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超級電氣佬 - 自家維修 Self-repairing XIII
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電力系統常用組件 Electrical System Component
背景
香港
由發電到售電，由兩間電力公司負責及全資擁有。
電價受法律監管
紐西蘭
電力公司負責發電及興建電網
售電則由不同的公司承包，因此出現很多不同的價格組合，而且夏季及冬季的售電價也不同。
發電方式
香港
燃煤／天然氣／核能／畜水能／風能及太陽能
（再生能源佔比較少)
電壓220/380伏
在香港見到最奇異的是在港島
在第二間公司工作時，進行5年驗保養，發現一個20A總掣掛了港燈電錶，用的是２。５孖支孖膠連光身接地線，並以明線安裝經過20米走廊進入往戶家中，完成WR2後EMSD也沒有過問。
紐西蘭
世界上少有 無化石燃料發電的國家之一
主要以地熱及水力發電
電壓230/400伏
電錶種類
香港
單相63安培直接接線電錶
相線及中性線同等截面積直接接入電錶接線座內
三相63-160安培直接接線電錶
三相200-3200安培電流互感器電錶
(相應200/5至3200/5的電流互感器，電力公司依據申請決定所有材料)
電錶/電流互感器/玻璃纖維電流互感器箱/熔絲/熔絲座及10芯接線圴由電力公司提供
持牌電工需簽發WR1完工證明
電錶接線由電力公司員工接線及測試
完工後由電力公司督察檢查及通電
紐西蘭
單相63安培直接接線電錶(較舊的有32安培)
三相32-100安培直接接線電錶
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相線接入電錶，中性線只需要一條６平方毫米單膠電線接入電錶內，但是來電/錶線/至配電箱的三條中性線必須打在同一個線耳內。
持牌電工需簽發COC完工證明(Certificate of Compliances )
完工後由私人公司一級牌照督察檢查及通電
督察需簽發ROI(Record of Inspection)交回業主及電力公司
三相125安培以上電流互感器電錶
(500/5的電流互感器為第一級，由持有執業牌照電工確認所有材料給電力公司)
這裡除了中性線必須打在同一個線耳內之外，電錶的電壓線也是相同做法。
***可以申請兩相供電(單相/兩相/三相的每日固定收費不同-Dairly charge)
電力公司只提供電錶/電流互感器/測試接線座(Test board)/一組熔絲/熔絲座(需兩組)，其他材料由持牌電工提供。
完工後由私人公司二級牌照督察檢查及通電
督察需簽發ROI(Record of Inspection)交回業主及電力公司
電錶接線由電力公司指定承辦商接線及測試
三相虛擬負載 Dummy Load
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這一編並非文章，不會有更新，但日後會在Google drive的連結會放入不同類別的檔案或圖片，會設定為所以人可以檢視，但不可以修改，也不能把你自己的檔案放進去。如需使用/檢視，必須先啟動你自己的Google Drive。
檔案夾會不定期加入資料，但不會提供更新通知 。
所以尋找請記下標題，使用搜尋功能。
只要使用以下連結，便可以在你的Google drive上顯示。
https://drive.google.com/drive/folders/1L1BFbtDxzc7wqH5Rdojm7IbrsQpBaVoV?usp=drive_link
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安裝日光感應器 Sunset switch/Photo cell installation
牌子 : PDL
感光最小值 : 20流明
感光最大值 : 500流明
電流承載值: 10安培
使用這個日光感應器的最大好處是，除了晚上會亮燈之外，在日間時間突然烏雲密佈下，只要日光低於設定值，它便會便燈亮起來，使用上會比時間掣更好。
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電力系統常用組件 Electrical System Component
微型斷路器 MCB - Miniature Circuit Breaker
民用及商用微型斷路器的區別
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為何會出現AC的標準呢？
過去應該會有不少人有類似的疑問，一個廉價的20A開關，使用在一台運行時只有不及5A電流的空調，就是一兩年便會燒毀。同樣一個標示20A，但比較貴的卻用到發黃也沒有問題。
這不單止是一分錢一分貨的問題，主要是兩者銅等值的問題，用來導電的銅面積愈大，使用時會產生的熱量便愈低，長時間使用下，所積累的熱量也愈少。
這個50安培的PDL開關掣，在以AC3計算時，只能運行28安培。另一個AC23A則為35安培。
這個標準主要只是用在開關掣及電磁接觸器上。
最近安裝了一台兩萬七千瓦的設備，每相電流約為41安培。按計算三相10平方毫米電線已經能承載50安培電流。
三相4平方毫米電線可以用約28A，而6平方毫米約38A。在安裝一些用電設備時，你便要留意一下廠方的用料，因為他們的賺錢主要方式是成本控制，所以4平方毫米電線用在該設備不會燒毀的話，廠方必定不會使用6平方毫米電線，因為相同售價情況下，該設節省$10成本的話，每售賣一千件貨品，他們便可以多賺一萬元，而廠方建議你使用更大的電源線時，也有一定原因才會給出這樣的建議，如用25平方線，而25平方約可承載80A。
情況跟電暖爐插及微波爐等插在10A拖板 （排插） power bar（Strip）會燒熔，但插在插座沒問題一樣，AC1跟AC3主要是銅面積不同，一些短時間的負載用AC1問題不大，但長時間大用電量及電機類負載必須用AC3。
接觸器電氣標準 AC1、AC2、AC3、AC4、DC1、DC2 DC3
電力承包商的職責根據所使用的電力負載類型（例如電感性、電阻性或電容性）以及佔空比（例如插入或運行時斷路、短路斷路等）進行分類。
為何有這個分別？簡單說：假如10平方毫米的銅，能承受50安培，並以50安培滿載運行一小時，在常溫二十五度下使用一小時，會使導電設備上升三度，散熱能力使導電設計下降一度，那麼連續使用二十四小時後，會增加約四十八度，即是說當時會達到七十三度，比較PVC的熱承受能力高出三度，這時電線/設備的絕緣便會開始崩潰。其中一個方法是使用更高承受溫度的物料來做絕緣。或增加銅面積，使用時的溫度上升減慢。這個便可AC標準的原意。另一個方法是安裝空調系統，使溫度上升受到控制。
當然如果是使用二十小時以內的話，這個升溫便在容許設計之內。
（以上純粹解說，數值只用於解說，與實際計算無關。）
讓我們看看配電系統中使用的不同類型的接觸器職責。以下提到的職責由 IEC（國際電工委員會）分類。一般來說，這些額定值通常會在接觸器上提及，請參考圖片。
電源開關也會有AC1及AC3的分別，兩者之間的載流量可以相差一倍以上。
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你可以在上面看到AC1 80安培的標準下，在AC3的標準下，最低只有45安培的載流量。
接觸器的交流負載（交流電）：
AC-1： 此類負載接觸器用於加熱器、電爐等阻性負載。包括無感或微感負載，這意味著負載的功率因數在 0.95 至 1 之間。
AC-2： 用於滑環馬達啟動器，例如開啟和關閉馬達。他們最喜歡高扭矩電流應用。
AC-3： 此類接觸器通常首選用於鼠籠式電機的啟動，並在運行期間關閉電機，這意味著該接觸器可以連續承受大電流。例子。電梯、升降機、風扇等
AC-4： 經常開啟/關閉此類承包商使用的鼠籠式馬達。它們具有斷開高啟動電流啟動的能力，例如堵漏和點動操作。範例：起重機
AC-5a： 此類接觸器用於汞蒸氣燈、鈉蒸氣燈等放電燈及輔助控制電路。
AC-5b： 白熾燈的開關
AC-6a： 變壓器開/關
AC-6b： 此類接觸器用於電容器組切換。
AC-7a： 家用小型感性負載，如電視機、攪拌機、鑽孔機等。
AC-7b： 家用旋轉機器，如風扇、中央吸塵器、洗衣機等。
AC-8a：全封閉式冷氣壓縮機馬達控制，附 O/L 手動重設功能。
AC-8b： 具有過載自動重設功能的全封閉式製冷壓縮機馬達控制
AC11： 輔助（控制）電路，即它們沒有電源觸點，例如 NO（常開）和 NC（常閉）
AC-12： 在電阻負載上使用固態裝置進行電子開關
AC-13： 透過變壓器隔離控制電阻負載和固態負載
AC-14： 小於72VA的小型電磁負載的控制
AC-15：控制大於72VA的交流電磁負載
AC-20： 空載條件下的連接與斷開
AC-21： 電阻負載的切換，包括中等過載
AC-22： 感性負載和阻性負載的切換（混合）
AC-23： 馬達負載或其他高感性負載的切換
A： 保護電路，無額定短時耐受電流
B： 保護電路，具有額定短時耐受電流
DC-1： 無感或微感負載、電阻爐、加熱器
DC-3： 並勵電動機、啟動、堵轉(1)、點動(2)、馬達能耗制動
DC-5： 串激電機，啟動、堵轉(1)、點動(2)、電機能耗制動
DC-6： 白熾燈的開關
DC-12： 透過光耦合器隔離控制阻性負載和固態負載
DC-13： 直流電磁控制
DC-14： 電路中具有經濟電阻的直流電磁負載的控制
DC-20： 空載條件下的連接與斷開
DC-21： 電阻負載的切換，包括中等過載
DC-22： 混合電阻和電感負載的切換，包括中等過載（即並聯馬達）
DC-23： 高感性負載（即串聯馬達）的切換
然而，大多數行業中 AC1 和 AC3 承包商是首選
AC1和AC3接觸器之間的區別是AC1接觸器用於較小感性負載，例如阻性負載（負載的功率因數接近1左右），而AC3接觸器用於高感性鼠籠電機，在運行過程中會關閉馬達處於運轉狀態。
AC1 範例： 加熱器、電爐
AC3 範例： 所有鼠籠式電機，例如工業風扇、電梯、自動扶梯、輸送機、斗式提昇機、壓縮機、泵浦、攪拌機、空調機組
原文網址
https://denor.com/electrical-standards-for-contactors-ac1-ac2-ac3-ac4-dc1-dc2-dc3.html
OFF load switch
故名思義，這種開關掣不能帶有負載情況下截斷電源，否則會引致按點燒毀。
在香港能買到的基本上也是ON load switch的類別，但並不等於沒有。這一類開關通常也是一些安裝在入口設備內，所以在新場所首次工作時，也要留意一下。
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How to design the doorbell by relay/Timer 自製高音量門鈴
時間飛逝，不經不覺間這個網誌已經步入第6年。
原意只是發現香港沒有相類似的知識分享(繁體中文字)，在短短數年間有這個成功，實在是喜出望愛。
控制線路常用組件 Control Circuit component
電機控制電路 - 雙速電動機 2 Speed motor starter
電機控制電路 - 自耦變壓器起動 Auto-Transformer Starter
電機控制電路 - 星角起動 (Pneumatic Timer) Star Delta Starter II
電機控制電路 - 星角起動(電子式時間掣) Star Delta Starter I
電機控制電路 - 直接起動及控制線路 Direct On Line Starter with the control circuit
四極自動轉換掣 - 電磁接觸器及控制線路 Automatic Change Over Contactor with the control circuit
原先設計線路
由於當作門鈴使用，而且比較響亮(高於100dB)，因為工廠環境比較嘈吵，因此把時間控制在按一次只能響數秒，並且20秒後才可以按第二次。
線路設計
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本文由翻譯而成
抽象的
低環境負荷的新能源系統將越來越體現其在城市設計和規劃中的優越性。新能源系統中用於電力轉換的電力電子設備的狀態監測對整個城市的穩定運行具有重要意義。研究了IGBT模塊的失效機理和老化演化過程，判斷了IGBT器件的失效類型。提出了一種基於熱敏電參數法和熱電阻網絡法的老化類型識別算法。首先，健康的結溫基於實驗數據在雙脈衝平台上建立了基於關斷初始損耗的IGBT模型。其次，根據數據表建立了IGBT的熱阻網絡模型。最後通過實驗室現有的IGBT加速老化實驗平台進行IGBT的加速老化，將老化參數導入上述兩種模型。結果表明，熱阻網絡模型和熱參數模型的輸出結果受老化類型的影響，為IGBT老化類型研究提供了新的解決方案，對新能源系統的應用具有重要價值。 .
1 . 介紹
隨著經濟的快速發展，社會發展對電力供應的需求也急劇增加。傳統煤炭等一次能源受限於發電儲量有限和環境污染，而太陽能、風能等越來越多的新能源投入使用並受到關注。 其中，電力電子技術是高效能量轉換（能量轉換系統）的基礎，電力電子器件的可靠性對能量轉換系統的運行成本有重要影響，也關係到新能源的運行成本。全市系統。功率變換器是能量轉換系統的重要組成部分，其可靠性是電網穩定的基礎。其中，功率器件（如IGBT、MOSFET等）是電力電子變流器的關鍵部件，也是變流器中最易損壞的部件之一。統計數據顯示，功率器件是當前變流器系統中故障率最高的器件，約佔31%。因此，變流器中IGBT等功率器件的運行安全性和可靠性越來越受到研究人員的重視。不同結溫差的影響噸文獻定量分析了焊料層耗材對器件壽命的影響 。文獻通過仿真分析，研究了功率器件焊層在功率循環過程中的失效機理以及焊層中空洞含量對器件性能的影響。 IGBT的內部熱應力分佈。Coffin-Manson壽命預測模型見文獻 ，但修改後的模型參數是從小樣本中獲得的，並沒有被完美地考慮。現有的研究大多是從熱敏參數的角度來研究器件結溫的變化，並將其映射到器件的失效程度，但實際上，用熱敏電參數法研究器件結溫的情況並不多見。完全正確。
本文在不破壞模塊封裝的前提下，通過加速老化實驗，對功率器件的老化特性進行測試分析，研究了IGBT失效過程中的結溫變化，包括熱敏電參數法和熱阻網絡法。比較兩種方法的結溫檢測結果，判斷IGBT的失效過程和程度。
2 . IGBT的失效機理
IGBT器件可以用浴盆曲線從製造、交付、使用和失效進行概括，主要由三部分組成，如圖1所示。
第 1 階段：早期故障率 (EFR)；設備的高故障率主要是由於製造缺陷和工廠標準低。
第 2 階段：內在故障率 (IFR)；該裝置在初始階段後故障率低且穩定。
第三階段：處於失敗階段；器件更容易出現故障，這主要是由於柵氧化層老化造成的。
其中，第三階段曲線1代表微電子老化曲線，第三階段曲線2代表工廠電力電子器件老化曲線 , 第三階段曲線 3 代表基於城市新能源系統的高負載電力轉換裝置的老化曲線。微電子的老化曲線是基於理想模型的研究，具有較長的相對壽命。電廠電力電子設備的功率元件在第三階段由於負載較高而老化更快，儘管它們的負載相對穩定。至於城市新能源系統中的電力變換裝置，具有負荷大、負荷波動大、環境改造快、環境惡劣等特點，拐點將向前推進。這意味著城市新能源系統下電力電子裝置的可靠性研究將更加重要，這與整個系統的穩定運行密切相關。
2.1 . 芯片故障
一般來說，IGBT功率模塊的芯片故障多為輻射損壞和柵極氧化層擊穿。輻射損傷是指IGBT功率模塊的柵極氧化層在輻射環境中的損傷和擊穿。輻射環境按來源可分為自然輻射環境和人為輻射環境。自然輻射環境包括空間電磁場、太陽風和宇宙射線。人為輻射環境包括核輻射、核反應堆等。電網氧化擊穿通常指絕緣擊穿、電過應力（EOS）、靜電放電（靜電放電）。對於靜電放電和電過應力，兩者都在長時間放電或電過應力的作用下，IGBT功率模塊中的柵極氧化層會開裂，甚至嚴重開裂，最終導致芯片失效。有兩種類型的柵極氧化層擊穿。第一種是瞬時絕緣擊穿（TZDB），第二種是時間相關的介質擊穿（TDDB）。第一種是指施加在柵氧化層上的電壓超過極限電壓，立即引起短路。第二種是指加入的電場小於擊穿場氧化層固有的強度，柵氧化層長時間處於該電場中，在柵極薄的SiO 2層中缺陷電荷積累最終導致柵氧化層擊穿。
2.2 . 封裝故障
典型焊接IGBT功率模塊多層結構的剖面如圖2a所示。焊料用於將 IGBT 芯片焊接到 Direct Copper-Bonded (DCB) 的上銅層，而 DCB 的下銅層與基板鍵合。IGBT 在工作過程中由於開關損耗和狀態損失。大部分熱量來自 IGBT 芯片，通過鍵合線、焊錫層、DCB 和銅底板到達底部，最後通過固定在銅底板下方的散熱器散熱。
由於每一層由具有不同熱膨脹係數（CTE）的材料製成，因此每一層在 IGBT 運行過程中都會受到不同程度的熱膨脹和熱應力。這導致在循環熱衝擊作用下，器件各層出現 斷裂、分層、金屬重構等一系列疲勞老化現象，最終導致器件失效。根據失效部位的不同，封裝失效可分為焊層疲勞和鍵合線脫離失效。
3 . 老化特性分析
IGBT器件的初始關斷損耗和IGBT的熱阻網絡模型具有結溫依賴性和老化依賴性。建立基於關斷初始損耗-集電極電流-結溫的IGBT結溫模型和基於熱阻網絡法的IGBT結溫模型，分別輸入老化後關斷初始損耗參數，實現老化類型的分類。
3.1 . 基於溫度敏感電參數法的老化依賴性和結溫依賴性
IGBT關斷瞬態過程如圖1b所示。柵極驅動信號發出關斷信號，驅動電壓迅速變化，驅動電流建立並通過驅動電阻放電。關斷時間是從集電極電壓的 10% 到集電極電流的 10% 的間隔，而關斷損耗是關斷時間內關斷損耗功率與關斷初始損耗功率的積分是集電極電壓和集電極電流在 10% 時的乘積，分別由下式表示。
在裡面-階段，集電極-發射極電壓的上升速率與米勒電容呈負相關，米勒電容隨著結溫和老化程度的增加而增加，即電壓上升時間隨著芯片老化和溫度升高的加劇，關斷損耗增加也增加
在裡面-階段，集電極電流下降率受跨導和柵極發射極電容的影響。研究表明，隨著芯片老化和溫度升高，電流下降速度減慢，關斷損耗也增加。
根據公式可以發現,， 和相互之間具有映射關係，因此初始關斷損耗也與溫度和老化有關。
研究表明，IGBT的內部電容僅受芯片老化影響，與封裝老化無關，因此以上三個參數可用於芯片老化研究和結溫提取。這可以很容易地提取（僅使用低頻傳感器），因此可用於構建基於熱敏電參數的 IGBT 健康器件的結溫模型。
3.2 . 基於熱阻網絡法的老化依賴性和結溫依賴性
本實驗使用的IGBT模塊熱阻網絡模型（Foster模型）如圖3所示。熱阻網絡模型主要採用IGBT外殼溫度或襯底溫度，結合模塊的電損耗模型和熱模型，計算出IGBT芯片的結溫。考慮到熱敏元件測試點溫度與IGBT芯片結溫的溫差，常採用這種方法來精確計算結溫變化。首先，在下面的熱阻網絡模型中，根據 IGBT 的熱特性和各層材料的大小，建立 IGBT 的熱阻網絡模型。那麼，功率損耗計算特定工作條件下待測 IGBT 模塊的功率。最後根據確定的外殼溫度可以得到IGBT的內部結溫，如公式 [18]所示。
提取結溫點在芯片和背板之間，所以根據熱阻網絡法原理，基於熱阻網絡的IGBT結溫模型不受IGBT芯片老化的影響，也不受芯片內部熱量的影響。芯片。當 IGBT 封裝老化時，封裝的等效熱阻抗會增加，導致 IGBT 的結溫偏移（增加），即基於熱阻網絡法的結溫模型具有老化依賴性。
網路原文
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352484721006673
