Материал: Прикладные задачи электромеханики, энергетики, электроники. труды Всероссийской студенческой научно-технической конференции. Шелякин В.П

Рисунок. Структурная схема интерфейса DALI [2]

Перед началом работы всему световому оборудованию необходимо присвоить адреса от 1 до 63. Это можно сделать автоматически или вручную, задавая каждому конкретному устройству свой адрес. Новые светильники не имеют адресов, поэтому управлять ими не получится. Такого рода приборы будут реагировать только на команды, посылаемые всем устройствам, подключённым к данной

71

шине. После процедуры адресации с помощью специализированного программного обеспечения задаются различные режимы, сценарии работы для отдельных светильников или объединённых в группы.

Сценарии содержат определённый алгоритм команд, например, OFF, 20%, 60%, 90%, 40%, 15%, что приведёт сначала к отключению устройств, затем они должны будут менять уровень освещённости в процентном отношении к номинальному. И согласно настройкам, посылаемые сигналы могут быть обращены к конкретному светильнику, группе или всем, подключённым к шине (широковещательные).

Система обладает рядом преимуществ:

интерфейс имеет децентрализованное управление, это значит, что устройства, имеющие драйверы с поддержкой DALI, имеют энергонезависимую память, в которой хранится вся необходимая информация об устройстве (адрес, групповая ассоциация, наличие сценариев);

выгодно отличается от многих протоколов управления, отсутствием модели взаимодействия «master-slave», что позволяет не только самой системе запрашивать информацию о состоянии устройства, но и самому устройству инициализировать сигнал текущего состояния. Перечень передаваемых сигналов достаточно широк, начиная от простого состояния «включен/выключен» до более сложных

–состояние заряда блока питания, уровень освещённости и т.п.;

протокол может быть легко интегрирован в другие системы автоматизации высокого уровня, такие как KNX, BACnet и т.д., но с рядом ограничений;

может совмещаться с силовыми сетями в составе пятипроводного кабеля, что исключает необходимость прокладки самостоятельных управляющих проводов. При этом расстояние до

конечного светильника может достигать 300 м, если используется кабель сечением 1,5 мм2, что обеспечивает максимальную потерю напряжения на уровне 2В [3];

интерфейс DALI позволяет объединять конечные устройства в группы и задавать для них различные сценарии;

данная система управления не привязана к конкретному производителю, а потому имеет отличную взаимозаменяемость, так как все стандарты прописаны в IEC 62386;

Несмотря на ряд положительных отличительных особенностей, выделяющих рассматриваемый продукт по сравнению с другими

аналогичными протоколами, у него есть недостатки, которые

72

сдерживают его развитие, широкое распространение и повсеместное внедрение:

высокая стоимость светильников, которая начинается от нескольких десятков тысяч рублей, и элементов управления (выключатели, датчики, контроллеры и т.д.);

стандарт протокола предназначен только для управления освещением

ив дальнейшем требует подключения к системе BMS здания;

при интеграции в другие системы автоматизации необходимо использовать специальные преобразователи сигналов (например, DALILON), при этом теряется часть функционала самого интерфейса DALI (например, сценарное управление освещённостью по времени суток);

протокол позволяет управлять непосредственно 64 устройствами, подключёнными к одному управляющему контроллеру. При необходимости увеличения числа контролируемых устройств необходимо использовать DALI–роутеры и DALI–шлюзы, что усложняет и удорожает систему.

Рассматриваемый в данной работе цифровой интерфейс, несмотря на своё недавнее появление, уже успел хорошо зарекомендовать себя на рынке систем управления освещением. Более половины выпускаемых в Европейских странах светильников имеют блоки управления с поддержкой DALI [4]. Такой впечатляющий результат достигнут благодаря относительной простоте и широких возможностях в сфере автоматизации освещения.

Литература

1.Федеральный закон от 23.11.2009 N 261-ФЗ (ред. от 26.07.2019) «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

2.Управление DALI. Освещение DALI. DALI управление светом: [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://lightru.pro/upravlenie-dali/.

3.Recent developments in the IEC 62386 standard and impact on lighting technology [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://www.digitalilluminationinterface.org/data/downloadables/6/2/180 3_lightbuilding2018_diia.pdf.

4.Протокол управления освещением DAli в умном доме: [Электронный ресурс]: Режим доступа: https://future2day.ru/protokol-dali/

(дата обращения: 07.09.2019).

Воронежский государственный технический университет

73

УДК 621.3.095.221

Д.В. Черносвитов, А.В. Андриевский

ПРОТИВОДЕЙСТВИЕ ТОКАМ ФУКО В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОРПУСАХ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

В данной работе рассматриваются самые простые методы противодействия вихревым токам, опираясь на выведенные формулы из фундаментальных законов физики и электротехники.

Ключевые слова: ток Фуко, индукционный ток, электрооборудование, КСО, потери, нагрев.

Вихревые токи, или токи Фуко — вихревой индукционный объёмный электрический ток, возникающий в электрических проводниках при изменении во времени потока, действующего на них магнитного поля.

Сегодня явление токов Фуко имеет как положительные стороны, так и отрицательные. Если рассматривать область электроэнергетики, то вихревые токи несут негативное воздействие на электрооборудование. Рассмотрим самые распространенные в РФ панели ЩО-70 (и их аналоги ЩО90, ЩРНН, НКУ, ВРУ, ЩРВ и т.п.) 0,4 кВ и ячейки среднего напряжения КСО серии 200, серии 300, К-ЯСН. Назначение представленного оборудования заключается в коммутации, приеме и распределении электроэнергии, защиты от токов перегрузки и короткого замыкания. Панели и ячейки представляют собой металлический каркас с дверью, внутри которого находится аппаратура управления и защиты. Для заведения сборных шин в ячейки используются проходные изоляторы. Именно то место, где установлены проходные изоляторы, подвержено негативному воздействию токов Фуко. Явление токов Фуко выражено в следующем: во-первых, часть энергии от токоведущих частей уходит на создание тех самых вихревых токов, что приводит к динамическим потерям, индуцируемых в корпус оборудования. Вовторых, вышеуказанные потери проявляют себя в выделении тепла, которое нагревает место монтажа изолятора до серьезных температур. Последствия такого нагрева следующие: расплавление частей корпуса, нагрев изолятора, вследствие чего он лопается и токоведущая шина 10

(6) кВ замыкается на корпус, приводя к однофазному короткому замыканию на землю. Именно поэтому важно учитывать влияние токов

74

Фуко и противодействовать им.

Значение вихревого тока можно определить по формуле (1):

(1)

где изменение магнитного потока во времени, Вб;

время, за которое происходит изменение магнитного

потока, с;

активное сопротивление.

Чтобы понять, как бороться с током Фуко и потерями, которые он создает, обратимся к выражениям (1) и (2):

(2)

где потеря мощности на единицу массы, Вт/кг;

толщина листа металла, м; частота сети;

максимальное значение магнитной индукции, Тл; удельное сопротивление материала, Омм; плотность материала, кг/.

Проанализировав выведенные формулы, можно сделать следующие выводы.

Переход на постоянный ток. Такой вариант полностью исключает образования вихревых токов, однако сейчас нереализуем по ряду причин. В частности, постоянный ток активно применяется в ЖД транспорте, однако, учитывая сложность переходных процессов, трудности генерации и передачи постоянного тока, а так же пульсации можно сделать однозначный вывод – современные коммунальные хозяйства не готовы к переходу на постоянный ток.

Снижение магнитной индукции. В месте монтажа изолятора между его металлическим фланцем и корпусом прокладывается немагнитный или маломагнитный материал. В качестве таких материалов могут использоваться: стеклотекстолит, органическое стекло и т.п., в том числе - пластиковые материалы. Также их применение на несколько порядков увеличивает удельное электрическое сопротивление, т.к. они являются диэлектриками. Очевидно, что этот способ более эффективен, чем остальные, т.к. мы сразу влияем на два

75