Защо контактите винаги изгарят? Защитата срещу прекомерна нагрузка и късомрежие трябва да се осъществява едновременно

Контакторите се използват за затваряне и отваряне на натоварвания, които изискват такива операции по време на нормална употреба, особено за специфични дейности като среднонапрастно обществено осветление и индустриални електродвигатели.

Комбинацията от среднонапрастен контактор + предпазен пръстен (F-C) може да контролира двигатели до 12 кВ. Въпреки това, среднонапрастните контролери са подходящи и като питащи за други видове натоварвания, особено трансформатори. За такива натоварвания, контакторите обикновено се модифицират, за да включат механично закопчаване, така че контакторът да не се отваря автоматично, когато системното напрежение спадне.

Механично закопчаваните контактори са основно същите по структура като електромагнитно задържани контактори. Въпреки това, вместо да се ползва непрекъснато зареждан главен бобин, за да се поддържа затвореният контактор, механично закопчаваните контактори използват механично закопчаване, за да поддържат затвореното състояние. По същество, механично закопчаваните контактори имитират среднонапрастни прекъсвачи. Но трябва да се помни, че има явни различия между контакторите и прекъсвачите.

Разглеждания за контролни вериги

Когато традиционен електромагнитно задържан контактор е затворен, той остава затворен, докато главната бобин е заредена. Най-често, захранването на контролния вериг за главната бобин е контролен преобразувател на захранване, който е интегрална част от целия контролер. Следователно, за двигателни натоварвания, когато системното напрежение спадне, двигателят ще се откъсне автоматично, предотвратявайки повреда на двигателя.

В сравнение, механично закопчаваните контактори остават затворени, когато системното напрежение спадне. Това е особено необходимо, когато натоварването е от тип, който трябва да се възстанови автоматично, когато системното напрежение се възстанови, като например трансформатори за осветление.

Електромагнитно задържаните контактори се отварят, когато контактите в контролната верига на главната бобин се отворят. От друга страна, механично закопчаваните контактори се отключват, когато контактите в веригата за закопчаване се затворят, позволявайки на контактора да се отвори. Така, контролът, необходим за механично закопчаваните контактори, е малко подобен на този за среднонапрастни прекъсвачи.

Механично закопчаваните контактори изискват надеждно захранване на контрола за прекъсване. Предпочитано е директно захранване (батерия), но ако единственото захранване на контрола е контролен преобразувател, свързан с основното напрежение, устройство за прекъсване с кондензатор на променливо ток е подходящо за използване.

Затварящата верига трябва да използва кратковременни контактни бутони, така че главната бобин да е заредена само по време на периода на затваряне. Подобно, веригата за прекъсване (отключване на закопчаване) трябва да използва кратковременни контактни бутони. За автоматично прекъсване на защитни реле, обикновено отворен контакт трябва да бъде свързан в веригата за прекъсване (отключване на закопчаване), а обикновено затворен контакт от защитното реле трябва да бъде свързан в затварящата верига. Целта на обикновено затворения контакт в затварящата верига е да се гарантира, че веригата на главната бобин е раззаредена по време на прекъсване. Желателно е да се включи функция на блокиране (86) реле, или чрез функция 86 в някои многфункционални микропроцесорни реле, или чрез отделно реле за блокиране.

Важно е, външната контролна верига на потребителите да не включва задържащи контакти в затварящата верига. Механично закопчаваните контактори работят по същия начин като електромагнитно задържаните контактори, с добавка на механично закопчаване. Ако веригата на главната бобин е непрекъснато зареждана, контакторът ще остане затворен дори и ако се изпълни отключване на закопчаването.

Източниците варират в своите оценки на количеството време, което трябва да се позволи между прекъсването на дефекта и последващото възстановяване. Най-често указват, че трябва да има поне шест цикла между прекъсването на дъгата (при отваряне) и затварянето на контактите при следващата операция на затваряне.

Разглеждания за краткосрочни и прекомерни натоварвания

Контакторите, използвани за доставяне на мощност към трансформатори, се различават от тези, използвани за доставяне на мощност към двигатели, само по характеристиките на ограничаващите тока предпазни пръстени. Предпазните пръстени, използвани за защита на двигателни вериги, са клас M, чийто защитни характеристики са подходящи за приложението на двигатели. За питателни линии на трансформатори, предпазните пръстени трябва да са клас T, проектирани, за да предоставят подходяща защита за трансформаторите.

Контакторите без предпазни пръстени имат само ограничен капацитет за прекъсване. Следователно, контакторите винаги трябва да се използват в комбинация с ограничаващи тока предпазни пръстени. Комбинацията от контактор (който прекъсва нормалния натоварващ ток и умерен прекомерен ток) и ограничаващ тока предпазен пръстен (който прекъсва токове, надхвърлящи капацитета на контактора сам по себе си) предоставя пълен капацитет за прекъсване на прекомерен и краткосрочен ток.

Защитни реле трябва да се използват, за да предоставят защита срещу умерени прекомерни токове, за да се избегне ненужна работа на предпазните пръстени. Тази защита трябва да бъде координирана с непрекъснатата способност на комбинацията предпазен пръстен-контактор за провеждане на ток. Тъй като предпазните пръстени генерират значително количество топлина, не е необичайно предпазните пръстени да са размерирани малко по-големи, отколкото препоръчано за непрекъснат ток. Следователно, защитните реле предоставят защита срещу прекомерен ток не само за трансформатора, но и за комбинацията предпазен пръстен-контактор. Това е подходящо, тъй като функцията на предпазния пръстен е да предоставя защита срещу краткосрочен ток, а не срещу прекомерен ток.

Еднофазна защита

Съвременните устройства за защита срещу прекомерен ток на двигатели обикновено включват функция за автоматично откъсване на двигателя, когато е загубена една фаза от входния ток. Въпреки това, за неподвижни питателни линии, тази "еднофазна защита" може да не е необходима или желателна. Например, кондензаторни или осветителни натоварвания обикновено не се повреждат от еднофазни условия. Въпреки това, потребителите трябва да разгледат дали еднофазната защита е подходяща. Най-общи метод за изпълнение на тази функция е да се предостави аксесоар за прекъсване на предпазен пръстен, който е механично активиран от плунжер на ограничаващия тока предпазен пръстен. С този вариант, когато всеки единичен ограничаващ тока предпазен пръстен се активира, индикаторният плунжер на предпазния пръстен активира лост за прекъсване, причинявайки контактора да се отвори.

Други разглеждания за приложение

Механично закопчаваните контактори споделят много характеристики на приложение с електромагнитно задържаните контактори. В сравнение с прекъсвачите, контакторите са проектирани за често използване, с 200,000 електрически операции. Размерът на трансформатора, който може да бъде захранван от контактор, е, разбира се, ограничен от наличните предпазни пръстени (особено при 7,2 кВ) и непрекъснатата способност на контактора за провеждане на ток.

Контакторите са проектирани да имат ниски изисквания за контролно захранване. Следователно, техните скорости на затваряне и отваряне могат да бъдат относително бавни. Типичното време за затваряне е 40 милисекунди за 400 A и 70 милисекунди за 720 A, докато времето за отваряне е 90 милисекунди за 400 A и 35 милисекунди за 720 A. Въпреки че тези времена са много по-дълги от времето за действие на прекъсвачите, те обикновено не изискват специално внимание за контролни вериги или процедури за управление на системата. Закопчаваните контактори са интегрирани в дизайна на среднонапрастните контролери, елиминирайки преходните секции и големите кабини за прекъсвачи, необходими за прекъсвачите. Тъй като механично закопчаваните контактори използват предпазни пръстени за защита срещу краткосрочен ток, предпазните пръстени могат да се активират в случай на сериозен дефект. Ако това се случи, времето на прекъсване, свързано с замяната на предпазните пръстени, е по-дълго, отколкото при използване на прекъсвачи. Въпреки това, опитът показва, че сериозните дефекти са относително рядки, така че това е малко вероятно да бъде сериозен проблем.

Резюме

Контакторите са използвани за доставяне на мощност към трансформатори и други неподвижни натоварвания в продължение на десетилетия, и техното използване е увеличено значително в последните години. Използването на механично закопчаваните контактори е особено подходящо, когато трансформаторите са захранвани от среднонапрастни контактори.