控制电缆的分布电容对LED 信号灯的影响_旺点电气网的空间

        摘 要 伴随着LED信号灯的大量使用, 电气调试过程中经常会遇到LED信号灯“双灯现象”,即:不该发光的LED信号灯发光了,且亮度不低。本文通过控制电缆的分布电容C进行电路建模,得到了控制电缆的长度和LED信号“双灯现象” 的联系。得出了控制电缆的长度Z与C之间的关系, 并提出了简单可行的解决办法
        关键词           LED信号灯       控制电缆          分布电容
         1 引言
        控制电缆的敷设和接线是一项重要的施工项目,控制电缆敷设完毕,施工人员需对控制电缆进行绝缘检查,绝缘检查通过后,方可进行接线。然而在对LED信号灯的安装施工中,每次接线完成后,进行上电调试,总是或多或少的出现一些问题,重新检查电缆绝缘,却没有发现异常。下面对电气调试中经常出现的LED信号灯“双灯现象” 进行分析,说明其危害,分析其本质,找出解决办法。
         2 LED信号灯“双灯现象” 的危害
        生产装置的电动机一般是通过现场操作柱来完成电机的启动和停止。正常情况下,按下电机操作柱的启动按钮START.电动机得电启动,操作柱上的红色指示灯RED亮,绿色指示灯GRE灭;按下停止按钮STOP,电动机失电停车,操作柱上的红色指示灯RED灭,绿色指示灯GRE亮。电动机的控制原理见图1然而一些电机的启动和停止却出现了红色指示灯RED点亮、绿色指示灯GRE也点亮的奇怪现象。不
该发光的指示灯发光了,而且亮度不低,这种现象就是LED信号灯“双灯现象”。
        这种现象对电机的启停没有影响,但是却给工厂的巡检人员带来了麻烦。大型石油化工装置需要夜间巡检,巡检人员通过LED信号灯的状态确认电机启停。但是出现“双灯现象”后,巡检人员无法通过LED信号灯判断电机状态。只能走近电机,通过其它方式确认,增大了巡检工作量。LED信号灯没有起到正确的指示作用和意义。
          3 LED信号灯“双灯现象” 的实质
          3.1 分布电容对电路的影响
         是什么原因引起了LED信号灯“双灯现象” 呢?众所周知。控制电缆的芯线与芯线间存在着分布电容C,当电缆线路不长时,C值很小,可以忽略不计但是如果电缆线路较长.电缆芯线的分布电容的影响就不能忽略了‘ 41。利用专用工具测得控制电缆芯线的分布电容C.然后再除以电缆长度Z,可以得到控制电缆单位长度,上的分布电容A,即:A= 。再依据不同的c值,Z可以计算出引起LED信号灯非正常启辉的最短控制电缆长度fm
         3。2 对分布电容进行电路建模
         操作柱两个信号灯共接着四个线芯,线芯间彼此都存在分布电容。为了方便分析,假设线芯彼此间的分布电容近似相等,分布电容的电路模型如图2所示。

         3.3 对LED信号灯进行电路建模
         LED信号灯由不发光状态变为发光状态这一瞬间,LED灯流过的电流称作LED信号灯的启辉电流, 。LED信号灯的发光过程可以分为以下三部分:
         a. 当LED灯中流过的电流小于,m 时,LED不发光。
         b. 当LED信号灯中流过的电流大于, 时,LED开始发光,但是亮度较低,达不到正常工作时的亮度。
         c. 当LED信号灯中流过的电流远远大于,m并接近正常工作的额定电流时,LED正常发光.亮度很高。
        由于LED信号灯的伏安特性是非线型的.不同电压下的对外等效电阻 是不一样的,因此用其初始发光时的对外等效电阻 进行分析,以得出LED信号灯初始发光时,对应的控制电缆的最短长度。
         当按下停止按钮STOP时,中间继电器辅助触点KA一1断开,电源电压全部加到绿色信号灯GRE上。此时阻抗等效电路图如图3所示。绿色信号灯GRE工作正常,忽略其等效电阻,对图3作等效变换如图4所示。将△接电容变换为Y接电容,C =3 C ,对图4作等效变换如图5所示。
          因为容纳B。=wC, 电导G=1/ ,选取节点④ 为参考节点,用节点电压法对图5列节点电压方程如下。4 解决办法
         知道了LED信号灯“双灯现象”的实质,在电气施工中可以通过简单的方法测得LED信号灯的启辉电流Im 以及此时LED灯的对外等效电阻R,通过实测的方法得到控制电缆单位长度上的分布电容A,依据本文所列模型提前计算出LED信号非正常启辉的最短电缆长度,⋯ ,将该结果和设计长度进行比对,如果设计的长度远远大于Z,那么也就预知了LED信号灯“双灯现象” 必然发生,可以提前告知监理和业主:① 调整控制箱与现场操作柱的距离,以缩短控制电缆的长度。② 在控制电缆长度客观不变的情况下,考虑更换指示灯,选用启辉电流大的LED,或改用直接式白炽灯。这是解决LED信号灯“双灯现象”简单而实用的办法。



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