高压480伏三相电缆与低压24伏或120伏控制布线和通信布线混合在同一个机柜中,会导致机柜内电子设备运行不稳定,甚至完全故障。在你打开机柜之前知道里面有什么,一旦进入机柜就会发现具体的布线问题,测量什么值,以及纠正问题的简单方法,这些都有助于缓解工厂地板上许多不稳定的,有时是“神秘的”控制和通信问题。
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工厂地板上的机柜通常被设计为自动化和过程控制设备的中央控制点。在机柜内部是电子可编程控制器(plc),变频驱动器(vfd),以及它们相关的通信和控制线路。
由于在设施中被控制的设备通常是480伏,因此480伏三相电源必须经常通过与电子控制相同的机柜-这对于故障排除和维护都是一个优势。您可以使用同一个机柜观察可编程控制器上的指示灯,测量电机起动器上的三相电压,或调整驱动器。
安全第一
在打开橱柜之前,安全永远是首要考虑的问题。当技术人员或工程师开始从事电子控制工作时,很自然地将注意力集中在可疑的低压设备和控制上,很容易忘记混合电压柜内的工作使工人暴露在危险的电压和短路电流中。打开机柜门前:了解当前电压等级。
工业控制板要求有耐用和清晰的标签,说明额定电压,相位数和机柜中所有电源的频率。旧的面板可能没有标记。现在许多面板在面板门上都有电弧闪光警告标签。需要注意的是,闪弧标签通常提供的是机柜内的最大电压,而不是所有的电源电压。除了任何标签,参考电气图表和供应商手册,甚至在必要时走系统,以帮助确定机柜的电压供应。
如果可能的话,最好站在机柜的一侧,操作断开装置,打开门锁,打开门——以防万一。打开机柜门后,肉眼检查是否有明显异常或绝缘烧焦的气味。参考相应的接线和控制电路图来识别元器件和端子带。
最大限度减少电磁干扰
作为视觉检查的一部分,注意接线如何进入机柜。480伏的电力导体和低压控制线路一般将通过单独的管道引入。在现场的不同管道中运行这种导体有助于将电磁干扰的可能性降至最低。如果电源导体与控制线路和电子元件太近,无论是在现场还是在机柜中,都可能导致设备运行不稳定。
为了减少电磁干扰的影响,电力导体不应靠近控制和通信线路。“近距离”并没有标准的距离定义。你必须作出合理的判断。电源导线和控制导线应分别放在机柜内部的走线盘中。如果出于某种原因,电力导体和控制电线必须相互交叉,请确保它们以90度角交叉,以减少电磁干扰的影响。
电源和控制电路分离
部分目视检查必须保证电源和控制电路的充分分离。为了帮助区分控制电路和电源电路,请注意所用导体的尺寸和颜色编码方案。控制电路接线一般为16awg或18awg。电源导体一般不小于12 AWG,而且通常要大得多。除绿色、蓝色、橙色外,任何颜色绝缘上都应有白色、灰色或连续三条白色条纹。白色带蓝色条纹的控制电路导线是直流控制电路的接地导体。任何橙色或带有橙色条纹的白色控制线都是不接地导体,在主电源断开后仍保持通电。此外,红色绝缘表示交流控制电路中的不接地导体,蓝色绝缘表示直流控制电路中的不接地导体。作为多芯电缆的一部分进入机柜的导体可以有不同的配色方案。根据需要参考接线图。
进入机柜的三相电源导体不接地,无颜色编码限制。通常,棕色、橙色和黄色分别用于480伏的相A、B和C。黑色、红色和蓝色分别用于208伏或240伏的A、B和C相。
总之,当涉及到识别和分离电线时:要谨慎,了解机柜内部使用的颜色编码方案,如果有疑问,请用数字万用表测量,以验证各个端子的电压水平。
低压仪表接线
通常,导体的“双绞线”或“屏蔽电缆”有助于最大限度地减少低压仪器布线中电磁干扰的影响。在双绞线中,一个导体以每英寸指定的绞数绕着另一个导体。屏蔽电缆是一种双绞线电缆,用编织或箔覆盖整个导体长度;它还有一个用于物理保护的热塑性外壳。双绞线有助于减少感应的影响,并应保持扭曲,直到他们的终止。覆盖在双绞线上的编织或箔有助于防止电压被感应到控制线。这种编织或箔必须连接到地面只有一端。排水线运行的屏蔽电缆的长度刚好在箔的下面,所以它是整个电缆长度的接触。排水线,如果存在,端接到地。排水线“排水”到地面的任何杂散电压感应到电缆。
如果控制电路不止在一个点接地,控制问题几乎肯定会发生。例如,如果排水线在电缆的两端都接地,或者电缆护套在某个地方被意外刮掉,箔片接触接地金属,就会产生“接地回路”。不需要的电流现在将通过排水线和箔之间的两点接地(接地回路),由于在分开的接地之间的电位差。检查机柜时,应确保屏蔽电缆未接地端绝缘到位,排水线或任何铝箔不得意外接触机柜内的金属。
进行电压测量
目视检查发现异常后,应测量电压,确保无电源导体电磁干扰。使用适当额定的数字万用表测量和记录电压等级。电子设备(如plc和vfd)的输入电压一般规定为额定电压的正负10%。测量每个输入和输出现场设备的电压。如果在本应不存在的地方出现了任何显著的电压,要特别小心。这可能是电力导体感应的指示,产生低控制电路电压。通常这种问题的根源是在导体的现场布线,可能需要大量的故障排除来定位问题。由于感应到控制电路接线的电压会随着电流流过电力导体的变化而变化,控制电路的电压也会相应变化。可能需要使用记录数字万用表,例如爱游戏平台是正规的吗侥幸289真有效值测井工业万用表,以确定这些方差。
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控制接线端子的密封性
检查控制接线端子是否紧固。任何电磁感应的影响,控制可能已经能够处理,将加剧在一个松散的端点和电子输入可能会受到影响。有时电线会从压力连接器上松动,通常是由于安装不当。检查每一根导线的端点,以确保其在连接器或端子螺丝下是安全的。拧紧所有端子螺钉。
适当的检查和维护电源和控制线路可以最大限度地减少电控设备的性能问题。松动的控制线路和端子螺丝,不正确的接地技术,以及电力和电子导体的布线过于接近,这些都是一些最常见的,但很难找到的设备操作不当的原因。了解您的机柜中有什么,进行适当的检查,并解释控制电压读数将有助于许多神秘的设备问题消失。
混插机柜中电源线的问题
当电流流过导体时,在导体周围的圆形路径上产生磁场。当交流电流向相反的方向时,原来的磁场将崩溃,并在电力导体周围形成相反方向的磁场。整个过程将在60赫兹交流电路中每秒发生60次。
如果另一个导体在这个变化的磁场的影响范围内,则满足电磁感应的三个要求:
- 存在一个电磁场(由电流在电源导体中流动产生)。
- 在磁场中有一个导体(低压控制线路)。
- 导体和磁场之间发生相对运动。(磁场不断地建立,崩溃,并改变方向。)
因此,电压被产生或“感应”到控制线路中——因此术语电磁感应。在控制线路中产生的异常电压和电流流被称为电磁干扰,或EMI。EMI可以产生足够的电压,使PLC或VFD“看到”虚假信号。或者,控制线路上的电压可能被电磁干扰扭曲,控制线路提供的电子设备将不能正常工作。
包含控制电路和电源电路的机柜检查清单
- 在打开机箱门之前,确定机柜内部的电压水平。
- 遵守所有电气安全工作规范,包括正确使用个人防护装备和建立接近边界。
- 打开柜门时,尽量侧站。
- 目视检查线路和部件是否有明显异常。
- 注意颜色编码方案,区分控制导线和电源导线。
- 验证电源导体和控制导体是否充分分离。
- 验证任何电源和控制线路相互交叉,这样做在90度角。
- 测量电子设备电源的电压水平,并在制造商的额定范围内进行验证。
- 测量现场输入和输出设备的电压,并在规范范围内进行验证。
- 检查所有控制端子的完整性,拧紧端子螺丝。