Proč kontaktové přepínace vždy vyhoří? Přetížení a ochrana proti přepážce musí být zajištěny současně

Kontaktory se používají k uzavírání a otevírání zatěžovacích okruhů, které vyžadují takové operace během normálního použití, zejména pro specifické aktivity jako je středně vysokovoltové veřejné osvětlení a průmyslové elektrické motory.

Kombinace středně vysokovoltového kontaktoru + pojistky (F-C) může řídit motory až do 12 kV. Nicméně, středně vysokovoltové řadiče jsou také vhodné jako vývodní zařízení pro jiné typy zátěží, zejména transformátory. Pro takové zátěže jsou kontaktory obvykle upraveny tak, aby zahrnovaly mechanické zámčení, takže kontaktor neotevírá automaticky, když systémové napětí klesne.

Mechanicky zajištěné kontaktory jsou v podstatě stejné struktury jako elektromagneticky držené kontaktory. Nicméně, místo spoléhání na kontinuálně energizovanou hlavní cívek, která udržuje kontaktor zavřený, mechanicky zajištěné kontaktory používají mechanické zámčení k udržení zavřeného stavu. V podstatě simuluji mechanicky zajištěné kontaktory středně vysokovoltové vypínače. Je však třeba si uvědomit, že existují zásadní rozdíly mezi kontaktory a vypínači.

Zvažování pro kontrolní obvody

Jakmile je tradiční elektromagneticky držený kontaktor zavřen, zůstává zavřený, dokud je hlavní cívka energizována. Nejčastěji je zdrojem příkonu pro hlavní cívkový obvod kontrolní přeměnník, který je integrovanou součástí celého řadiče. Proto pro motorové zátěže, když klesne systémové napětí, motor se automaticky odpojí, čímž se zabrání poškození motoru.

Naopak mechanicky zajištěné kontaktory zůstávají zavřené, když klesne systémové napětí. To je zejména nutné, když je zátěž typu, který potřebuje být automaticky znovu energizován, když je systémové napětí obnoveno, jako jsou transformátory pro osvětlení.

Elektromagneticky držené kontaktory otevírají, když se v hlavním cívkovém kontrolním obvodu otevřou styky. Na druhou stranu jsou mechanicky zajištěné kontaktory odemknuty zavřením styků v zajišťovacím obvodu, což umožňuje otevření kontaktoru. Tedy kontrola požadovaná pro mechanicky zajištěné kontaktory je něco podobná kontrole středně vysokovoltových vypínačů.

Mechanicky zajištěné kontaktory vyžadují spolehlivý zdroj příkonu pro vypnutí. Preferován je přímý proud (bateriový zdroj), ale pokud je jediným zdrojem příkonu kontrolní přeměnník spojený s primárním napěťovým zdrojem, je vhodné použít vypínací zařízení s kondenzátorem střídavého proudu.

Uzavírací obvod by měl používat tlačítka s krátkým stykem, aby byla hlavní cívka energizována pouze během doby uzavírání. Podobně by měl vypínací (odblokovací) obvod používat tlačítka s krátkým stykem. Pro automatické vypnutí ochranných relé by měl být v vypínacím (odblokovacím) obvodu připojen obvykle otevřený styk, a obvykle uzavřený styk z ochranného relé by měl být připojen v uzavíracím obvodu. Účelem obvykle uzavřeného styku relé v uzavíracím obvodu je zajistit, aby byl hlavní cívkový obvod de-energizován během vypnutí. Je také žádoucí zahrnout funkci blokování (86) relé, buď prostřednictvím funkce 86 v některých vícefunkčních mikroprocesorových relé, nebo prostřednictvím samostatného relé pro blokování.

Je důležité, aby externí kontrolní obvod uživatele nezahrnoval udržovací styky v uzavíracím obvodu. Mechanicky zajištěné kontaktory fungují stejně jako elektromagneticky držené kontaktory s přidáním mechanického zámku. Pokud je hlavní cívkový obvod kontinuálně energizován, kontaktor zůstane zavřený i v případě, že byl proveden odblokovací mechanismus.

Zdroje se liší v odhadu času, který musí být povolen mezi přerušením chyby a následným opětovným energizováním. Většina zdrojů ukazuje, že musí být alespoň šest cyklů mezi přerušením oblouku (při otevírání) a uzavřením styků v následném uzavíracím procesu.

Zvažování přetížení a krátkého zapojení

Kontaktory používané k dodávání energie transformátorům se liší od kontaktorů používaných k dodávání energie motorům pouze v charakteristikách proudově omezujících pojistek. Pojistky používané k ochraně motorových okruhů jsou pojistky třídy M, jejichž ochranné charakteristiky jsou vhodné pro požadavky aplikace motorů. Pro vývodní transformátory by měly být pojistky třídy T, navržené tak, aby poskytovaly vhodnou ochranu transformátorům.

Kontaktory bez pojistek mají pouze omezenou kapacitu přerušení. Proto musí být kontaktory vždy používány v kombinaci s proudově omezujícími pojistkami. Kombinace kontaktoru (který přerušuje normální zátěžový proud a mírné přetížení) a proudově omezující pojistky (která přerušuje proudy přesahující kapacitu kontaktoru sám o sobě) poskytuje kompletní ochranu před přetížením a krátkým zapojením.

Přetížení relé by mělo být použito k poskytnutí ochrany proti mírnému přetížení, aby se zabránilo nezbytnému působení pojistek. Tato ochrana musí být koordinována s kontinuální kapacitou nosného proudu kombinace pojistky-kontaktoru. Protože pojistky generují významné množství tepla, není neobvyklé, že pojistky jsou něco větší než doporučeno pro kontinuální proud. Proto poskytují přetížení relé ochranu před přetížením nejen pro transformátor, ale také pro kombinaci pojistky-kontaktoru. To je vhodné, protože funkce pojistky je poskytnout ochranu před krátkým zapojením, nikoli před přetížením.

Jednofázová ochrana

Moderní přetížení ochranná zařízení pro motory obvykle zahrnují ochrannou funkci pro automatické odpojení motoru, když se ztratí jedna fáze vstupního napětí. Nicméně, pro ne-motorové vývody může tato "jednofázová ochrana" nebyt nutná nebo žádoucí. Například kondenzátory nebo osvětlení obvykle nejsou poškozeny jednofázovými podmínkami. Nicméně, uživatel by měl zvážit, zda je jednofázová ochrana vhodná. Nejčastější způsob implementace této funkce je poskytnout příslušenství pro vypnutí pojistky, které je mechanicky poháněno tyčí na proudově omezující pojistce. S touto možností, když jakákoli jedna primární proudově omezující pojistka funguje, indikátor tyč na pojistce aktivuje páku pro vypnutí, což způsobí, že kontaktor otevře.

Další zvažování aplikace

Mechanicky zajištěné kontaktory sdílejí mnoho charakteristik aplikace s elektromagneticky drženými kontaktory. Na rozdíl od vypínačů jsou kontaktory navrženy pro časté použití, s 200 000 elektrickými operacemi. Velikost transformátoru, který lze zásobovat z kontaktoru, je samozřejmě omezena dostupnými pojistkami (zejména při 7,2 kV) a kontinuální kapacitou nosného proudu kontaktoru.

Kontaktory jsou navrženy tak, aby měly nízké požadavky na energetický zdroj pro kontrolu. Proto mohou být jejich rychlosti uzavírání a otevírání relativně pomalé. Typický čas uzavírání je 40 ms pro 400 A a 70 ms pro 720 A, zatímco čas otevírání je 90 ms pro 400 A a 35 ms pro 720 A. Ačkoli jsou tyto časy mnohem delší než časy provozu vypínačů, obvykle nevyžadují žádné speciální zvažování pro kontrolní obvody nebo operační postupy systému. Zajištěné kontaktory jsou integrovány do návrhu středně vysokovoltových řadičů, což eliminuje přechodové sekce a velké skříně vypínačů potřebné pro vypínače. Protože mechanicky zajištěné kontaktory používají pojistky pro ochranu před krátkým zapojením, mohou pojistky fungovat v případě závažné chyby. Pokud dojde k tomuto, výpadek spojený s výměnou pojistek je delší než v případě použití vypínačů. Nicméně, zkušenosti ukazují, že závažné chyby jsou relativně vzácné, takže to pravděpodobně nebude velký problém.

Shrnutí

Kontaktory jsou používány k dodávání energie transformátorům a jiným ne-motorovým zátěžím již desítky let, a jejich použití se v nedávné době značně zvýšilo. Použití mechanicky zajištěných kontaktorů je zejména vhodné, když jsou transformátory zásobovány středně vysokovoltovými kontaktory.