Figyelnek a HRN-ek

Az ünnepi ajándékozás során sokféle elektronikus eszközzel lepjük meg egymást, magunkat vagy családunkat, de akár vállalkozásunkat is. Az ajándékok kiterjedhetnek a nagy értékű számítástechnikai, szórakoztatóelektronikai eszközök mellett pl. a nagyobb háztartási gépekre is, melyek szintén nem nélkülözik a mikroelektronikát, hiszen igyekszünk többfunkciós, intelligensebb készülékeket beszerezni. A felfokozott ünnepi hangulatban sokan nem is gondolnak arra, hogy ezek az eszközök egyszerű okokból is meghibásodhatnak, ha nem gondoskodunk megfelelő védelemről. Egy ilyen egyszerű ok lehet pl. a túlfeszültség, de akár az üzeminél alacsonyabb feszültség is, illetve 3-fázisú eszközöknél a fáziskiesés vagy a fázissorrend hibája (utóbbira kevés az esély, de nem nulla!). Az alap villám- és túlfeszültség védelmeket mindenesetre célszerű beépíteni.

Van azonban egy kevésbé figyelembevett potenciális hibaforrás is

A legtöbb elektronikus készülék nem szereti, ha kikapcsolás után túl gyorsan visszakapcsolják a tápellátását. Ez lehet pl. egy rövidebb idejű, gyorsan visszaálló áramkimaradás is. A hálózat helyreállásakor a legtöbb készülék készenléti üzemmódba áll, de áramköreinek ekkor is hibamentesen kell működnie.

Az elektronikus eszközök működését nagy valószínűséggel valamilyen mikroprocesszoros vagy mikrovezérlős áramkör biztosítja. Ahhoz, hogy egy ilyen áramkör programja a bekapcsolást követően biztonsággal el tudjon indulni, a program futtatása előtt egy úgynevezett „RESET” folyamatnak kell lezajlania, mely alatt a belső áramköri részek tápfeszültsége stabilizálódik és a regiszterek (belső állapottárolók) alapállapotba kerülnek. Ha ebbe az indítási folyamatba hiba csúszik, akkor jó esetben el sem indul a működés, rosszabb esetben „megbolondul” a készülék, még rosszabb esetben meghibásodik véglegesen. A helyes „RESET” folyamat lezajlásának egyik alapfeltétele, hogy az akkor induljon el, amikor a tápfeszültségek szinte teljesen megszűntek, kisültek a kondenzátorok és a szórt kapacitások. A túl gyors ki- majd bekapcsolás lehet olyan gyors, hogy az áramköröknek nincs elég idejük a „RESET” folyamathoz szükséges alapállapotba kerülni, így azt már valamilyen közbenső, instabil állapotból kezdik el, ezért a „RESET” hibás lesz.

Nem csak az elektronikus készülékeknél jelentkezhet a fenti újraindulási probléma. A hűtőgépek, hűtőszekrények kifejezetten nem szeretik az ilyen hatásokat - a hűtőközeg nyomásviszonyainak rendellenessége akár tönkre is teheti a kompresszort (ilyenkor csak búg, megnő az áramfelvétele és nem hűt). De ide sorolhatjuk a klímaberendezéseket is. A gyártók természetesen beépítenek valamilyen védelmet, de ez nem biztos, hogy minden esetben segít.

Hogyan védekezzünk?

A védekezés legegyszerűbb módja a készülék jellegének megfelelő feszültségfigyelő beépítése. Az ELKO EP többféle feszültségfigyelő relét kínál a különböző jellemzők felügyeletére egy- vagy három fázisra egyaránt. Fáziskiesés figyelésre mindegyik feszültségfigyelőnk alkalmas. Gyártunk komplex készülékeket, melyek a beállítható maximum és minimum feszültségszintek figyelése mellett fázissorrendet és aszimmetriát is ellenőriznek. De vannak a fent felsorolt jellemzők különböző kombinációit figyelő eszközeink is, hogy az alkalmazáshoz leginkább szükséges védelmet lehessen kiválasztani.

A feszültségfigyelő relék tápellátása eszköztől függően kétféle: külön bekötött tápfeszültség vagy a figyelt hálózat bekötési pontjai egyben tápfeszültség bemenetek is.

A feszültségfigyelők reléi alapállapotban - amikor a figyelt jellemzők rendben vannak - behúzott állapotúak, tehát aktívak. Hibára álláskor pedig elengednek. Ez a működési mód egyértelműsíti a hibát, hiszen a külön tápos eszközök reléi is elengednek, ha megszűnik a tápellátás, vagyis a felügyelet. A HRN-35 típus kivétel, mert fordítva működik: hibára álláskor húznak be a reléi, ezért elsősorban jelzésre, egyéb vezérlésekre használható.

Időzítések a feszültségfigyelő reléknél

A feszültségfigyelő relékkel helyes beállítás és telepítés mellett tehát megvédhetjük készülékeinket az alacsony- vagy túlfeszültségektől, fáziskieséstől, fázissorrend cserétől, aszimmetria hibáktól, de nem védenek a túl gyors visszakapcsolástól. Ugyanis egyetlen időtag állítható: a hibára állás késleltetése, mely arra szolgál, hogy a rövid idejű zavarjelek, feszültségtüskék, stb. ne okozzanak felesleges ki/bekapcsolásokat.

Mi a helyzet a visszakapcsolással?

A visszakapcsolás mindegyik feszültségfigyelőnél hiszterézis alapú, ami általában fix gyári érték, vagy néhány eszköznél állítható (pl. 5 vagy 10%), de egyiknél sem időzített. Márpedig a bevezetőben is említett problémára a hiszterézis nem biztos, hogy elegendő, hiszen időértéke a jelváltozás sebességétől függ, ami jellemzően elég gyors.

Két megoldás is szóba jöhet. Egyiknél olyan feszültségfigyelőt használunk, amelyik úgynevezett „MEMÓRIA” funkcióval is rendelkezik (1-fázisra: HRN-41, HRN-42; 3-fázisra: HRN-43 típusok). Ha ez a funkció be van kapcsolva és hibára áll a készülék, akkor csak az előlapi RESET gomb megnyomása után kapcsol vissza, tehát kézzel kapcsoljuk vissza. A másik megoldás egyszerűbb és automatikus: tegyünk be egy időrelét a kimenetre.

Egyfázisú feszültségfigyelő időrelével

Az első ábrán a HRN-33 egyfázisú feszültségfigyelőt egészítettük ki egy CRM-91H/230V típusú multifunkciós időrelével. 

A HRN-33 a figyelt hálózatról kapja a tápfeszültségét is és egyetlen relé kimenettel rendelkezik, mely be van húzva, ha a figyelt feszültség a beállított Umin - Umax „ablakban” van. Ha a feszültség kilép az ablakból és ez az állapot a beállított késleltetés után is fennmarad, akkor a relé elenged. Ha a feszültség helyreáll és ismét belép az ablakba, akkor hiszterézissel visszakapcsol a relé. A visszakapcsolásra tápfeszültséget kap az időrelé. Az időrelé „a”, tápfeszültségre induló meghúzás-késleltetés funkcióra és az alkalmazásnak megfelelő időzítésre van beállítva. A késleltetés után az időrelé bekapcsolja a védett készülék tápfeszültségét (közvetlenül vagy kontaktoron keresztül). A késleltetés időtartamát a védett készülék határozná meg, ha ismernénk a stabil „újraéledéshez” szükséges kikapcsolási időtartamát, de ezt valószínűleg nem kapjuk meg az adatlapokon, viszont egy kb. 30 - 90 mp a legtöbb készüléknél biztonsággal elegendő lehet, esetleg hűtőgépeknél érdemes több, hűtőgéptől függően akár 5 - 30 percet is várakoztatni a visszakapcsolást.

Háromfázisú feszültségfigyelő időrelével

A következő ábrán a fentihez hasonló kapcsolás látható, de a HRN-54 típusú 3-fázisú feszültségfigyelővel (használható a HRN-54N típus is, mely a nullát is figyeli). A működés egyértelmű, ezért nem részletezzük bővebben.

Két relés háromfázisú feszültségfigyelő időrelével

Az eddig bemutatott feszültségfigyelők egyetlen relével jelezték a hibaállapotokat. A HRN-43/230V vagy a HRN-43N/230V 3-fázisú típusokban két relé kimenet található. Az előlapi „Output” DIP kapcsoló 2-es állásában az egyik relé a figyelt feszültségbemenetek bármelyikének Umax túllépésekor enged el, a másik relé Umin alá csökkenésekor. Az „Output” kapcsoló 1-es állásában párhuzamosan működnek a relék, így bármelyik hibára mindkettő elenged. Fázissorrend, aszimmetria és fáziskiesés hibáknál a kapcsoló állásától függetlenül mindkét relé elenged.

Az időrelé bővítésre tehát két lehetőségünk van:

1. Az „Output” kapcsolót 1-es állásba tesszük, a relék párhuzamosan működnek, így bármelyikkel indíthatjuk az időrelét. Ez a beállítás akkor használható, ha nincs szükség az alacsony- és túlfeszültség hibák megkülönböztetett kezelésére.

2. Az „Output” kapcsolót 2-es állásba tesszük, a relék így külön működnek és megkülönböztethető az alacsony- és túlfeszültség hiba.

A két feszültséghiba megkülönböztetése miatt egy VS116K típusú segédrelét is beiktattunk, mellyel tulajdonképpen „ÉS” kapcsolatba hozzuk a két csatornát anélkül, hogy megzavarnánk a független működést. Az „ÉS” kapcsolat úgy jön össze, hogy a segédrelé akkor kap tápot, ha egyik fázison sem alacsonyabb a feszültség Umin értéknél, de reléjének közös (11) pontja is csak akkor kap feszültséget, ha nincs túlfeszültség egyik fázison sem, tehát mindkét feltételnek teljesülnie kell az időrelé indításához.