Czym dokładnie jest kondensator bezpieczeństwa „XY”?

27

Pomóż mi to zrozumieć. W wyróżniającym się serwowzmacniaczu prądu przemiennego o napięciu 480 V i mocy 6 kW, na trzech fazach wejściowych, umieszczono trzy 22-milimetrowe nakrętki „XY” klasy 10nF o tłumieniu EMI. Ponadto z tych trzech faz trzy dokładnie takie same „XY” czapki idą na ziemię podwozia:

schematyczny

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Teraz rozumiem, że czapki z oznaczeniem „X” zostały zaprojektowane tak, aby nie uległy zwarciu w celu wyjęcia bezpiecznika. Dlatego w fazach należy używać „X”. I zaślepki „Y” są zaprojektowane tak, aby nie otwierały się , aby nikogo nie porazić prądem. Zatem „Y” należy stosować od faz do ziemi. Oczywiście nie możemy tutaj robić obu ... więc czym dokładnie jest kondensator bezpieczeństwa o klasie „XY”?

Zastosowanie czapek bezpieczeństwa 400 / 500v na magistrali 480v:

— rdtsc
źródło

3

Według KEMET, możesz mieć oba „Bezpieczne kondensatory dyskowe serii KEMET 900 są oferowane z oznaczeniem kombinacji, takim jak X1 / Y1. Oznacza to po prostu, że kondensator może być użyty jako kondensator X1 w zastosowaniu linia-linia lub jako kondensator Y1 w zastosowaniu linia-ziemia. KEMET oferuje kombinacje klas X1 / Y1 i X1 / Y2. ” Link tutaj: kemet.com/Lists/FileStore/…

— Tyler

Wystarczy zauważyć, że powyższy obraz przedstawia serwonapęd, który doświadczył skoku napięcia, być może błyskawicy. Czapki zwykle nie zawodzą. Mimo to byłem zaniepokojony, widząc uszkodzenia zarówno w grupie międzyfazowej, jak i w grupie czapek z ziemią.

— rdtsc,

34

Kondensatory bezpieczeństwa są klasyfikowane według klasyfikacji X i Y. Właściwie zdefiniujmy wszystko, a wtedy powinno stać się jasne, w jaki sposób kondensatory te mogą być oceniane zarówno dla X, jak i Y jednocześnie.

Kondensatory klasy X: są to kondensatory do użytku wyłącznie w sytuacjach, w których ich uszkodzenie nie stanowiłoby ryzyka porażenia prądem elektrycznym, ale mogłoby doprowadzić do pożaru. To wszystko. Nie ma specyfikacji co do jego trybu awarii, jeśli nie powiedzie się otwarcie lub zamknięcie, czy jest on w poprzek linii, czy nie.

Jednak ostatecznie sprowadza się to do zastosowania tych kondensatorów w sytuacjach równoległych do linii, ponieważ sytuacje między ziemią niosą ryzyko porażenia prądem w przypadku zwarcia tych kondensatorów.

Teraz nikt nie chce, aby kondensator ulegał zwarciu, ponieważ rzadko jest to pewny sposób na wysadzenie bezpiecznika, zanim kondensator wybuchnie lub się zapali. Kiedy zawodzą, często nadal wykazują kilka omów oporności, zamiast być śmiertelnie krótkimi. Tak więc kondensatory X nie są tak zaprojektowane, aby same ulegały awarii w obwodzie otwartym lub zamkniętym, ale są zaprojektowane tak, aby wytrzymać dużą liczbę udarów bez żadnych awarii.

Istnieją 3 podklasy kondensatorów X, X1, X2 i X3. Odpowiadają one szczytowym napięciom roboczym, które są na ogół znacznie wyższe niż ciągłe napięcie znamionowe. Są to:

\begin{array}{ccc} do l za s s & S. mi r v ja do mi V. o l t za sol mi & P. mi za k V. o l t za sol mi \\ X 1 & > 2500 V. \leq 4000 V. & 4 k V. (do < 1.0 µ fa) \frac{4}{\sqrt{do}} k V. (do > 1.0 µ fa) \\ X 2) & \leq 2500 V. & 2.5 k V. (do < 1.0 µ fa) \frac{2.5}{\sqrt{do}} k V. (do > 1.0 µ fa) \\ X 3) & \leq 1200 V. & N. o t r za t mi re \end{array}

$\begin{array}{|c|c|c|} \hline Class & Service \, Voltage & Peak \, Voltage \\\hline X1 & >2500V ≤ 4000V & 4kV \, (C<1.0µF) \quad \frac{4}{\sqrt{C}}kV \, (C > 1.0µF)\\\hline X2 & ≤2500V & 2.5kV \, (C<1.0µF) \quad \frac{2.5}{\sqrt{C}}kV \, (C > 1.0µF)\\\hline X3 & ≤1200V & Not \, rated\\\hline \end{array}$

Kondensatory klasy Y: Kondensatory te są przystosowane do użytku w sytuacjach, w których awaria stanowiłaby ryzyko porażenia prądem. Oznacza to, że kondensatory klasy Y są tak zaprojektowane, aby po prostu wcale nie ulegały awarii lub same się goiły, umożliwiając im odzyskanie sił po wyładowaniu łukowym. Zasadniczo wymagania dotyczące kondensatora klasy Y są surowsze i wyższe niż w przypadku kondensatora X. Kondensatory Y są jedynymi kondensatorami, które można bezpiecznie stosować w sytuacjach „linia-ziemia”. Jednak znowu nie ma wzmianki o ich trybie awarii, ocena Y oznacza jedynie, że spełnione są pewne minimalne wymagania. Sprowadza się to do ogólnego niepowodzenia lub, jak wspomniano, samoleczenia.

Tylko kondensatory klasy Y są wystarczające do zastosowania w aplikacjach „linia-ziemia”. Ze względu na surowsze oceny bezpieczeństwa dopuszczalne jest stosowanie kondensatorów klasy Y zamiast kondensatorów klasy X, ale nie odwrotnie. Kondensatory wyraźnie ocenione dla obu nie są rzadkością i nic nie stoi na przeszkodzie, aby kondensator był jednocześnie obydwoma klasami.

Istnieją 4 podklasy kondensatorów Y, Y1, Y2, Y3 i Y4. Oto różnice:

\begin{array}{ccc} do l za s s & S. mi r v ja do mi V. o l t za sol mi & P. mi za k V. o l t za sol mi \\ Y 1 & \leq 500 V. & 8 k V. \\ Y 2) & \geq 150 V. < 300 V. & 5 k V. \\ Y 3) & \leq 250 V. & N. o t r za t mi re \\ Y 4 & \leq 150 V. & 2.5 k V. \end{array}

$\begin{array}{|c|c|c|} \hline Class & Service \, Voltage & Peak \, Voltage \\\hline Y1 & ≤500V & 8kV\\\hline Y2 & ≥150V < 300V & 5kV \\\hline Y3 & ≤250V & Not \, rated\\\hline Y4 & ≤150V & 2.5kV\\\hline \end{array}$

Obie te tabele są uogólnieniami i w zależności od tego, jaki standard zastosowano przy projektowaniu kondensatora jako klasy X lub Y, specyfika może się nieznacznie różnić. Jeśli naprawdę chcesz zagłębić się w drobiazgowe szczegóły, najlepiej przeczytać konkretny standard dla danego kondensatora. Oto lista różnych standardów, choć może to nie być pełna lista.

Norma amerykańska UL 1414
Ul 1283 Amerykański standard
Standard kanadyjski CSA C22.2 nr 1
CSA C22.2 nr 8 kanadyjski standard
EN 132400 Norma europejska
Międzynarodowa norma IEC 60384-14

Wreszcie, chociaż nie wspomniano w pytaniu, chciałbym dodać rzeczywisty celtych kondensatorów. Służą do filtrowania EMI. Nie tylko blokują duże ilości śmieci przed dostaniem się do sieci, ale również zapobiegają wyrzucaniu śmieci do sieci. Zasadniczo będą one obecne na zasilaczach impulsowych z konieczności przekazywania FCC / CE / cokolwiek, ale zwykle będą nieobecne na oldschoolowych liniowych zasilaczach (sam transformator sieciowy wykonuje zwiększenie lub zmniejszenie napięcia ). Wynika to z istotnych harmonicznych przełączania, które są nieuniknionym efektem ubocznym szybkiego wzrostu i spadku czasu obserwowanego w przełącznikach, podczas gdy transformator liniowy ma stosunkowo niski poziom szumów / niską harmonikę. Mostek prostowniczy powoduje pewne harmoniczne, ale rdzeń z laminatu żelaznego rozprasza praktycznie wszystkie z nich na długo przed powrotem do uzwojenia pierwotnego.

— metakollina
źródło

Czy jesteś pewien, że Twoje napięcia serwisowe są prawidłowe dla pułapek X?

— ThreePhaseEel

6

Nie, czapki X nie powinny się otworzyć, aby uniknąć ryzyka pożaru. Jednak niektóre części zapaliły się po wielu latach pracy w terenie. Powszechnie wiadomo, że papierowe nasadki dielektryczne są bardziej niezawodne, ponieważ papier nasiąknięty żywicą epoksydową lepiej się goi niż polipropylen. W niektórych przypadkach żywica epoksydowa uległa pewnej śmiertelnej zmianie. Może stał się kruchy i pęknięty.

XY to tylko taki, który przeszedł normę IEC60384 zarówno w podklasie X, jak i Y ... na przykład zarówno X1, jak i Y1.

— Robert Endl
źródło