¿Qué es exactamente un condensador de seguridad con clasificación "XY"?

27

Por favor, ayúdame a entender esto. En un servocontrolador de CA prominente, 480v, 6kW, a través de tres fases de entrada, se colocan tres tapas de clase 10nF "XY" de 22 mm para la supresión de EMI. Además, de estas tres fases, tres de las mismas tapas "XY" van a tierra del chasis:

esquemático

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Ahora entiendo que las tapas con clasificación "X" están diseñadas para fallar en corto para sacar un fusible. Entonces "X" debe usarse en las fases. Y las tapas con clasificación "Y" están diseñadas para abrirse de manera que no electrocuten a nadie. Por lo tanto, "Y" debe usarse de las fases a tierra. Obviamente, no podemos estar haciendo ambas cosas aquí ... entonces, ¿qué es exactamente un condensador de seguridad con clasificación "XY"?

El uso de tapas de seguridad con clasificación de 400 / 500v en un bus de 480v:

— rdtsc
fuente

3

De acuerdo con KEMET, puede tener ambos "Condensadores de disco de seguridad de la serie KEMET 900 que se ofrecen con una designación combinada como X1 / Y1. Esto simplemente indica que el capacitor se puede usar como un capacitor X1 en una aplicación de línea a línea, o como condensador Y1 en una aplicación de línea a tierra. KEMET ofrece combinaciones de clase X1 / Y1 y X1 / Y2 ". Enlace aquí: kemet.com/Lists/FileStore/…

— Tyler

Solo una nota de que la imagen de arriba era de un servoaccionamiento que había experimentado un aumento de voltaje, tal vez un rayo. Las tapas no fallan rutinariamente. Aún así, me alarmó ver daños tanto en el grupo a través de las fases como en el grupo de topes a tierra.

— rdtsc

34

Los condensadores de seguridad se clasifican por clasificaciones X e Y. Definamos adecuadamente todo, y luego debería quedar claro cómo esos condensadores pueden clasificarse para X e Y al mismo tiempo.

Condensadores de clase X: estos condensadores son solo para usar en situaciones en las que su falla no presentaría un riesgo de descarga eléctrica, pero podría provocar un incendio. Eso es todo. No hay especificación en cuanto a su modo de falla, si falla al abrirse o cerrarse, o si está al otro lado de la línea o no.

Sin embargo, esto en última instancia equivale a que estos condensadores se usen en situaciones a través de la línea, ya que las situaciones de línea a tierra conllevan el riesgo de descarga eléctrica si esos condensadores fallan en corto.

Ahora, nadie quiere que un condensador falle en cortocircuito, ya que esta rara vez es una forma segura de quemar un fusible antes de que el condensador explote o se incendie. Cuando no se cierran, a menudo todavía presentan varios ohmios de resistencia, en lugar de ser muy cortos. Por lo tanto, los condensadores X no están realmente diseñados para fallar en circuito abierto o cerrado per se, sino que están diseñados para soportar una gran cantidad de sobrevoltaje sin fallar en absoluto.

Hay 3 subclases de condensadores X, X1, X2 y X3. Estos corresponden a voltajes de servicio pico, que generalmente son mucho más altos que el voltaje nominal continuo. Son los siguientes:

\begin{array}{ccc} do l una s s & S mi r v yo do mi V o l t una sol mi & PAGS mi una k V o l t una sol mi \\ X 1 & > 2500 V \leq 4000 V & 4 4 k V (do < 1.0 µ F) \frac{4 4}{\sqrt{do}} k V (do > 1.0 µ F) \\ X 2 & \leq 2500 V & 2.5 k V (do < 1.0 µ F) \frac{2.5}{\sqrt{do}} k V (do > 1.0 µ F) \\ X 3 & \leq 1200 V & norte o t r una t mi re \end{array}

$\begin{array}{|c|c|c|} \hline Class & Service \, Voltage & Peak \, Voltage \\\hline X1 & >2500V ≤ 4000V & 4kV \, (C<1.0µF) \quad \frac{4}{\sqrt{C}}kV \, (C > 1.0µF)\\\hline X2 & ≤2500V & 2.5kV \, (C<1.0µF) \quad \frac{2.5}{\sqrt{C}}kV \, (C > 1.0µF)\\\hline X3 & ≤1200V & Not \, rated\\\hline \end{array}$

Condensadores de clase Y: estos condensadores están clasificados para su uso en situaciones donde la falla presentaría un riesgo de descarga eléctrica. Lo que esto significa es que los condensadores de clase Y están diseñados para simplemente no fallar en absoluto o ser autocurativos, lo que les permite recuperarse de un evento de arco. Básicamente, los requisitos para un condensador de clase Y son más estrictos y más altos que los de un condensador X. Y los condensadores Y son los únicos condensadores clasificados para usarse de manera segura en situaciones de 'línea a tierra'. Sin embargo, una vez más, no hay ninguna mención sobre su modo de falla, la calificación Y solo implica que se cumplen ciertos requisitos mínimos. Esto equivale a no fallar en absoluto o, como se mencionó, ser autocurativo.

Solo los condensadores de clase Y son suficientes para su uso en aplicaciones de 'línea a tierra'. Debido a las clasificaciones de seguridad más estrictas, es aceptable usar condensadores con clasificación Y en lugar de condensadores con clasificación X, pero no viceversa. Los condensadores clasificados explícitamente para ambos no son infrecuentes, y no hay nada que impida que un condensador sea ambas clases a la vez.

Hay 4 subclases de condensadores Y, Y1, Y2, Y3 e Y4. Aquí están las diferencias:

\begin{array}{ccc} do l una s s & S mi r v yo do mi V o l t una sol mi & PAGS mi una k V o l t una sol mi \\ Y 1 & \leq 500 V & 8 k V \\ Y 2 & \geq 150 V < 300 V & 5 5 k V \\ Y 3 & \leq 250 V & norte o t r una t mi re \\ Y 4 4 & \leq 150 V & 2.5 k V \end{array}

$\begin{array}{|c|c|c|} \hline Class & Service \, Voltage & Peak \, Voltage \\\hline Y1 & ≤500V & 8kV\\\hline Y2 & ≥150V < 300V & 5kV \\\hline Y3 & ≤250V & Not \, rated\\\hline Y4 & ≤150V & 2.5kV\\\hline \end{array}$

Ambas tablas son generalizaciones, y dependiendo de qué estándar se usó al designar un condensador como una clase X o Y, los detalles pueden variar ligeramente. Si realmente quiere entrar en detalles esenciales, es mejor leer el estándar específico para un capacitor dado. Aquí está la lista de los distintos estándares, aunque puede que no sea una lista completa.

UL 1414 estándar americano
Ul 1283 estándar americano
CSA C22.2 No.1 estándar canadiense
CSA C22.2 No.8 estándar canadiense
EN 132400 estándar europeo
IEC 60384-14 estándar internacional

Finalmente, aunque no se menciona en su pregunta, me gustaría agregar el propósito realde estos condensadores Se utilizan para el filtrado EMI. No solo bloquean una gran cantidad de basura de la red eléctrica en su dispositivo, sino que también evitan que su dispositivo arroje basura a la red eléctrica. En general, estos estarán presentes en las fuentes de alimentación conmutadas por necesidad para pasar FCC / CE / lo que sea, pero generalmente estarán ausentes en las fuentes lineales de la vieja escuela (solo un transformador de red está realizando el aumento o disminución del voltaje) ) Esto se debe a los importantes armónicos de conmutación que es un efecto secundario inevitable de los tiempos de subida y caída rápidos que se ven en los conmutadores, mientras que un transformador lineal es relativamente bajo en ruido / bajo armónico. El puente rectificador produce algunos armónicos, pero el núcleo de laminado de hierro disipa prácticamente todos esos antes de que puedan volver al devanado primario.

— metacollin
fuente

¿Está seguro de que los voltajes de servicio son correctos allí para las tapas X?

— ThreePhaseEel

6

No, las tapas X deben abrirse para evitar el riesgo de incendio. Sin embargo, ha habido algunas partes que se han incendiado después de varios años en el campo. Es de conocimiento común que las tapas dieléctricas de papel son más confiables porque el papel empapado con epoxi se cura mejor que el polipropileno. En algunos casos, el epoxi ha sufrido algún tipo de cambio fatal. Se volvió quebradizo y agrietado tal vez.

Un XY es solo uno que pasó el estándar IEC60384 en una subclase X e Y ... tanto X1 como Y1, por ejemplo.

— Robert Endl
fuente