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Nossa sessão de hoje
Análise de oscilografia e movimento em Disjuntores com CIBANO 500 – 13 de abril
Monitoramento de redes de comunicação IEC 61850 em tempo real com StationScout – 27 de abril
Medição e Análise de Descargas Parciais com equipamentos OMICRON MPD – Conceitos e Aplicação – 11 de maio
Instrutor da sessão
Vinicius Bardini
Função na OMICRONCoordenador de Suporte Técnico da América Latina
Engenheiro de Aplicação (Ativos de Subestações)
Experiência5 anos de experiência em testes, treinamentos e suporte técnico
FormaçãoEngenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI (2010-2014)
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Page 4
Informações da sessão
Os microfones estarão desativados para todos.
Perguntas e Respostas (Q&A/P&R)
Expanda o campo Q&A/P&R em sua tela
Assegure-se de que “All Panelists” esteja selecionado
Sessão extra
Ao final do Expert Talk – nesta será possível utilizarmicrofones e câmeras para interagir
Acesso disponível nos e-mails de Lembrete enviados ao e-mailregistrado nesta sessão atual ( )
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Clique para expandir o
campo Q&A/P&R
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3
Análise de oscilografia e movimento em Disjuntores com CIBANO 500Vinicius Bardini
Denifição
Definição de um Disjuntor de acordo com a IEC 62271-100
Chave elétrica de operação automática projetada para proteger um circuito elétrico de danos causados por sobrecarga ou curto-circuito
Função básica: interromper imediatamente o fluxo de corrente elétrica
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Página 8
estabelecer conduzir interromper
Disjuntor ideal
Finalidade
Comportamento estático
Transportar correntes operacionais
Isolação de ativos de Alta Tensão
Isolação de equipamentos com falhas
Comportamento dinâmico
Interrupção e estabelecimento de correntes operacionais
Interrupção e estabelecimento de correntes de falta
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Design e classificação dos Disjuntores
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Disjuntor AT mínimo
volume de óleo (1980s)
Disjuntor de AT
sopro de ar (1960s)
Disjuntor MT à vácuo
(1990s)
Subestação Isolada à Gás
Gas-insulated switchgear - GIS
(> 1970s)GCB até 210 kA
Conjunto híbrido compacto
Grande Volume de Óleo
– GVO (até 1960)
Design e classificação de Disjuntores
Sistema de extinção à gás SF6
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Disjuntor à sopro SF6 Disjuntor SF6 tanque vivo Disjuntor SF6 tanque morto
Componentes de um Disjuntor
> Exemplo: Disjuntor de tanque vivo
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Página 12
Unidades de interrupção
˃ Câmara de ruptura, câmara de interrupção,
câmara de extinção, carcaça de interrupção, etc.
˃ Interrupção, meio de interrupção
Isolador de suporte
˃ Isolador de linha em relação ao aterramento
˃ Mecanismo de acionamento,
˃ Meio isolante
Mecanismo de operação e controle
˃ Energia armazenada, controle e comando
˃ O controle pode ficar em um painel separado
Abordagem sistemática dos testes (Resumo)
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Página 13
ControleMecanismo de
operação
Ac
op
lam
en
to
s
me
câ
nic
os
Câ
ma
ra
da
inte
rr
up
çã
o
Avalição dos circuitos de
controle
Perfil das correntes das
bobinas
Tensão mínima de
acionamento
Monitoramento da tensão
de alimentação
Avaliação do desempenho
do motor
> Análise da corrente do motor
> Monitoramento da tensão de
alimentação CC ou CA
Avaliação do desempenho
da cadeia cinemática
Sincronismo dos contatos
principais e auxiliares
Percurso e análise de
movimento
Identificação de desgaste
dos contatos principais e
de arco
Resistência de contato
Resistência dinâmica
Inspeção visual: inspeção externa da condição física, estrutura, aterramento, medidores de densidade,
indicadores e dispositivos de monitoramento online (se instalados).
Integridade do isolamento: descargas parciais, análise do gás SF6. E no caso de haver capacitores
equalizadores, medição da capacitância e do fator de dissipação (tan ).
Unidade de interrupção
Exemplo: Disjuntor soprador SF6
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Página 14
Closed position
4
5
7
1
3
6
2
8
9
10
11
1. Transportador de corrente
superior
2. Contato de arco estacionário
3. Contato de arco em
movimento
4. Volume do soprador
5. Válvula de recarga
6. Bocal
7. Contato estacionário principal
8. Contato principal móvel
9. Cilindro de sopro
10. Válvula de recarga
11. Pistão estacionário
Unidade de interrupção
Exemplo:
Disjuntor soprador SF6
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Página 15
Main
Unidade de interrupção
Exemplo:
Disjuntor soprador SF6
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Página 16
Arcing
Unidade de interrupção
Exemplo:
Disjuntor soprador SF6
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Página 17
Arc extinction
Unidade de interrupção
Exemplo:
Disjuntor soprador SF6
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Open position
Estatísticas de falha
interruptores20%
circuitos de controle e contatos auxiliares
30%
mecanismos de operação e partes
móveis50%
CAUSAS DE FALHAS EM 281.090 DISJUNTORES DE HV TESTADOS MUNDIALMENTE
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Página 19
Fonte: Brochura CIGRE 510:
Relatório final da Pesquisa internacional sobre confiabilidade de equipamentos de alta tensão de 2004 – 2007
Parte 2 – Confiabilidade dos Disjuntores SF6 de alta tensão
Testes em Disjuntores
Resistência dos contatos
EstáticaPIR (Resistor de pré-inserção)Dinâmica (DRM)
Oscilografia dos contatos principais e auxiliares
Sequências de operação (O, C, CO, O-CO, ...)Teste de subtençãoCorrente da bobina
Tensão mínima de acionamento
Corrente do motor
Corrente de partidaTempo de carregamento
Percurso (deslocamento) dos contatos principais
Percurso total, ultrapassagem (overshoot), reboteVelocidade, amortecimento
Vibração
Integridade do isolamento
Análise do gás SF6 (ponto de orvalho, productos de decomposição SO2, etc.)Fator de dissipação e capacitância (capacitores de equalização)
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Página 20
CIBANO 500
Princípio de conexão
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Página 21
Medição a 2 fios Medição a 4 fios
RL
ITestA
V
Voltage drop due to the
resistance of the leads
RL
Vm
eas
ure
d
RMRMEASURED ≠ RM
ITest
A
VVm
RM RMEASURED = RM
RC
RC
RC
RC
IVm
notice that ITEST >>>> IVm
Medição a 2 fios versus Medição a 4 fios
Instrumento de medição Instrumento de medição
Princípio de conexão
Disjuntor de tanque vivo
Aterramento em ambos os lados da unidade de interrupção
CIBANO 500 + 3 x CB MC2 + CB TN3: todos os testes em disjuntores trifásicos com um ou dois
disjuntores
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Página 22
© OMICRON Página 22
CIBANO 500
CB MC2
CB MC2
CB MC2CB MC2
CB TN3
CB TN3
Realização dos testes com 1 lado aterrado vs 2 lados aterrados
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Test device
iC
iC
Test device
iC
iC
Perigos da conexão de aterramento inadequadaPage 24
Page 25
Perigos da conexão de aterramento inadequada
Page 26
Perigos da conexão de aterramento inadequada
Page 27
Conexão de aterramento adequada
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Conexão de aterramento adequada
Operação da mola
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Fonte: SIEMENS
Corrente do motor
Desempenho do motor de carregamento das molas
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Fonte: Schneider Electric
Detecção de problemas potenciais nas bobinas de atuação
Revela informações sobre o fornecimento de energia da subestação
A comparação é o melhor método de análise
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Término do percurso
Trava de abertura aberta
Abertura da corrente da bobina
Co
rre
nte
má
xim
a d
a b
ob
ina
Corrente da bobina
Bobina de
fechamento
Bobina de
abertura
Mola de
fechamento
Mola de
abertura
As bobinas são geralmente alimentadas pela bateria da estação
Condição da bateria da estação?
Verifica o comportamento das bobinas em caso de fornecimento de subtensão
Execute um teste com a tensão de alimentação reduzida (por exemplo, 80%)
As bobinas funcionam de fato?
Há atrasos em relação à tensão nominal?
Antes: o fornecimento de uma subtensão, através da SE, para as operações de fechamento e de abertura fornecia uma simulação ruim
CIBANO 500: defina a subtensão exata do valor nominal e verifique o comportamento das bobinas
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Teste de subtensão
Un
Indica a menor tensão para operar a abertura ou fechar a bobina
Procedimento convencional
Comece em um determinado nível de tensão
Tente operar
Se não operar, aumente a tensão e tente novamente
Aumentar o pulso de tensão até atingir a tensão mínima com a qual o disjuntor de circuito comuta
Existem diversas soluções, próprias de cada fabricante, para este teste
CIBANO 500: teste automático após a definição do nível de aprovação/falha para determinada porcentagem do valor nominal
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Teste de tensão mínima de acionamento da bobina
Teste de captação mínima
Teste da tensão mínima de operação da bobina de abertura e fechamento
Aumento contínuo da tensão de alimentação da bobina
Rampa de pulso de tensão para evitar o superaquecimento das bobinas
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Tensão de
alimentação da
bobina
Teste de tensão mínima de acionamento da bobina
Definições dos tempos
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[O] Tempo de
abertura
Instante de
energização da
bobina de abertura
Momento em que os contatos de
arco se separaram em todos os
polos
Tempo de abertura de CB
Tempo de abertura
Fase C
Tempo de abertura
Fase B
Tempo de abertura
Fase A
Definições dos tempos
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[C] Tempo de
fechamento
Instante de
energização da
bobina de
fechamento
Instante em que os contatos
tocam em todos os polos
Tempo de fechamento
do Disjuntor
Tempo de fechamento
Fase B
Tempo de fechamento
Fase ATempo de fechamento
Fase C
Temporização / Oscilografia
Quantidades de tempo avaliadas
Tempo de abertura (O)
Tempo de fechamento (C)
Tempo de fechamento-abertura (CO)
Tempo de abertura-fechamento (OC)
O-CO, COCO, O-CO-CO
Simultaneidade ou sincronização
Sequência de operação típica
O – t – CO – t‘ – CO
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Simultaneade ou sincronização
1 unidade de interrupção por fase
Durante a ABERTURAdiferença máxima ≤ 1/6 de um ciclo
2,78 ms a 60 Hz
Durante o FECHAMENTOdiferença máxima ≤ 1/4 de um ciclo
4,17 ms a 60 Hz
2 ou mais unidades de interrupção conectadas em sérieEntre as unidades de interrupção
Durante a ABERTURAdiferença máxima ≤ 1/8 de um ciclo
2,08 ms a 60 Hz
Durante o FECHAMENTOdiferença máxima ≤ 1/6 de um ciclo
2,78 ms a 60 Hz
Oscilografia
Desempenho dos componentes de abertura e fechamento
Contatos principais
Bobinas de abertura e fechamento
Contatos auxiliares
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Configuração convencional:
demorado e propenso a erros
Configuração do CIBANO 500:mesma fiação como prova de
resistênciaValores medidos: tempo de abertura, tempo de fechamento, propagação de contato, propagação de fase, tempo livre de abertura, tempo de religamento
Teste de resistência estática (µΩ)
Micro-ohmímetro (µΩ)
Valida as resistências dos contatos
Pode ser usado em disjuntores, seccionadores, juntas de barramentos, etc.
Métodos de medição
Injeção de alta corrente (p. ex. 100 A)
Medição de baixas tensões mesmo em um ambientecom alta indução eletromagnética
Técnica de conexão à 4 fios
Exclusividades do CIBANO 500
Mesma configuração para todos os testes
Cabos de medição curtos e leves
Elimina as interferências devida a indução
Conexão simplificada
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Equipamentos
convencionais
CIBANO 500
Resistor de pré-inserção (PIR)
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Resistor
Resistor
Siemens 3AP4 F1 – 550kV
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Testes de Fábrica
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Resultados (Software PTM)
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Tempos de fechamento e Resistor de Pré-Inserção
Medição da Resistência Dinâmica (DRM)
Gravação dos valores de resistência durante uma operação do Disjuntor
Combinação de testes de resistência, oscilografia e movimento
Resistência Dinâmica
Comprimento dos contatos de arco
Problemas de contato
Problemas de lubrificação
Procedimento
Injeta-se alta corrente (até 200 A)
Gravação dos valores de tensão e a corrente medidos
Operação do Disjuntor
Cálculo da resistência durante a atuação do Disjuntor
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Contact travel
Main contact
Comprimento do
contato de arco
Separação dos
contatos principais
Contato de
arco separado
Resistance
Início da
movimentação
dos contatos
Resistência dinâmica de contato (DRM)
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Fonte: SIEMENS
Estudo de caso – Resistência Dinâmica (DRM)Tangen Esquerdo
Avaliação de condição // 10/09/2014
Medição da resistência de contato estática
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Avaliação de condição // 10/09/2014
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Página 48
> Fechamento de tempo [C]
Avaliação de condição // 10/09/2014
Tempo de abertura [O]
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Avaliação de condição // 10/09/2014
Abertura de DRM [O] – resistências
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Avaliação de condição // 10/09/2014
Abertura de DRM [O] – correntes
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Página 51
Antes da manutenção
Contatos principais
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Página 52
Antes da manutenção
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Página 53
> Contatos de arco
Após a manutenção
Contatos principal e de arco
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Após a manutenção // 15/09/2014
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Página 55
> Abertura de DRM [O] – resistências
Após a manutenção // 15/09/2014
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Página 56
> Abertura de DRM [O] – correntes
Após a manutenção // 15/09/2014
Medição da resistência de contato estática
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Página 57
Características de operacionais percurso/movimento
As velocidades de abertura e fechamento, assim como o percurso ou a distância percorrida, são as características operacionais mais importantes de um disjuntor. Elas são ditadas principalmente pelos requisitos impostos pelos contatos e especificações.
O movimento está relacionado principalmente com a capacidade do disjuntor de suportar os estresses dielétricos operacionais necessários.
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Análise de movimento dos contatos principais
Revela problemas mecânicos presentes em toda a cadeia de movimento
Desempenho mecânico geral
Lentidão na operação devido à mecanismos travados
Deterioração dos amortecedores
Desgastes dos contatos
Comprimento dos contatos de arco (análise através de DRM e movimento)
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Modelo funcional
Desempenho da cadeia de movimento
Percurso de contato (movimento) dos contatos principais
Quais informações são obtidas? Por exemplo, durante um ciclo de Fechamento-Abertura [CO]
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Po
siç
ão
Zonas de
velocidade
(cálculo)
Pe
rcu
rso
tota
l
Zona de
arco
Zona de
amortecimento
Posição
fechada
Fechamento
do contato
Posição aberta
Ultrapassagem
Rebote
Ingressão
Características de movimento – Velocidade
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Fechamento
Abertura
Velocidade
As velocidades de abertura e
fechamento, bem como o
percurso ou distância percorrida
são as características
operacionais mais importantes
de um disjuntor
O movimento está relacionado
principalmente à capacidade do
disjuntor de suportar o estresse
dielétrico necessário de
operação
Características de movimento – Velocidade
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Características de movimento – Velocidade
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𝑽 =𝟏𝟒𝟓 − 𝟒𝟎
∆𝒕
=𝟏𝟎𝟓 𝒎𝒎
∆𝒕 𝒎𝒔
Desempenho da cadeia cinemática
Percurso de contato (movimento) dos contatos principais
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Accesorios CB para teste de deslocamento
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Transdutor rotativo
Transdutor linear
Exemplo de montagem – ABB LTB 245 E11
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Exemplo de montagem – Siemens 8DN8 145
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Exemplo de montagem – Siemens 8DN8 145
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Exemplo de montagem – SIEMENS 3AP1
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Exemplo de montagem – Alstom G316
Ejemplo: Alstom G316
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Exemplo de montage – Alstom GL312P-F1
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Estudo de caso – Análise de MovimentoAlexander Herrera
Princípio de funcionamento (BLG)
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O objetivo do amortecedor
de fechamento é amortecer
o movimento rotativo do
disco do excêntrico após
uma operação de
fechamento ser concluída
O propósito do
amortecedor de abertura é
diminuir o movimento de
abertura em sua fase final.
Análise de movimento
Amortecedor de abertura
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Conecte o transdutor do analisador do disjuntor ao eixo e
imprima uma curva de amortecimento. Verifique a distância e o
tempo de amortecimento de acordo com a Figura 4-12. Se a
curva for diferente da correta, você deve alterar o
dispositivo.
CorretoIncorreto Incorreto
Figura 4 a 12: Curva de amortecimento de
abertura.
Análise de tempo
Tempo de abertura [O]
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Análise de tempo e movimento
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Página 76
Análise de tempo e movimento
Abrir [O]
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Página 77
Análise de tempo e movimento
Comparação: movimento de todas as 3 fases
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Página 78
Análise de tempo e movimento
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Página 79
> Movimento, Fase B
CorretoIncorreto Incorreto
Figura 4 a 12: Curva de amortecimento de abertura.
Análise de tempo e movimento
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Página 80
Figura 4 a 12: Curva de amortecimento de abertura.
> Movimento, Fase A
Inspeção visual
Mecanismo desgastado no amortecedor de abertura
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Inspeção visual
Mecanismo desgastado no amortecedor de abertura
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Temporização e análise de movimento
das parte móveis
Microhmímetro digital
Alimentação das bobinas e motor até 2.4 kW
CIBANO 500: Sistema de teste 3 em 1
Temporização multicanal e análise de movimento
Verifica a performance mecânica
Detecta problemas durante a atuação das bobinas
Revela problemas nas bobinas de abertura e fechamento
Microhmímetro de alta precisão (µ)
Avalia a condição dos contatos principais e contatos de arco
Avalia a condição dos contatos de chaves seccionadoras
Fonte para alimentação das bobinas e do motor
Aplica tensão DC estável, mesmose a bateria da subestaçãoestiver indisponível
Todos os testes realizados com um único equipamento
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Visão geral do Hardware do CIBANO 500
Esquema funcional
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CB
TN
3
CB
MC
2
Transmissão
digital
CIBANO 500
Detalhes de hardware
Unidade principal CIBANO 500 com módulo EtherCAT®
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Módulos externos
EtherCAT® com PoE+
Interface auxiliar
Segurança: para switch
de segurança
remoto
Rede: Conexão
de Ethernet
LED de aviso
Pisca se a tensão >
42 V entre
aterramento de proteção
(PE) e uma saída
V IN
Entrada de tensão
(bateria da estação)
Saída/entrada A
Saídas de tensão ou
saídas atuais ou
entradas de tensão ou
entradas binárias
Saída/entrada B
Saídas de tensão ou
saídas atuais ou
entradas de tensão
Demonstração – CB Simulator
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Fiação básica (mostrando apenas 1x CB MC2)
Demonstração – CB Simulator
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Fiação básica (mostrando apenas 1x CB TN3)
Sessão de Networking
Acesso disponível nos e-mails de Lembrete enviados ao e-mailregistrado nesta sessão atual ( )
Nesta sessão você poderá fazer suas contribuições:
Ativando a câmera e microfone Através do chat