电容好坏怎么样判别?
判断电容器质量的方法:
1.电容器外壳膨胀或泄漏。
2.外壳破裂,闪络产生火花。
3.电容器内部有异常声音。
4.外壳温度升至55℃,温度指示器熄灭。
如发现上述情况,电容器损坏,应立即切断电源。
电容,通常指的是其保持电荷的能力,是电容,用字母c表示。
扩展信息:
电容器故障处理:
当电容器爆炸着火时,应立即切断电源,并用沙子和干粉灭火器扑灭。
电容器保险丝熔断时,向调度汇报,征得同意后,再拉开电容器的断路器。切断电源,放电。先进行外部检查,如外壳外部是否有闪络痕迹,外壳是否变形,是否漏油,接地装置是否短路。https://iknow-pic.cdn.bcebos.com/ac4bd11373f08202e47e865f44fbfbedaa641be5?x-bce-process=image%2Fresize%2Cm_lfit%2Cw_600%2Ch_800%2Climit_1%2Fquality%2Cq_85%2Fformat%2Cf_auto
饮水机内有专门的制冷装置,主要利用半导体制冷原理进行制冷。其实一台饮水机一般有两个水箱,一个装热水,一个装冷水。制冷装置放置在冷水箱中。当按下制冷开关时,饮水机中的制冷压缩机将开始工作。冰箱里有一个蒸发器,可以吸收所有的热气。在这个过程中,压缩机将把气体送到冷凝器。冷凝器可以迅速降低液体的温度,水的热量可以被吸走,从而保持低温。如果开关一直闭合,只要温度上升到一定温度,压缩机和冷凝器就会不断重复工作。其实饮水机的制冷装置和冰箱很像,只是饮水机安装的压缩机和冷凝器比较小,所以每次能制冷的水量也很有限。饮水机里的水箱只有500ml左右,所以完成制冷过程大概需要两三分钟。但是只有高档的饮水机才会配备压缩机,如果只用普通饮水机,就会使用半导体元件制冷。更便宜的饮水机不会配备制冷功能,常温水处于既不加热也不制冷的状态。其实饮水机的制冷效果并不是特别好,温度一般在五摄氏度到十摄氏度左右,离冰水的状态还很远。所以夏天想喝凉水,其实用冰块或者直接把水冰放冰箱里更好。配备制冷功能的饮水机价格比普通饮水机高很多。如果只是想多一个制冷功能,买高档饮水机不划算。
1.压力计
制冷剂泄漏是空调的通病。为了测试系统中制冷剂的量是否足够,通常使用压力表。压力表是氟利昂制冷系统中常用的测试工具。其外壳直径从60mm~250mm,规格多样。适用于空调制冷系统的真空压力表量程为-0.1MPa~2.5MPa,如图2-33所示。
压力表通常与三通维修阀一起使用。顺时针旋转三通修复阀旋钮可以缩小阀孔。当旋钮顺时针旋转到底时,相应的管道将从室外机上切断。逆时针转动旋钮,阀孔扩大,相应的管道与室外机连接。不管旋钮在什么位置,三通修理阀上的压力表总是与制冷系统相连。通过配合三通修理阀的开关,可以对制冷系统进行抽真空、加注制冷剂和压力测试。
2.扩管机
当两根铜管对接时,需要将一根铜管插入另一根。此时,通常需要扩大插入的铜管端部的内径,以便能够以一致的方式插入另一个铜管。只有这样,两个铜管才能焊接牢固,不容易漏水。扩管器的作用是根据需要对不同规格的铜管进行扩管。扩口时,先将退火后的铜管放入管夹对应的孔径内,铜管伸出管夹的长度随管径变化。对于大直径铜管,扩径长度应较大,而对于小直径铜管,扩径长度应较小。对于ф8铜管,扩径长度一般为10mm左右。拧紧管夹两端的螺母,牢牢夹住铜管,插入所需直径的胀头,顺时针慢慢旋转。
3.闪光装置
扩口是用来对铜管进行扩口,使分体式空调的室内机和室外机通过管道连接起来。扩口时,将退火后的铜管套上连接螺母,然后将铜管放入管夹相应的孔内,铜管露出管夹的高度为铜管直径的五分之一。拧紧管夹两端的螺母,将扩口压紧器的锥形头压在管口上,慢慢顺时针旋转螺钉,将管口挤压成扩口,如图2-35所示:
4.切管机
维修安装空调时,经常需要用切管机切割不同长度和直径的铜管。切管机有不同的规格,其结构如图2-36所示:
切割铜管时,将铜管放在切管机的两个滚轮之间,顺时针旋转进给按钮,将铜管夹在切管机和滚轮之间,然后一边旋转进给按钮,一边绕着铜管旋转切管机。旋转送料按钮时,用力一定要均匀、轻柔,否则铜管可能会被挤压变形。铜管切断后,要用铰刀去除管口边缘的毛刺,防止铜屑进入制冷系统。
5.弯管机
弯管机是用来改变铜管形状,加工成所需形状的工具。弯管机有各种尺寸,适用于弯曲半径小于20毫米的铜管。弯管时,将退火铜管放入弯管机轮子的凹槽内,锁紧管卡钩,慢慢转动手柄至所需角度,如图2-37所示:
6.气焊设备
空调的制冷系统大多使用铜管,维修需要气焊。传统的气焊设备使用混有乙炔气的氧气,点燃后产生高温火焰。现在使用液化石油气较多,采用氧气辅助液化石油气焊机焊接制冷系统管道。气焊设备主要由气瓶、连接软管和焊枪组成。
7.夹钳手表
钳形表是一种应用广泛的测量仪器,是制冷设备电气故障排除中最常用的工具。它可以测量交流或DC电压,交流电流,电阻等。实物如图2-38所示:
①测量交流和DC电压。
首先,将转换开关切换到交流电压(ACV)或DC电压(DCV),并选择大于测量电压的量程。然后将红色和黑色的探针插入被测电源插座的插孔中,面板上显示的数字就是测得的电压值。交流电压没有固定的极性,所以钳形表的探头不管正负极都可以使用。测量DC电压时,应将转换开关转到DC电压电平(DCV),并注意量程要大于被测电压。同时,你应该确定被测电压的极性。测量时,红色探针连接到正电压,黑色探针连接到负电压。如果探针极性错误,钳形表可能会损坏。
②测量交流电流。
将转换开关转到交流电(ACA)的适当范围,测量时,只要将被测导线夹在它的钳形口中,利用电磁感应原理,显示屏就能指示出导线中的电流强度。
③测量电阻。
将转换开关转到适当的范围。测量前,直接连接两个探头(短路)。此时,显示屏应显示0ω和声音。如果显示的数字不是0ω,说明钳子损坏或动力不足。测量时,将探头接在被测电阻的两端,屏幕上显示的数字就是被测电阻值。
空调常见故障的维修
第二节电气控制系统维修案例
案例,SCR不良,室内噪音
故障现象:停机后室内风扇转动缓慢,启动后发出刺耳的噪音。
原因分析:根据用户反映和现象分析,初步判断室内电机电源故障。检查室内风扇的电源电压。当电机关闭时,电机上有100伏的电压。电机关闭后,室内电机仍缓慢持续运转。室内电机发热导致塑料电机框架受热变形,塑封电机位置偏移。这导致横流风扇叶片与底盘碰撞,发出令人不快的噪音和烧焦的气味。因此判断风扇控制晶闸管损坏。
解决方法:更换主控板。
体验:分体挂机室内风扇转速由可控硅控制。当电源电压较低或波动较大时,会造成可控硅单相击穿。当室内风扇关闭时,电机仍将缓慢转动。由于可控硅是单相击穿,电机供电不是正弦的,所以电机运行不平稳,噪音大。
二。室内风扇在关闭后没有启动的情况下持续运转。
故障现象:停机后,室内风扇不会停止,但风扇会在不启动的情况下运转。
原因分析:根据用户反映的故障现象,发现室内风扇通电时在运转,遥控关闭时仍在运转。初步判断室内电机电源故障。检查室内风扇的电源电压,通电或断电时电机上都有158V的电压输出。所以室内电机通电后运转,判断是风扇控制的可控硅损坏。
解决方法:更换同型号控制器后,调试正常。
体验:分体挂机室内风扇转速由可控硅控制。当电源电压较低或波动较大时,会造成可控硅单相击穿。当机器停止或关闭时,室内风扇仍有电压,因此室内风扇不能关闭。
第三,遥控接收器坏了。
故障现象:遥控不启动。
分析:检查遥控器,将遥控器对准普通收音机,按遥控器上的任意键。收音机会有反应,说明遥控正常,故障出在室内机主控板或遥控接收器。打开室内机的盖子,检查220v输入电源和12v、5v电压是否正常。手动启动空调,空调能正常启动运行,说明主控板没有问题,故障出在遥控接收器的元器件上。经检查发现,控制器接收电路上的陶瓷电容(103Z/50v)绝缘电阻较小,只有几kω,优质陶瓷电容应在10000mω以上,产生漏电流。
解决方法:直接切断103电容或更换显示面板后,空调一直正常运行。
总结:收不到遥控信号的原因有很多。除了上述电容泄漏,所有部件虚焊也会造成不接收。另外,空调的使用环境对遥控接收的影响也很大。湿度大时,冷凝水凝结在遥控显示面板背面焊点的脚上,电路板发霉,绝缘性能下降。焊点之间有漏电,导致遥控不启动或遥控失效。清洗电路板,用吹风机吹干,在遥控器显示面板背面焊一层玻璃胶,收音机的AM位置就可以用来检测遥控器是否发射信号。如果手动启动后空调运行正常,可以排除主控板故障,因此可以确定问题出在接收器。维修时,不能简单更换配件,尤其是短时间内反复维修时。应仔细分析附件的损坏原因。
案例四。温度传感器故障
&8226故障现象:空调制热效果差,风速一直很低。
&8226分析:现场检查,风扇电机发热,风速很低,出风口很热。当空调模式改变时,在制冷和送风模式下可以高低调节风速,高低风速明显,证明风扇电机正常。怀疑室内管温度传感器的特性发生了变化。
解决方法:更换室内管温度传感器后,调试一切正常。
一般经验:空调制热时,因为有防冷风的功能,室内温度传感器室内热交换器在25摄氏度以上时以微风工作,在38摄氏度以上时以设定风速工作。首先观察到风速低,出风温度高,检查风机是否正常。风速正常时,分析传感器检测的温度可能不正确,导致室内风机不在设定风速下运行,更换传感器。
温度传感器故障在空调故障中占很大比例。要准确判断,首先要了解它的功能。空调控制部件中有三个温度传感器:
1.室温传感器:主要检测室内温度。当室内温度达到设定要求时,它控制内外机的运行。制冷时,外部机组停止,而内部机组继续运行。制热时,吹余热后内部机组停止。
2.室内管温传感器:主要检测室内蒸发器盘管温度,在制热时起到防冷风、防过热、自动控温的作用。如果刚启动的盘管温度没有达到25℃,室内风扇就不运转;当温度达到25℃至38℃时,室内风扇将随着微风工作;当温度达到38℃或以上时,它将以设定的风速工作;当室内盘管温度达到57℃持续10S时,室外风扇将停止运转,当温度超过62℃持续10S时,压缩机也将停止运转。只有当温度降至52℃时,室外机才会投入运行。因此,当线圈电阻大于正常值时,室内机可能无法启动或保持低风速运行。当线圈电阻较小时,室外机会频繁停止室内机以吹送冷空气。制冷时起到防冻保护作用。当室内盘管温度持续2分钟低于-2摄氏度时,室外机停止运行。当室内盘管温度上升到7摄氏度或压缩机停止工作超过6分钟时,室外机继续运行。因此,当盘管阻力过大时,室外机可能停止运转,室内机吹自然风,导致不制冷故障。
3.室外除霜温度传感器:主要检测室外冷凝器盘管的温度。
当室外盘管温度连续2分钟低于-6℃时,室内机将进入除霜状态。当室外线圈传感器电阻过大时,室内机将无法正常工作。
5.案例:空调不制冷,通讯故障。
故障现象:室内机“运行”灯闪烁(其他灯熄灭),内外机不工作。
原因分析:根据用户反映,机器正常启动,但没有用户反映。但是大约30分钟后,内外机停止工作,控制面板上的运行灯闪烁,按任何键空调都没有反应。拔掉电源后,机器可以正常工作,但30分钟后还是出现了同样的故障。因为关机前空调和制冷都正常,所以系统不会有问题。初步判断是外部信号问题,故障代码显示来自公司。
解决方法:在电脑板的信号线之间并联103个陶瓷片式电容,或者更换法华生产的抗干扰C3Y电脑板,排除故障。
经验:维修时,要善于观察故障发生时面板的指示状态,根据公司提供的故障代码,迅速找出故障原因。若室外管温度传感器故障或内外机信号连接线开路,无数字显示功能的“定时指示器”每秒闪烁一次;如果有数字显示功能,将显示E2代码,三相A系列“温度灯”闪烁,其他所有指示灯熄灭。
六、外部信号干扰情况
故障现象:工作时无规律自动关机,并伴有蜂鸣器异常连续蜂鸣。
分析:检查遥控器正常,应急正常,说明电源正常,主板正常,测量内部单元所有传感器正常。按照用户的说法,同时购买两台同型号的空调,一台正常,一台故障。怀疑有干扰源。发现故障机器的房间装有电子整流节能灯,无论何时关灯,机器都是正常的。当灯打开时,测量接收器的信号输入端有2V交流电。当灯关闭时,遥控器不工作时,测量电压为0V。机器正常。
解决方法:建议用户更换电子整流荧光灯品牌,机器正常。
体验:电子整流荧光灯产生的频率和波形叠加在遥控器发出的红外波形上,造成机器接收异常,频率干扰源。维修此类故障前,应仔细询问用户的使用方法,并观察机器的外部环境。空调的信号干扰源分为电磁干扰、频率干扰和电能质量差的红外干扰,本次故障属于前者。在加工时,可以在遥控接收头前面加一个透明的深色滤镜挡板,或者在接收板的线束上加一个磁环,或者更换改装的控制器。
七、电源相序保护情况
故障现象:开机时,“定时”灯和“运行”灯同时闪烁,系统停止。
原因分析:根据故障代码判断为室外机保护,压缩机强制运行,正常运行,检查压力开关正常,电源也正常。初步判断为相序检测保护,相序接通后压缩机突然反转,确认属于相序检测板故障。
解决方法:更换室外机测试板后空调运行正常。
经验总结:根据故障代码逐一排除,维修人员要有一定的电路工作原理维修经验。在检测故障时,应遵循间隔和复杂程度,以免走弯路(按上面所说,调整相序后,反向开启压缩机,此时只需调整压缩机接线即可解决问题)。A系列采用三相供电,安装时安装人员有时会将相线与零线接在一起,也导致压缩机无法启动。维护期间,有必要
八、FS、DS控制面板按钮故障情况
故障:控制面板按钮失灵,遥控器可以操作。
分析:因为可以接收到遥控操作,所以可以排除是电脑主板的问题。经查,常州洪都生产的显示板上用于按键扫描的D1~D12二极管使用的是低频二极管IN4007,而主程序中的按键处理是高频;个别控制面板与自身主板不兼容,按键操作时主程序无法正确响应按键发出的信号,导致按键操作失败。控制面板和主板故障主要是由常州洪都电子有限公司2004年2月之前生产的产品引起的。
解决方法:当发现此类故障时,可更换常州洪都电子有限公司2004年2月以后生产的控制面板或其他公司与我公司配套的控制面板,或将控制面板上的D1~D12二极管更换为IN4148高频管。
总结:除了DS的按键故障,FS(Y)温度调节按键也可能出现故障。显示面板设计考虑到按键触摸留下的缝隙较小,塑料厂的塑料面板变形,与中间面板缝隙过小,导致操作失败。如果出现这种故障,只需更换相同型号的控制面板。
九、压缩机不能在低压下启动的情况
故障现象:机外压缩机启动时不启动。
原因分析:室内机工作正常,控制器外的压缩机电压输出正常,测得的压缩机电容正常。所以是压缩机问题。压缩机各绕组的电阻值正常。测量用户电压时,发现电压只有198V,但在标准设计标准的范围内,所以压缩机(48D129)的启动性能较差。
解决方法:更换一个35UF压缩机专用电容器,在压缩机电容器上并联一个辅助启动器。空调正常开启,不需要更换压缩机。
X.压缩机电容和风扇电容
故障现象:制冷过程中,压缩机启动时,空气开关跳闸。
原因分析:空调开启制冷运行,压缩机一启动就跳闸,单独测试室内机运行正常,判断故障在室外机。打开室外机外壳,检查电源线L和N两端的电阻是否为∞,确保两条线之间没有短路或对地短路,然后逐个检查室外机设备。检查压缩机电容器时,发现电容器短路。
解决方法:更换压缩机电容器,调试正常。
经验:空调压缩机启动跳闸时,先检查电源L、N线是否短路,再确认是室内还是室外,继续检查内外元件是否短路。
情况11:外部风扇电容不良。
故障现象:频繁停机,效果不佳。
分析:空调安装一年多,在一家餐厅使用,电源220V。用户反映空调工作一段时间后,一会儿制冷一会儿不制冷,无法正常工作。上门检查压力5Kg,电流12.5A怀疑冷凝器太脏。清洗冷凝器后,故障仍未消除。观察室外机,发现空调工作时外风扇电机转动缓慢,工作30分钟后风扇停止,压缩机电流上升停止。此时&8226;解决方法:更换风扇和电容,调试正常。
总结:根据测试可以得出结论:风扇保护是由于风扇电容失效,风扇停止后系统散热不良,导致压机因过电流而停止,三分钟后压机又重新启动。如此反复,导致频繁启停。由此可以看出,有些故障是各种原因造成的,是电控与系统相互作用造成的。所以保养时要仔细检查观察,少走弯路。
十二、变压器坏了。
故障现象:启动无响应。
原因分析:根据故障分析,先检查电源,有220V输入,排除电源问题。测量电源插头L和N的电阻为无穷大,可能导致保险丝烧断或变压器烧坏。打开室内机面板检查主板,保险丝良好。测量变压器时,发现初级开路。
解决方法:更换变压器,正常测试机器,排除故障。
经验:维修时如果整机通电无反应,先从电源电路入手,这样才能快速准确地找出故障。
案例十三。交流接触器
故障:没有加热。
原因分析:机器开始升温,外风扇转动,压缩机不转动,四通阀关闭,测量内板四通阀继电器输出,交流接触器正常通电,强制按下交流接触器,压缩机启动,然后交流接触器线圈断开。
解决方法:更换交流接触器进行调试是正常的。
经验:如果内部机组供电正常,外部风机和四通阀正常,压缩机不工作,先检查接触器是否闭合,线圈电阻是否正常,再检查压缩机问题。交流接触器损坏通常是由于线圈烧损、触点松动、脏污和烧毁造成的。
案例14:电力线问题
故障:不制冷。
分析:接通电源,内部机器工作正常。观察外机,压机启动时发出“嗡嗡”声,无法正常启动。测得的电压从230V降至138V,印刷机受到保护。确定电源有问题。通过检查用户电源插座,发现装修工使用接地线作为零线,处理后调试正常。
解决方法:将地线接到零线上。
经验:安装时,必须用N端接零线,不能接接地线。接地线和零线接反,也可能导致空气开关跳闸。当这个问题出现在新的装置中时,有必要检查电源。有时候供电线路太细,空调启动时电流大,电线上电压降大也会造成启动困难。除了电源线的问题,空气开关的大小也经常引起启动跳闸。
音响功放属于音频类功放,常见的根据不同使用场合分舞台功放,家用功放,多媒体功放,车用功放,便携式功放等等。无论哪种功放,除了功能上,电路上的差异,常见的需要用到以下元件:
1、变压器;有些便携式功放则还配有蓄电池。
2、电解电容:整流滤波,退耦,信号耦合用。
3、瓷片电容/涤纶电容/聚丙烯电容:视电路而定。
4、电阻:所有功放都需要用到,区别是类型,功率,精度。
5、二极管:视电路而定。
6、三极管(包括功率对管):视电路而定。
7、集成电路:视功能和电路而定。
8、保险丝(管):保护作用。
9、线材及接插件:电路中连接作用。
10、电路板:所有功放都需要用到。
11、电位器:视电路而定。
12、继电器:视电路而定。
13、LED/液晶/VFD显示屏:指示功放状态用。
14、开关:视电路和功能而定。
扩展资料:功放的主要性能指标:
功放的主要性能指标有输出功率,频率响应,失真度,信噪比,输出阻抗,阻尼系数等。
输出功率:单位为W,由于各厂家的测量方法不一样,所以出现了一些名目不同的叫法。例如额定输出功率,最大输出功率,音乐输出功率,峰值音乐输出功率。
音乐功率:是指输出失真度不超过规定值的条件下,功放对音乐信号的瞬间最大输出功率。
峰值功率:是指在不失真条件下,将功放音量调至最大时,功放所能输出的最大音乐功率。
额定输出功率:当谐波失真度为10%时的平均输出功率。也称做最大有用功率。通常来说,峰值功率大于音乐功率,音乐功率大于额定功率,一般的讲峰值功率是额定功率的5--8倍。
频率响应:表示功放的频率范围,和频率范围内的不均匀度。频响曲线的平直与否一般用分贝[db]表示。家用HI-FI功放的频响一般为20HZ--20KHZ正负1db.这个范围越宽越好。一些极品功放的频响已经做到0--100KHZ。
1.检查交流/DC电压是否过低,压缩机是否过载。
2.检查压缩机运行电流、室外机风扇转速和室外机散热是否良好。
3.检查模块和散热器之间的导热膏是否均匀涂抹。
4.模块中的温度传感器损坏,显示其正在工作。媒体几秒钟后就会停止。需要更换传感器电路,用固定电阻代替。
5.检查模块是否短路损坏,需要更换新模块。
扩展信息:
1.空调电路板的电源电路有故障。维护方法:
空调电路板供电电路的故障,一般表现为保险丝完好无损,打开时保险丝熔断。对于前一种故障,可用万用表交流截止仪测量一、二次变压器是否有220V和10-13v电压。如果有,可以用万用表DC档测量7812和7805是否有+9-12V和+5V电压来区分故障位置。
对于后者,表示电路存在短路,用欧姆表检测电阻值,判断电路的短路位置。同时,也可以用拆分的方法来检查。比如一次绕组变压器和带电测试机,如果保险丝还在烧,会因为变阻器或陶瓷电容短路而烧断;否则,将是由于变压器或整流管的短路现象。
2.空调电路板的温度感应电路有故障。维护方法:
热敏电阻是负温度系数的热敏电阻,即温度越高。电阻越小,温度越低,电阻越大。25度时,电阻约为5-20k92(视型号而定)。因此,可以用欧姆表来测量电阻值。如果测得的电阻值为无穷大或非常小,则热敏电阻已经损坏。
很简单啊,除去变压器不说单说保险丝,烧保险丝的原因就是因为电流大啊。不管是什么设备,只要是保险烧了,那肯定是电流过大引起的。至于是什么原因引起的电流过大,这个你得自己从实际情况去分析了。估计你的变压器(你没有注明你变压的型号)要么是输出负载功率过大,要么是自身出问题了。你可以检测一下总的输出电流,和铭牌对比一下,看是否超出。再就是检测一下变压器本身有无问题。或者是你的保险的质量和参数是否和你的T匹配。
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1、电视机未接通电源或未打开机身的电源开关导致开不了机;可以检查电视机是否接通了电源,电源键是否开启,未接通未开启的将其接通、开启即可解决问题。
2、可能是电视机处于待机状态开不了机;检查是否按了电视机遥控器的【待机】键关掉了电视机的屏幕显示,使电视处于【待机状态】,可再按一次遥控器的【待机】键来唤醒屏幕,恢复正常。
3、以上方法排查后电视机仍开不了机,一般判断为电视机的硬件故障导致的,具体包括电源故障、开关电路短路或开路、屏幕排线故障、屏幕故障、其他电路或零部件故障等;建议联系电视机的售后服务对电视机进行全面的检测和保修。
扩展资料:
电视开机后黑屏的原因
1、驱动坏;驱动板根据气候的变化,当气温较低时,此现象明显增多,现在只有更换驱动板,也可改动电容,C159原为10UF25V电容,现在改为无极性瓷片电容10UF59V、C164、C165原为22UF35V电解电容,现改为无极性瓷片电容3.3UF50V。
2、色轮工作不良或色办坏;由于来料时光结构上在色轮处没有加防尘罩,而致外面灰尘进入色轮,导致色轮脏,传感器也较脏。处理时,只要拆开色轮上2个固定螺丝,在拔电机排线CN09时,切莫用力过大而损坏,而拔掉传感器连线CN07,然后轻轻拉了色轮,并将色轮放在垫有软布的地方拆下固定色办轮上的三个固定螺丝,并逐一清洁色轮及旁边的黑色传感器即可。
开关电源设备是现代通信系统中的重要组成部分,其目的是为通信设备提供安全、可靠、高效、稳定、不间断的能源。随着科技水平的进步,对于开关电源设备性能的要求也逐步提高,除必须满足基本的功能外,还要求具备交流配电、自动切换、直流配电、远程智能集中监控、电池自动管理等功能,从而满足网络监控管理的需求。
开关电源的发展经历了从线性电源、相控电源到高频相控电源的发展历程,由于开关电源具有功率转换效率高、稳压范围宽、功率密度比大、重量轻等优点,从而成为开关电源的主体,并向着高频小型化、高效率、高可靠性的方向发展。计算机控制、通信和网络技术的快速发展,为开关电源远程监控系统的发展和完善提供了更加便利的条件,使其无人值守成为可能。
通常开关电源系统由交流配电、整流模块、直流配电和监控模块组成,如图1所示。监控系统可将交流配电柜、直流配电和整流模块进行实时监控。直流配电主要完成直流输出路数分配、电池接入和负载边接等功能,一般要求可自由出线,可出面操作维护,可实现柜内并机和柜外并机,具有状态显示和告警功能,能检测每一路熔断器的通断状态;多个并联的整流模块的主要功能是将输入交流220V转换输出为满足通信要求的-48V的直流电。
通信电源系统组成框图
监控模块主要实现交流配电柜、直流配电柜和模块监控,此外还要进行电池自动管理功能。开关电源系统作为通信网络的能源供给者,除了必须具备可靠、稳定等基础特性外,其电磁兼容设计、防护设计、可操作性和可维护性也是非常关键的因素。安全性是电源设备最重要的指标,其不安全隐患不但不能完成正常的供电要求,而且还有可能发生严重的事故,甚至造成机毁人亡的巨大损失。为此,必须加强安全性设计工作。而目前影响电源设备安全性最重要的工作是如何有效提高其防雷电浪涌和操作过电压的能力。
二、开关电源遭雷击的故障点
1、 整流模块被损坏(交流侧、直流侧)
2、监控模块端口被损坏
3、开关电源内C类SPD发生损坏
4、开关电源内主空开频繁跳
5、开关电源雷电过后的“吊死”
三、雷电入侵移动基站开关电源的几种方式
1、 通过220V市电引入传导进入
雷电通过直接或感应的方式通过市电电源线入侵基站,虽然大部分雷电流在进入开关电源前通过B类SPD对地释放,但仍然会有部分雷电流进入开关电源,这部分雷电流的大小取决于B类SPD的性能及是否能与C类SPD进行良好的配合。
2、 通过地网传导进入(地电位反击)
移动基站采用联合接地,雷电流通过铁塔避雷针接闪或雷电流通过防雷器,雷电流通过接地系统和地网对地释放,由于地网存在接地电阻,在雷电流对地释放的过程中将地网的整体电位抬升,连接到地网的设备的电位也随之抬升。这个时间是非常短的,瞬间地与系统设备某个低电位点形成瞬态过电压,雷电电荷通过该点释放导致设备损坏。低电位点通常存在于如直流负荷如BTS电源、基站动力环境监控、开关电源整流模块的N线(远端接地),开关电源的监控模块等。
3、 雷电电磁脉冲感应
感应雷可通过两种不同的感应方式侵入导体,一是静电感应:在雷云中的电荷积聚时,附近的导体也会感应上相反的电荷,当雷击放电时,雷云中的电荷迅速释放,而导体中原来被雷云电场束缚住的静电也会沿导体流动寻找释放通道,就在电路中形成电脉冲。二是电磁感应:在雷云放电时,迅速变化的雷电流在其周围产生强大的瞬变电磁场,在其附近的导体中产生很高的感生电动势。由于开关电源对其它设备进行供电及对一些设备进行监控,存在连接线路过多,这些线路中容易产生感应雷电流。
四、如何做好开关电源雷电防护几个主要问题:
1、 开关电源内交流输入C类SPD几个关键参数的选择
a) 通流能力设计
开关电源在供电系统中的位置相当于分配电箱,从“防雷分区、分级防护”的理念来讲它至少要处于一级防雷的保护之下,通常它作为整个基站供电系统的第二级防护屏障。在YD/T 5098-2001 标准中3.7.9 要求在分配电屏电缆输入侧电源芯线对地安装标称放电电流为20KA的限压型SPD。
b) 残压特性及最大持续工作电压
残压特性是电源避雷器的最重要特性,残压越低,保护效果就越好。根据IEC60664-1 1992«低压系统内设备的绝缘配合»中对处于不同安装位置的电气设备的过电压类别(IV III II I)划分,从开关电源的位置而言它属于III类,其耐受能力要求为4KV,但开关电源内含有整流模块、直流输出、监控系统等属于II类设备,其耐受能力要求为2.5KV,考虑到雷电流在SPD连接线和接线端子上的压降及要有冗余,故通常要求开关电源内C类SPD的最大残压即SPD的电压保护水平Up要小于 2KV。考虑到我国电网电压普遍不稳定、波动范围大的实际情况,在尽量选择残压较低的电源避雷器的同时,还必须考虑避雷器有足够高的最大连续工作电压。如果最大连续工作电压偏低,则易造成避雷器发热自毁。通常交流输入端使用的C类SPD的最大连续工作电压要求为385V。
c) 安全性能要求
必须具有失效分离装置,当SPD在失效时,能自动与电源系统断开,而不影响通信电源系统的正常供电;电源避雷器必须具有阻燃功能,在失效、或自毁时不能起火;应该要有有失效警告指示、并能提供遥测端口功能的电源避雷器,以方便监控、管理和日后维护。
d) 类型选择
类型选择主要指SPD的保护模式,分共模保护和差模保护。共模保护指所有线路对地进行保护,如相线-地线(L-PE)、零线-地线(N-PE)间的保护;差模保护指相线-零线(L-N)、相线-相线(L-L)间的保护。仅选用L-PE、N-PE的共模保护模式是有缺陷的,会引起很多问题,其原由在于我们国家规定在N线上不能安装空开,当电路出现L-N短路故障或零点产生较大漂移时使N-PE上SPD长时间有大电流通过,加速SPD的老化容易引发 SPD烧毁。故对于低压侧除选择共模的保护方式外,还应选择包括差模在内的保护,3+1类型的保护模式则可以很好的解决这类问题,采用“3+1”电路,即用3个ZnO压敏电阻模块分别接在L1、2、3与N线间,用一个放电间隙模块接在N/PE间如图,其优点在于采用这种电路后,限压型SPD模块皆置于L /N间,一旦出现短路失效,由于回路电阻比原来L-PE的方式小了很多(低压供电系统L/N间短路电流一般为数千安培),SPD前面的过流保护装置将更容易动作,从而避免火灾,而且实现了差模保护。另外这种类型SPD有个关键在于其N-PE间的模块(对N-PE模块的要求下面单独说明),它通常为一个间隙型放电元件,由于加在N/PE间,不存在动作分散性问题、灭弧问题、响应速度问题,当L-N间SPD动作后促使N-PE间SPD动作从而实现雷电流L- PE对地释放的共模保护。3+1结构是一种全模式的保护方式,适用于各种接地方式的供电系统,故在开关电源的C类SPD的使用上应采用“3+1”这种全保护类型模式。
3+1保护模式简图
e)N-PE间模块要求
不论通过哪种方式入侵的雷电流最终是要入地的,通常SPD共模保护方式特点在于处于相线、零线间的SPD直接将雷电流对地释放,而使用3+1模式(如图),雷电流先将L-N间击穿,然后通过N-PE间的SPD模块入地,所以理论上3+1类型保护模式下的N-PE间模块要承受的雷电流至少是L-N上的模块上雷电流的3倍。SPD的使用寿命跟雷电流的大小和冲击的次数密切相关,同等条件下的3+1模式中N-PE模块使用寿命是远低于其它模块,故在N- PE间是不能使用与L-N同样的限压型模块。
如果L-N间选Imax 40KA Uc 385V的限压型模块,那是否可以考虑在N-PE间使用Uc 385V同电压等级的大通流量的限压型SPD,如100KA(8/20),由于当出现电力故障如零点漂移或某一相零故障,由于N线上没有过流保护,所以在出现这类故障时应该是L-N间的模块先动作或L-N间的电流使SPD前级过流保护装置动作,而在N-PE间不能有产生危害的电流,这就要求N-PE间 SPD的动作电压应大于L-N间的动作电压,故如果选用限压型SPD模块它应该与L-N间不属于同一电压等级,而至少应大一个等级。通常在没有雷电入侵的情况下N-PE间最好做到没有任何电流。
另外从前面雷电引入途径分析可知开关电源存在遭受从基站地网中传导过来类似于直击雷反击的风险,故N-PE间模块的通流量要大而且要考虑直接雷击。目前通常用气体放电间隙作为N-PE模块,在市电正常情况下它没有漏电流,而且放电间隙的动作电压是大于压敏电阻的,当供电系统产生零点漂移或电网故障时也不会有电流。对N-PE的通流能力的选择上,鉴于N-PE上可能承受的雷电流是L-N间40KA(8/20)的3倍达120KA(8/20),但实际情况不可能同时出现这么大的雷电流考虑到经济性和可行性N-PE间可按100KA来防护,通常开关型10/350波形与8/20波形间的换算关系为1:4,如果N-PE按100KA(8/20)的通流能力来看N-PE间模块的通流能力应达到25KA(10/350)。
2、 开关电源直流输出侧的雷电防护
从雷电引入途径的分析来看,地电位反击时虽然开关电源内的交流输入有C类SPD对后级设备进行保护,但开关电源的直流-48V输出以+0V接实地为参考,该直流接地点在基站内通常有两种接地方法(下面单独讨论),如果在直流侧不安装SPD将导致整流模块直流侧的一些元器件发生损坏,而且雷电流会通过直流供电以高电位的耦合转移的方式对其它设备进行侵害。因此在YD/T 5098-2001中3.7.15 建在中雷区以上地区的通信局(站)直流电源线的雷电过电压保护设计中规定:通信局(站)电力室为各层提供直流供电的电源线,如电源线进入不同防雷区时,应在进入相应机房直流电源配电柜(列柜)内的电源线进线端(机房如无直流电源配电柜,应在电力室直流配电屏输出端)负极对地加装标称要作电压不小于70V的 SPD。开关电源直流侧SPD的选择应采用限压型,其标称通流量应该达到20KA。如果开关电源的直流地与工作地分开接到室内接地汇流排上则在直流则两接地端应该装SPD,即SPD使用-48-+0 /+0-PE的方式。
3、 开关电源内监控单元的雷电防护问题
开关电源内的监控模块也是容易被雷电损坏的故障点,现在开关电源内集成的监控系统不仅可以监控开关电源内各功能单元,而且可以对蓄电池、空调等基站配套设备进行监控,主要采用RS232/422/485的通信方式,并通过RS232/422/485与基站内的动力环境监控系统进行数据传输,开关电源与其他设备间的通信线路的长度可以达到五六米,容易感应出雷电流,虽然有可能雷电流并不大,但通常RS232/422/485通信的芯片工作电压只有 5V,有几十伏的电压就可能导致损坏,对于这些与外部设备相连的端口应该通过通信线SPD进行等电位连接。在选用这通信线SPD时,由于在通信线路上感应出的雷电流不会很大,因此SPD的通流能力不是最重要的,而应关注SPD的工作电压、工作频率、插入损耗、接口类型等能直接影响设备正常通信的参数。
开关电源内的监控系统
4、 开关电源内SPD的空开选择问题
通常在开关电源内主要使用限压型防雷器,影响限压型防雷器稳定工作的最大问题在于压敏电阻的绝缘劣化,有可能导致线路短路而引发防雷器燃烧。所以在防雷器前面必须安装空气开关或熔丝,其额定电流应小于防雷器的最大短路允许强度。通常雷电流的脉冲宽度为纳秒级,所以一般防雷器的响应时间均以达到纳秒级为标准,但纳秒级的雷电流在对地释放中产生的地电位反击和雷电流侵入作用时间可能会延长到毫秒级甚至更长。我们在选择防雷器和设备的保护空开时,应根据防雷器的最大允许熔丝电流和线路的进线容许短路电流以及设备的负荷电流来综合考虑,一般可按如下选择标准:根据YD/T 5098-2001 3.7.7 供电线路对地安装限压型SPD回路中应采取过流保护措施(宜串联保险丝),保险丝标称电流的量级不宜大于上一级保险丝的1/1.6倍(不含变压器的次级)。另外,设备的总保护空开额定电流《电路进线的容许短路电流。
五、开关电源内接地问题探讨
在开关电源内有可能几个接地概念:保护地、工作地、直流地、防雷地。保护地即开关电源有220V输入所以要对外壳进行接地,工作地即开关电源内所有系统的标准参考点接地,直流地即开关电源的直流-48V输出的+0V参考点接地,防雷地即防雷设备的接地;由于历史的原因通常在移动基站内有几种接地情况:
1、 联合接地:既在开关电源内设一个接地汇流排,开关电源内的工作地、防雷地、保护地、直流地都接到该汇流排,该接地汇流排再通过接地线接至基站内的接地排,通过室内接地排与地网相连(如下图),优点在于由于不同接地点可能存在的电位差,在发生雷击时,可以较好地抑制不同接地点之间通过连接设备发生的放电现象,这种接地方式从等电位雷电防护的角度来讲是最好的。
2、 由于开关电源内基本上使用高频开关对直流输出进行整流,对其他系统而言它是一个干扰源,故很多情况下为了规避直流回路干扰,在现场施工时将直流电源地不与开关电源内的接地汇流排相连,而是直接连接到室内接地排。或开关电源内保护地直接接到室内接地排,防雷地接到工作地再与室内接地排相连这种方式,都将导致开关电源的整流模块及直流输出直接面对来自地网的雷电流的冲击,采用这两种接地方式都必须加强在直流侧的防雷,这两种接地方式是比较好的折中的防护接地。
3、 直流接地不是接至室内接地排,而是从基站的地网上单独引出一个接地点作为开关电源直流电源接地,这种接地虽然可以比较好的解决高频干扰问题,但从防雷的角度而言,这将是一个致命的风险。雷电流通过地网对地释放的过程中,地网上各点的电位是不等的,室内接地排也是接在地网上,开关电源直流地与室内接地间必然产生一个很大的电压,这个电压将直接反馈到两者相结合的部位间即在开关电源的整流模块上,形成放电造成整流模块损坏。因此在移动基站中开关电源内的这种接地方式是不可取的,开关电源内任何其他接地都只能有一个最终的接地参考点就是基站内室内接地排。
4、 开关电源内各个接地分别独立接至室内接地排,特别是防雷地与工作地分开接到接地排,很显然这种接地方式大大加长了防雷器的接地线长度,将导致残压过高使设备发生损坏,这种接地方式不可取
上面讨论几种接地方式是在移动通信基站中最容易出现的接地方式,其中1和2是可取的,3和4是不可取的。
六、开关电源内SPD的安装
1、 位置安排:
通常移动基站都有走线架采用上走线的方式,开关电源内SPD的安装位置应靠近交流输入端,通常交流输入端都在机柜的上半部分,故SPD安装位置应在机柜上半部分,且开关电源内的接地汇流排应该设在机柜的上面,可以实现SPD的电源引线和接地线最短。直流侧的SPD应安装在直流输出与+0V间,安装位置越近越好。
2、 开关电源避雷器的连接线:须有足够粗,并尽可能短,以降低线路电感;
1)、引线应采用截面积不小于16mm²的多股铜导线;
2)、如果引线长度超过1.0m时,应加大引线的截面积;
3)、引线应紧凑并排或帮扎布放;
4)、电源避雷器的接地线应为不小于25~35m²多股铜导线,接入接地排。
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