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產品新資訊:GENEREX 直流接地故障偵測器

電流偵測器的應用,整合 BACS 與 SENSORMANAGER 系統:

無論電力(電器)設備或其內部元件均是處於導電狀態,通常是安全的,且使用者是不會碰觸到這些導電元件 ─── 但是在安裝過程中只要有不符合電氣安全規範的狀況發生,不論是一小部份或全部多是非常危險:

若人體不小心不慎碰觸到在導電狀態下的導電元件部位是很危險:這時電流將會通過人的身體直接流向大地,因而形成電擊導致對人生命產生致命傷害的危險。

電流通過人體導致電擊因而意外致命的因素均取決於電流流向與多寡,因為它只會從最小阻抗的路徑通過。如果涉及到心臟,這將會對生命造成立即致命的危險 ─── 如果電擊電流通過心臟時是連續且不間斷,只要 80mA(毫安培)的電流且約0.8 秒的時間,便足以使人致命。

除此之外,即便是極小的電擊電流也均會發生類似下列的狀況:

◊ 電擊電流在 15~20mA 時,將引發人體的肌肉僵直且迅速麻痹,造成無法自主鬆脫的現象。
◊ 電擊電流高於30mA,將造成呼吸困難及心臟開始受到影響。

對於UPS 系統而言是為極艱巨挑戰

電力供電系統的組成中,UPS 系統是屬於其中一部份,它將上游系統的接地線連接到下游系統形成一個保護導體。在大型的系統中有一隔離保險絲專為保護接地故障電流的衝擊。這個平常情況下它是閉合的狀態,假設,當接地故障電流過大至可能會影響到UPS 系統的安全進而導致設備受到衝擊時,隔離保險絲將會被觸發燒熔形成開路隔離狀態。

大型 UPS 系統與它的外部電池組

大型的電池管理系統對於有受過專業訓練的技術工程師人員來說,也是一個非常嚴峻的挑戰。這系統具有極高的複雜性,也就更容易會有意外的故障問題發生,其中一項便是電池接地故障。如果沒有對於它進行監控,不論那一個品牌機種的 UPS 系統多有可能發生出現此類型的故障問題。為了對付這種風險的發生,主要目的在針對直流接地故障的警告,因此GENEREX 設計開發了BACS 直流接地故障偵測。

無直流接地故障的正常系統

BACS 直流接地故障偵測器可以測定連接電池組的直流匯流排的正極(+)與負極(-)之間電流差值。當量測出有差別電流時,表示直流匯流排有接地故障的跡象。

工作原理:

BACS 系統應用克希荷夫 (Kirchhoff’s) 電流定律的原理來分析連接直流匯流排的正極(+)與負極(-)之間,所量測出的電流值差異。當系統在正常的狀態下,這直流匯流排的正極(+)與負極(-)之間所量測電流值差異應是為0,假若直流匯流排的正極(+)與負極(-)之間之偵測器所量測的電流值有差異代表有電流差存在,也因此可以斷定電池組確實發生了直流接地故障的現象。

BACS 系統將立即透過警報系統發出告警通知該用戶使用者,以利使用者可以快速的採取適當措施應對。
以下面圖示為例,當第二電池架發生電池接地故障時,可以直接從圖例來瞭解到直流電流的流向路徑:

如果電池組發生直流接地故障,直流電流將被分成兩條不同的電路路徑。

這種現象將會有產生兩種不同的直流電流流向路徑:

① 直流匯流排連接路徑的正常直流電流。
② 直流電流通過接地導體的流向路徑回到 UPS。

由此依據克希荷夫 (Kirchhoff’s) 電流定律得知直流電流被分割成兩路徑,將可以直接從下面的比較中了解到:

在這個圖例,我們假設一個直流接地故障的問題是在安裝電池組時不小心與接地導體發生碰觸,則將導致故障事件立即快速被引發:電池櫃或電池架因為某些因素損壞到直流匯流排的導體絕緣保護造成與電池之間碰觸形成接地電流存在 ─── 進而導致直流電流接地故障。

直流電流接地故障將可能導致以下危險的情況發生:

◊ 產生過熱。
◊ 電力電源自動關畢。
◊ 電力設備無法正常工作。
◊ 造成電力設備損壞。
◊ 燃燒或更嚴重的災害發生。

對於某些 UPS 或整流器系統而言,其本身根本沒有提供直流接地故障的偵測功能。另一些大廠的UPS或整流器系統均已內建直流接地故障偵測的功能,但是此功能也僅局限在電池系統的放電電流的量測而已:

◊ 電池組於放電期間,當其放電電流值比較高時,可以應用作為直流接地故障的偵測。
◊ 這種應用方式很容易造成電池的損壞進而導致周遭系統發生故障。

如此依據用戶使用的規模來說,這樣一來電池組的效能與使用年限將會大大受到影響。

BACS 直流接地故障偵測器是專為技術工程師設計開發的產品,因為它可以事先偵測到這類型的故障問題,提供了一種預防性保護措施,並提供相當完整的狀態顯示及可自行加入的應用資訊。現以前所述的案例情況來說明,此直流接地故障偵測器並具有受控的模式功能,來檢測診斷問題所在。即可立即從所出現的差異值,找出有與接地導體接觸的故障電池。更可以從個別電池的量測數據進一步分析獲得更多明確的資訊:

① 電池組整體效能所受到的影響。
② 電池組受到直接或間接的影響。
③ 電池組受到故障率所帶來壓力的影響。

圖-A:整合BACS 系統具有完整的直流接地故障保護的功能示意圖
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