kriterlerine sahip olduğunu ve modern bir üretim hattında süreci hangi ekipmanın yürüttüğünü açıklar. Devre Kesici Üretiminde Termal Kalibrasyon Nedir?.

Huang Xiaolei tarafından | Benlong Otomasyon

Termal-manyetik açma tekniği, neredeyse tüm düşük voltajlı devre kesiciler tarafından kullanılır. Aşırı yük durumu, farklı termal genleşme oranlarına sahip iki metalin bir araya getirildiği bimetalik şerit kullanılarak ele alınır. Akım belirtilen sınırları aştığında, şerit ısınır ve daha yavaş genleşen metale doğru bükülür. Uygun miktarda bükülme, şeridin açma mandalını bırakmasına neden olur. Bir aşırı yükten sonra, akım ne kadar yüksekse, ısıtıcı o kadar hızlı ısınır ve dolayısıyla açma o kadar hızlı gerçekleşir. Bu cihaz özelliği, termal kalibrasyonun devre kesicilerin üretim sürecinin tamamı olduğunu, bimetalik şeridin ayarlanmasını içerdiğini kanıtlar; şerit ya bükülür, bu durumda vida ayarlanır ya da açma bağlantısı hareket ettirilir, böylece açma süresi her test akımı için mevcut standart tarafından önceden belirlenen aralıkta olur.

Önemi küçümsenemez, çünkü kolayca karıştırılan terimlerin ayıklanmasına olanak tanır. Kalibrasyon, mekanizmanın hedeflenen zaman aralığına ulaşacak şekilde ayarlanması veya oraya ulaştığının doğrulanması anlamına gelir. Gerçekte, operatör akımı verir ve zamanı ölçerken iki işlem aynı anda gerçekleşir; şerit ayarlanır ve birim yeniden kontrol edilir çünkü unutulmaması gereken önemli bir gerçek, her bimetalik için mekanik ve malzeme özelliklerinin farklı olmasıdır, bu da bireysel kalibrasyonun gerekliliğini doğurur. Kalibrasyon gereksinimlerini karşılamayan arızalı bir cihaz, normal çalışma modunda açabilir veya daha kötüsü, aşırı yük durumunda takılı kalabilir.

Önemi abartılamaz, çünkü kolayca karıştırılan terimlerin ayıklanmasına olanak tanır.

Böylece, süreçte iki özellik dikkate alınır — çıkışın doğruluğu ve tekrarlanabilirliği. Önemli bir detay, ekipmanla ilgili herhangi bir sorun varsa, operatörlerin soğuk başlangıçtan itibaren tripi kontrol edebilmesidir. Ayar aralığı oldukça sıkıdır, genellikle trip akımında birkaç yüzde ile sınırlıdır, bu da test tezgahının hata aralığının kalibrasyon cihazından çok daha küçük olması gerektiği anlamına gelir. Bu, cihazın verimli çalışmasını sağlamak için güvenilir kalibrasyon ekipmanına duyulan ihtiyacı açıklar.

Her Gecikme Testinin Arkasındaki İki Trip Fonksiyonu

Gecikme testinin neden iki segmente ayrıldığını anlamak için, kesicinin iki bağımsız koruma özelliğine sahip olduğunu anlamamız gerekir. Termal koruma veya aşırı yük koruması, yavaş tepki veren bimetalik şeritten gelir, saniyelerden saatlere kadar sürebilir, bu nedenle trip eğrisinde uzun zaman bölümünü oluşturur. Bu, termal karakteristik tarafından ayarlanandır. Manyetik koruma veya kısa devre koruması ise elektromagnet veya solenoidden gelir, yüksek arıza akımına milisaniyeler içinde yanıt verir ve böylece eğrinin kısa zamanlı veya anlık bölümünü oluşturur.

Her üretici tarafından yayınlanan log-log zaman-akım grafiğine bakarsak, termal alan eğrinin üst eğimli kısmına karşılık gelirken manyetik alan neredeyse dik olan alt kısma karşılık gelir. Üretim pratiğinde, bu iki özellik farklı akımlar, zamanlama toleransları ve bazen farklı test tezgahları ile test edilir. İşte uzun gecikme ile kısa gecikme ayrımının kaynağı budur: uzun gecikme karakteristiği termal bimetali test eder, kısa gecikme veya anlık olan manyetik bobini test eder. Bu nedenle, bu iki türü ayrı tutmak son derece önemlidir.

Uzun Zamanlı Gecikme Testi: Termal Kalibrasyonun Temeli

Uzun zamanlı gecikme testi, devre kesici termal kalibrasyonunun. kalbidir. Belirlenen aşırı yük elektrik akımları altında bimetalin uygun zamanda aktive olduğunu doğrular. IEC 60898-1 standardına uygun olarak, tüm testler +30 °C hava sıcaklığı koşullarında ve soğuk başlangıç noktasından yapılmalıdır; akım karakteristikleri, B, C ve D eğrilerinin tümü için aynı kalan aşırı yükün üç noktası için gösterilir.

Çift 1.13 × ve 1.45 ×, devre kesicinin kabul edilebilir aşırı yük performansının sınırlarını belirler; devre kesici yanlış açma olmadan biraz üzerinde 13% aşırı yüke dayanmak zorunda iken, geleneksel bir şekilde 45% aşırı yükü bile kesebilmelidir. Bu faktörler, ısı eğrisinin grafikteki konumunu tanımlar. . Geleneksel zamanın 63 A'dan sonra bir saatten iki saate değişmesinin tek nedeni, daha büyük kontaklara sahip daha büyük devre kesicilerin çok daha büyük ısı kapasitesine sahip olması ve kararlı hale gelmesinin daha uzun sürmesidir.

Üretimle ilgili olarak, 2.55 × In noktası pratikte devre kesiciyi kalibre etmek için kullanılır çünkü geleneksel ölçümlerde kazanılan saat yerine kesme süresini saniye cinsinden ölçmeye olanak tanır. Böylece, belirli bir miktarda akım devre kesiciden geçirilirken açma süresi ölçülür ve bu süre servo veya operatör kullanılarak ayarlanır. 1.13 × ve 1.45 × noktalarıyla yapılan daha zaman alıcı ölçümler, yukarıda elde edilen sonuçları destekler.

Benlong tam olarak bu aşama için ekipman üretir. The MCB uzun süreli termal kalibrasyon tezgahı IEC 60898-1 standardına uygun aşırı yük testlerini yüksek stabiliteye sahip akım kaynağı ile çoklu istasyonlarda gerçekleştirir, yarı otomatik termal açma kalibrasyon tezgahı Tip-A ve kart tabanlı kardeşi Tip-B MCB aileleri arasında hızlı geçişle programlanabilir aşırı yük kalibrasyonunu yönetir. IEC 60947-2 standardına tabi MCCB'ler için referans noktalar değişir — geleneksel açmayan akım 1.05 × In ve geleneksel açma akımı 1.3 × In olur — ancak kalibrasyon prensibi değişmez.

Kısa Süreli Gecikmeli ve Anlık Testler: B, C ve D'nin Farkları

Gecikme testinin ikinci kısmı manyetik elemanı veya kısa devre yanıtını değerlendirir. Bu, müşterilerin sıkça kısa süreli gecikme veya zaman gecikmeli test olarak adlandırdığı ve B, C ve D eğrilerinin farklı davranmaya başladığı kısımdır. Manyetik açmanın gerçekleştiği seviye, anlık 0.1 saniye konvansiyonuna göre devre kesiciyi açmak için gereken nominal akım miktarı ile tanımlanır. Eğri tipine karşılık gelen daha düşük kat sayı, devre kesicinin hizmette kalması gereken akımı gösterirken, daha yüksek kat sayı devre kesicinin açması gereken akımı belirtir.

Test, eğri türüne göre iki aşamada gerçekleştirilir. İlk olarak, bir tutma testi, kesicinin alt katmanda — B için 3 × In, C için 5 × In, D için 10 × In — 0,1 s içinde atmadığını doğrular. Ardından, bir atma testi, üst katmanda — sırasıyla 5, 10 ve 20 × In — 0,1 s içinde attığını doğrular. Bir Tip C 16 A kesici alın: anlık atma olmadan 80 A (5 ×) üzerinden geçmeli, ancak 160 A (10 ×) de neredeyse hemen açılmalıdır. Aynı 16 A kesici Tip B’de 80 A’da anında atar, Tip D’de ise manyetik etki göstermeden önce 320 A’ya kadar dayanır. Bu fark, eğri seçiminin giriş akım toleransı ve aşağı akış koordinasyonunu yönetmesinin tam nedenidir: D-eğrisi, B-eğrisinin gereksiz yere atacağı bir motor veya trafonun anlık yükselişini tolere eder.

Test spesifikasyonu yazan herkes için bir nokta vurgulanmaya değerdir. B, C ve D arasındaki geçme kriterleri manyetik (anlık) atmaya aittir, termal aşırı yük atmasına değil.. Bimetalik taraf, gerçek termal kalibrasyon, üç eğri için aynıdır. Ve bir MCB’de bu kısa devre yanıtı gerçek anlamda gecikmeli değil, anlıktır; atölyede kısa süreli gecikme ifadesi gevşek kullanılır. Gerçek, kasıtlı kısa süreli gecikme bandı yalnızca ayarlanabilir atma üniteli MCCB’lerde görülür, bu konu sonraki bölümde ele alınacaktır. MCB ve küçük çerçeveli MCCB manyetik kontrolü için Benlong’un MCCB manuel manyetik açma test tezgahı özel olarak tasarlanmış, programlanabilir 5–10 × In akım kaynağı ve milisaniye seviyesinde zamanlama ile net bir geçme/geçmeme kararı verir.

Hangi Standart Uygulanır: IEC 60898-1, 60947-2 ve 61009

Uygun geçme kriterleri, ürünün sertifikalandırıldığı standarda bağlıdır ve yanlış uygulama riskler açısından gerçek bir tehlike oluşturur. Ev kullanımı ve benzeri ortamlar için uygulanan MCB’ler IEC 60898-1 standardını kullanır ve bu standart B, C, D sınıflandırmalarını belirtir. IEC 60947-2 standardı MCCB’ler ve endüstriyel devre kesicilerin kullanımını düzenler, bu nedenle kendi geleneksel akımları (1,05 × ve 1,3 × In) ve daha esnek özellikleri vardır. IEC 61009-1 standardı, artık akım testlerine tabi olan ve termal ve manyetik işlemler için MCB’lerle aynı testlerden geçmesi gereken artık akım devre kesicileri (RCBO) düzenler. Tek bir anahtar her iki standarda göre sertifikalandırılabilir, ancak kullanılan standartlara bağlı olarak sıcaklık referansı farklı düzenlenebilir.

Referans sıcaklık faktörlerden biridir. IEC 60898-1’e göre kalibrasyon 30 °C’de yapılırken, IEC 60947-2 uyumlu cihazlar 40 °C’de test edilir. Aynı cihaz, belirtilen standartların her biri için farklı sıcaklık seviyeleri kullanılarak test edilebilir. Referans sıcaklık, tüketiciler tarafından kullanılan derating tablosunu da etkiler, bu nedenle kesici yanlış referans kullanılarak test edildiyse standart testleri geçtikten sonra başarısız olabilir. Bu nedenle, test sırasında sıcaklığın sabitlenmesi sadece bir laboratuvar formalitesi değil, aynı zamanda kesin bir kalite gereksinimidir.

MCCB Termal Kalibrasyonu ve LSI(G) Gecikme Bantları

Kalıplanmış kutu devre kesiciler karmaşıklık katmanı ekler. Daha küçük termal-manyetik MCCB'ler, aşırı yük bandı için bir bimetali keserek ve kısa devre tripini doğrulamak için solenoidi kontrol ederek MCB'ler gibi kalibre edilir. Ancak birçok modern MCCB elektronik trip üniteleri kullanır ve burada MCCB termal kalibrasyonu metal bükmek yerine programlanabilir koruma parametrelerinin ayarlanması ve doğrulanması meselesi haline gelir. Bu trip üniteleri genellikle LSI veya LSIG şeması ile tanımlanır ve her harf ayrı ayrı ayarlanabilir bir koruma bandını temsil eder:

• L, uzun süreli gecikme: aşırı yük fonksiyonu, termal elemana eşdeğer, ayarlanabilir alma akımı ve ters zamanlı aşırı yük davranışını tanımlayan zaman gecikmesi ile.
• S, kısa süreli gecikme: orta dereceli arıza akımlarında gerçek, kasıtlı bir gecikme, böylece aşağı akıştaki bir kesici önce arızayı temizleyebilir ve seçiciliği koruyabilir. Bu, MCB'lerin basitçe sahip olmadığı gerçek kısa süreli gecikme bandıdır.
• I, anlık: kasıtlı gecikme olmadan yüksek eşik üzerinde anında trip, şiddetli kısa devreler için.
• G, toprak arızası: dört kutuplu ve daha yüksek spesifikasyonlu ünitelerde isteğe bağlı toprak arızası koruması.

Elektronik bir MCCB için gecikme testi, her bandın programlanmış ayarlarında tolerans içinde trip yaptığını doğrular, sırayla L, S ve I eşiklerinde akım enjekte eder ve yanıt süresini ölçer. Termal-manyetik bir MCCB için ise, bimetal ve solenoid doğrudan doğrulanır, tıpkı bir MCB gibi ancak daha yüksek akımlar ve daha büyük çerçevelerde. Her iki durumda da ekipman, bir MCB tezgahından çok daha yüksek test akımları sağlamalıdır. Benlong’un MCCB Laboratory Integrated Testing bench manyetik trip testi, termal kalibrasyon ve uzun süreli termal kalibrasyonu tek bir istasyonda çalıştırmak için tasarlanmıştır, bu da hem Ar-Ge laboratuvarı hem de tip test odası için uygundur.

Termal Kalibrasyon Üretim Hattında Nasıl Yapılır

Tipik bir termal trip kalibrasyon iş akışı modern bir MCB hattında tekrarlanabilir bir diziyi takip eder. Kontrol edilen aşırı yük akımı, genellikle 2.55 × In, düşük harmonik bozulmaya sahip stabilize bir kaynak kullanılarak test edilen kesici üzerinden uygulanır, çünkü bozuk bir dalga formu ısınmayı değiştirir ve ölçümü yanıltır. Yüksek çözünürlüklü bir zamanlayıcı, kesicinin açıldığı tam anı kaydeder, genellikle ölçümün yüzde birinden daha küçük bir kısmına kadar. Trip süresi pencerenin dışındaysa, bimetal bükülür veya ayar vidası operatör tarafından yarı otomatik bir tezgah üzerinde ya da tam otomatik bir hücrede servo kafa ile ayarlanır. Ünite daha sonra soğuk olarak yeniden test edilir ve geçme/kalma sonucu ile trip süresi kaydedilir, genellikle USB ile dışa aktarılır veya tam izlenebilirlik için bir MES'e gönderilir. Tüm süreç boyunca, standart 30 °C referans aldığı için test alanı sıcaklığı izlenir ve telafi edilir; yanlış ortam sıcaklığında kalibrasyon, saha trip süresi hatalarının en yaygın nedenlerinden biridir..

Bu diziyi otomatikleştirmek üç şekilde fayda sağlar: tutarlılık, çünkü bir servo elle yapılan ayarlamadan daha tekrarlanabilir ayar yapar; hız, çünkü paralel istasyonlar uzun geleneksel testleri absorbe eder; ve izlenebilirlik, çünkü her bir birimin verileri rastgele kontrol edilmek yerine kaydedilir. Daha yüksek spesifikasyonlu ürünler genellikle 100% biriminde kalibre edilirken, standart MCB'ler belirlenmiş bir örnekleme planını takip edebilir. Kalite yukarı akışta da önemlidir — bimetalik montaj, kalibre edilmeden önce tutarlı bir şekilde üretilmelidir, bu yüzden Benlong ayrıca MCB termal devre kesme seti otomatik kaynak hattı tekrarlanabilir kaynak kalitesi ile termal trip alt montajını üretmek için sağlar. Kalibrasyona giren tutarlı bileşenler, pencere dışına kayan daha az birim ve aşağı akışta daha az yeniden işleme anlamına gelir.

Akım kaynağı, tüm aşamanın sessiz kahramanıdır. Çünkü bimetalik ısıya tepki verir, trip süresi gerçek RMS akımı ve dalga formu kalitesine bağlıdır, sadece nominal bir ayar noktasına değil. Yük altında düşen, kendi bileşenleri ısındıkça kayan veya önemli harmonik bozulma taşıyan bir kaynak, standartın varsaydığı temiz sinüs dalgasından farklı olarak şeridi farklı ısıtır ve buna karşı kalibre edilen her birim bu hatayı miras alır. Bu nedenle, düşük toplam harmonik bozulmaya sahip stabil, kapalı döngü akım kaynağı, sağlam, düşük dirençli test kontakları ile birleştiğinde, tezgâhtaki hemen hemen diğer tüm faktörlerden daha fazla verim sağlar.

Neden Kesiciler Gecikme Testi QA'sında Başarısız Olur

İyi tasarlanmış olsa bile, bir kesici üretim süreci kaymışsa reddedilebilir. Bir kesicinin gecikme testini geçmemesinin en yaygın nedenleri arasında referans sıcaklığı olan 30 °C'den sapma gösteren yüksek ortam sıcaklığı, bu da genel termal bandı sola veya sağa kaydırır; bimetal'e sağlanan ısı miktarını değiştiren kararsız akım; terminallerde uygun olmayan direnç, ek ısı oluşturur; testler arasında yetersiz yerleşme süresi, böylece bimetal kalıntı ısıyı tutabilir; yanlış eğri kartı veya program uygulanması; ve kalibrasyondan sonra mekanik kayma, ardışık testler arasında yüksek dağılıma neden olur. Bu sorunların çoğu kontrol problemlerinden kaynaklanır ve üretim tezgahında stabil akım kaynağı, mükemmel sıcaklık telafisi ve otomatik veri kaydı sistemi varsa ortadan kaldırılabilir.

Gecikme testi, kesici kalite kontrolünün sadece bir direğidir. Dielektrik ve yalıtım doğrulaması ile yan yana durur — tam bir test planı oluşturuyorsanız, açıklayıcı metnimiz hi-pot testi termal ve manyetik kontrollerle paralel olarak çalışan dayanım voltajı tarafını kapsar.

Termal Kalibrasyon ve Gecikme Testi Ekipmanı Seçimi

Tezgahın ürüne uyumu önemlidir. Orta hacimli tek bir MCB ailesi, yarı otomatik kalibrasyon tezgahıyla iyi hizmet alırken; birçok model çalıştıran bir tesis, bir hattın aileler arasında dakikalar içinde geçiş yapabilmesi için kart tabanlı değişimden faydalanır; ve bir MCCB veya ACB atölyesi, gerekli katlara ulaşmak için daha yüksek akımlı, daha büyük çerçeveli tezgahlara ihtiyaç duyar. Benlong’un bu sistemlerin tam yelpazesi, altında yer almaktadır. Test Tezgahı Projesi katalog, MCB termal kalibrasyon tezgahları, MCCB manyetik trip tezgahları, entegre laboratuvar test cihazları ve kapsamlı ACB test istasyonlarını kapsar. Her tesisin model karışımı, hedef üretim hızı ve çevrim süresi farklı olduğundan, bu tezgahlar genellikle sabit katalog birimleri olarak satılmak yerine müşterinin ürününe göre yapılandırılır.

Çözüm

Termal kalibrasyon, bir devre kesicinin derecesini kazandığı yerdir. Onaylayan gecikme testi, IEC 60898-1 aşırı yük noktalarına karşı termal bimetali ayarlayan ve kontrol eden uzun zaman gecikmeli bir kısma ve manyetik tripi kontrol eden kısa zamanlı veya anlık bir kısma temiz bir şekilde ayrılır — ve B, C ve D eğrilerine farklı geçiş kriterleri veren manyetik tarafıdır. Ortam sıcaklığını, akım dalga formunu ve zamanlamayı doğru ayarlayın, her bimetali ayrı ayrı kalibre edin, sonuçları kaydedin ve sonuç, tam olarak gerektiği anda açan ve gerektiğinde tutan bir kesici olur. Bu süreci ölçeklendiren üreticiler için, doğru kalibrasyon ve gecikme testi tezgahları kombinasyonu, yavaş ve operatöre bağlı bir görevi tekrarlanabilir, izlenebilir bir üretim aşamasına dönüştürür.