电源电涌担忧引起电路保护市场增长

由于供应商注重提高电子系统的安全性,高级电涌保护设备 (SPD) 市场正在迅速增长。Global Market Insights, Inc. 10 月发布的报告称,到 2024 年,预计全球断路器市场将超过 210 亿美元。这种增长建立在整修输电网带来的断路器需求提振基础上。与此同时,一份市场研究报告预测,中压 (MV) 保护继电器市场的年复合增长率将达到 5.33%,市场会从 2018 年的估计值 8,600 万美元增长到 2023 年的 11.15 亿美元。

市场上目前有几种较新的断路器设备,其中一种是接地故障电流断路器,即 GFCI。这种设备虽然主要用于保护人员免于触电而不是保护单个建筑的线路免于损坏,但是会持续监控电路零线和火线中的电流。

与家用保险丝不同,GFCI 本身集成到插座中。它监控从火线流向零线的电流量,并在发生任何失衡时断开电路。此设备能感应小到 4 毫安或 5 毫安的不符,还能在三十分之一秒内快速反应。

另一项崭露头角的技术是 ACI(高级电路中断)。与传统保险丝和断路器不同,ACI 通过在高电涌期间提供电压保护实现正常运行。总部位于德国纽伦堡的家族电气工程企业 DEHN & SÖHNE GmbH & Co. KG 表示:“电气系统必须拥有持续可用性。电源中断或设备故障的后果不堪设想。”

10 月,这家公司展示了其采用 ACI 技术的新电源防雷器 (DEHNguard)。通过 ACI 单元形成的电流隔离旨在确保实现不漏电运行和高压暂态过电压 (TOV) 抗性。采用 ACI 避雷器后不会发生漏电,从而帮助防止保护设备过早老化。

该公司表示,采用保险丝和断路器的传统解决方案不适合 SPD:“正常运行期间的高电涌电流意味着当上游保险丝必须断开时,一旦发生故障,必然出现大跳脱电流。”ACI 技术是 SPD 保护方面的下一个“革命性阶段”,还将有助于节约时间、空间和材料,从而节约成本。

军事行业的过电保护设备需求正在不断增长。TE的高性能继电器开发工程总监 Karl Kitts 在《军事嵌入式系统》(Military Embedded Systems) 中写道,虽然保护大功率电路免于过电的常用方法是使用基于双金属器件并依赖热敏断路原件的断路器,但是电气系统工程师现在有了一个智能选择:采用集成电子流感应技术的电源接触器。

这些所谓的智能连接器基于霍尔效应 (HE) 原则,该原则支持输出电压多样化以响应磁场。连接器可在机器断路器的脱扣整定值方面实现至少两倍的准确性。还可以通过能模拟故障事件的内置测试来演练连接器,以确保在出现系统故障时它们会按预期执行工作。

与传统热断路器不同,霍尔效应传感器有无数优势,包括直接使用直流或交流电工作的能力、高准确性、高动态性能、高过载容量、高可靠性和内置环境温度补偿。Kitts 称:“与断路器类似,智能接触器断开时间可以根据故障严重性进行调整。”虽然漫长的断开时间可满足接近正常的电流水平的需要,但是非常大的故障需要断开时间少于 0.015 秒。

Kitts 表示,霍尔效应传感器还从“响应式保护”向“洞察式保护”过渡。他还说:“可以使用基于微控制器的电子器件收集和分析关于接触器自身状态的数据。这些信息可能会超出基本脱扣电路响应历史记录范围。可以监控实时运行情况以识别趋势和改变,从而实现智能问题预测和主动式响应,让接触器维持正常运行状态。”

许多基于霍尔效应原则的新一代传感器即将投入市场。11 月底,在纽伦堡的展览上,总部位于美国的工业技术公司兼传感器领先供应商 Sensata Technologies 将展出一系列新产品,包括其最新开关、Crydom 继电器、断路器和电气保护设备。它的经 SIL3/PLe 认证的功能型安全编码器和带 IO 链路的新霍尔效应传感器也将在展览中现身。此编码器具有数字和正弦/余弦模拟电子输出选项。

这些传感器将加入已经上市的霍尔效应产品队伍中,这些霍尔效应产品来自西门子、ABB、Eaton、施耐德、通用电气和TI

Larry

作者:
Larry Feng

作者简介:

自1995年起,Larry在摩托罗拉半导体(后为飞思卡尔半导体)、亚德诺半导体(ADI)和易络盟电子(Element14)负责亚太区市场推广和在线销售。在为集成电路企业工作过的20多年间,撰写了大量的各类集成电路产品介绍和技术文章、行业分析等,为集成电路企业树立了良好的企业形象和品牌。

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