Γιατί οι επαφοί καίγονται πάντα; Η προστασία από υπερφόρτωση και σύνδεση πρέπει να εφαρμοστεί ταυτόχρονα

Οι επαφοί χρησιμοποιούνται για τον συνδετικό και αποσυνδετικό έλεγχο φορτίων που απαιτούν τέτοιες λειτουργίες κατά την κανονική χρήση, ειδικά για συγκεκριμένες δραστηριότητες όπως το μεσαίο-τάσσον δημόσιο φωτισμό και βιομηχανικά ηλεκτρικά μοτέρ.

Η συνδυασμένη ενεργοποίηση επαφών + προστατικών στοιβών (F-C) μεσαίου υψηλού υπολογιστικού ρυθμιστή μπορεί να ελέγξει μοτέρ μέχρι 12 kV. Ωστόσο, οι ρυθμιστές μεσαίου υψηλού είναι επίσης κατάλληλοι ως εφοδιαστικοί για άλλους τύπους φορτίων, ειδικά μετατροπείς. Για τέτοια φορτία, οι επαφοί τροποποιούνται συνήθως για να περιλαμβάνουν μηχανικό κλείδωμα, ώστε ο επαφής να μην ανοίγει αυτόματα όταν το σύστημα υπολογιστικής τάσης καταρρέει.

Οι μηχανικά κλειδωμένοι επαφοί είναι βασικά ίδιοι στη δομή τους με τους ηλεκτρομαγνητικά κρατούμενους επαφούς. Ωστόσο, αντί να εξαρτώνται από ένα συνεχώς ενεργοποιούμενο κύριο κύκλωμα για να κρατήσουν τον επαφή κλειστό, οι μηχανικά κλειδωμένοι επαφοί χρησιμοποιούν μηχανικό κλείδωμα για να διατηρήσουν την κλειστή κατάσταση. Στην ουσία, οι μηχανικά κλειδωμένοι επαφοί παραμονοποιούν μεσαίου υψηλού διακόπτεις. Παρ' όλα αυτά, πρέπει να θυμόμαστε ότι υπάρχουν σαφή διαφορές μεταξύ επαφών και διακόπτεων.

Συνειδητοποίηση για τα κύκλωμα ελέγχου

Μόλις ένας παραδοσιακός ηλεκτρομαγνητικά κρατούμενος επαφής κλείσει, παραμένει κλειστός όσο το κύριο κύκλωμα είναι ενεργοποιημένο. Το πιο συνηθισμένο είναι η εφοδιαστική τάση του κύριου κύκλωμα να προέρχεται από έναν ελεγκτή εφοδιαστικής τάσης, ο οποίος είναι αναπόσπαστο μέρος του συνόλου του ρυθμιστή. Επομένως, για τα φορτία μοτέρ, όταν το σύστημα υπολογιστικής τάσης καταρρέει, το μοτέρ αποσυνδέεται αυτόματα, προστατεύοντας έτσι το μοτέρ.

Αντίθετα, οι μηχανικά κλειδωμένοι επαφοί παραμένουν κλειστοί όταν το σύστημα υπολογιστικής τάσης καταρρέει. Αυτό είναι ειδικά απαραίτητο όταν το φορτίο είναι τύπου που χρειάζεται να επανενεργοποιηθεί αυτόματα όταν η τάση του συστήματος επαναφέρεται, όπως οι μετατροπείς φωτισμού.

Οι ηλεκτρομαγνητικά κρατούμενοι επαφοί ανοίγουν όταν οι επαφές στο κύριο κύκλωμα ελέγχου ανοίγουν. Από την άλλη πλευρά, οι μηχανικά κλειδωμένοι επαφοί αποκλείονται από το κλείσιμο των επαφών στο κύκλωμα κλειδώματος, επιτρέποντας έτσι τον επαφή να ανοίξει. Έτσι, ο ελεγχός που απαιτείται για τους μηχανικά κλειδωμένους επαφούς είναι κάπως παρόμοιος με εκείνον των διακόπτεων μεσαίου υψηλού.

Οι μηχανικά κλειδωμένοι επαφοί απαιτούν αξιόπιστη εφοδιαστική τάση για την ενεργοποίηση. Προτιμάται η εφοδιαστική τάση με άμεση ροή (μπαταρία), αλλά αν η μόνη εφοδιαστική τάση είναι ένας ελεγκτής εφοδιαστικής τάσης που συνδέεται με την πρωταρχική πηγή τάσης, ένας εναλλακτικής ροής κατακόρυφης ενεργοποιητής είναι κατάλληλος για χρήση.

Το κύκλωμα κλείσιμου πρέπει να χρησιμοποιεί επισήμανση επαφής για να ενεργοποιεί το κύριο κύκλωμα μόνο κατά τη διάρκεια της περιόδου κλείσιμου. Ομοίως, το κύκλωμα ενεργοποίησης (αποκλεισμού κλειδώματος) πρέπει να χρησιμοποιεί επισήμανση επαφής. Για αυτόματη ενεργοποίηση προστατικών ρελέ, μια επαφή συνήθως ανοιχτή πρέπει να συνδέεται στο κύκλωμα ενεργοποίησης (αποκλεισμού κλειδώματος), και μια επαφή συνήθως κλειστή από το προστατικό ρελέ πρέπει να συνδέεται στο κύκλωμα κλείσιμου. Η σκοπιμότητα της επαφής συνήθως κλειστής στο κύκλωμα κλείσιμου είναι να εξασφαλίζει ότι το κύριο κύκλωμα είναι απενεργοποιημένο κατά την ενεργοποίηση. Είναι επίσης επιθυμητό να περιλαμβάνεται μια λειτουργία εμποδισμού (86) ρελέ, είτε μέσω της λειτουργίας 86 σε ορισμένα πολυλειτουργικά μικροεπεξεργαστικά ρελέ είτε μέσω ενός ξεχωριστού ρελέ εμποδισμού.

Είναι σημαντικό ο εξωτερικός έλεγχος του χρήστη να μην περιλαμβάνει επαφές κράτησης στο κύκλωμα κλείσιμου. Οι μηχανικά κλειδωμένοι επαφοί λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο όπως οι ηλεκτρομαγνητικά κρατούμενοι επαφοί, με την προσθήκη ενός μηχανικού κλειδώματος. Εάν το κύριο κύκλωμα είναι συνεχώς ενεργοποιημένο, ο επαφής θα παραμένει κλειστός ακόμη και αν το κλείδωμα ενεργοποιηθεί.

Οι πηγές διαφέρουν στις εκτιμήσεις του χρόνου που πρέπει να επιτρέπεται μεταξύ της διακοπής της σφάλματος και της επανενεργοποίησης. Οι περισσότερες πηγές δείχνουν ότι πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον έξι κύκλοι μεταξύ της διακοπής του τόξου (κατά την ανοίγματος) και της επαφής στην επόμενη λειτουργία κλείσιμου.

Παρατηρήσεις για σύνδεση σε σύντομη κύκλωση και υπερφόρτωση

Οι επαφοί που χρησιμοποιούνται για την εφοδιασμό μετατροπέων διαφέρουν από εκείνους που χρησιμοποιούνται για την εφοδιασμό μοτέρ μόνο στα χαρακτηριστικά των προστατικών στοιβών. Οι προστατικές στοιβές που χρησιμοποιούνται για την προστασία κυκλώματος μοτέρ είναι της Κλάσης M, τα χαρακτηριστικά των οποίων είναι κατάλληλα για τις απαιτήσεις εφαρμογής των μοτέρ. Για τους εφοδιαστικούς μετατροπέων, οι προστατικές στοιβές πρέπει να είναι της Κλάσης T, σχεδιασμένες για να παρέχουν κατάλληλη προστασία στους μετατροπείς.

Οι επαφοί χωρίς προστατικές στοιβές έχουν μόνο περιορισμένη δυνατότητα διακοπής. Επομένως, οι επαφοί πρέπει πάντα να χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό με προστατικές στοιβές. Ο συνδυασμός ενός επαφή (που διακόπτει την κανονική ροή φορτίου και μετριού παράλληλη ροή) και μιας προστατικής στοιβής (που διακόπτει τις ροές που υπερβαίνουν τη δυνατότητα του επαφή μόνο) παρέχει πλήρη δυνατότητα διακοπής υπερροής και σύντομης κύκλωσης.

Οι ρελέ υπερροής πρέπει να χρησιμοποιούνται για να παρέχουν προστασία από τη μετριού παράλληλη ροή, ώστε να αποφεύγεται η αναγκαία λειτουργία των προστατικών στοιβών. Αυτή η προστασία πρέπει να συντονίζεται με την συνεχή δυνατότητα ροής του συνδυασμού προστατικής στοιβής - επαφή. Επειδή οι προστατικές στοιβές παράγουν σημαντική θερμότητα, δεν είναι ασυνήθιστο οι προστατικές στοιβές να είναι λίγο μεγαλύτερες από τις προτεινόμενες για συνεχή ροή. Επομένως, οι ρελέ υπερροής παρέχουν προστασία υπερροής όχι μόνο για τον μετατροπέα αλλά και για τον συνδυασμό προστατικής στοιβής - επαφή. Αυτό είναι κατάλληλο, καθώς η λειτουργία της προστατικής στοιβής είναι να παρέχει προστασία σύντομης κύκλωσης, όχι προστασία υπερροής.

Προστασία μονοφάσης

Οι σύγχρονες συσκευές προστασίας υπερροής μοτέρ συνήθως περιλαμβάνουν μια λειτουργία προστασίας για αυτόματη αποσύνδεση του μοτέρ όταν χάνεται μια φάση της εισόδου ενέργειας. Ωστόσο, για τους μη μοτέρ εφοδιαστικούς, αυτή η "προστασία μονοφάσης" μπορεί να μην είναι απαραίτητη ή επιθυμητή. Για παράδειγμα, τα φορτία καταναλωτής ή φωτιστικά φορτία συνήθως δεν βλάπτονται από μονοφάση. Ωστόσο, οι χρήστες πρέπει να σκεφτούν εάν η προστασία μονοφάσης είναι κατάλληλη. Η πιο συνηθισμένη μέθοδος εφαρμογής αυτής της λειτουργίας είναι να παρέχεται ένα αξεσουάρ ενεργοποίησης προστατικής στοιβής, το οποίο ενεργοποιείται μηχανικά από έναν πλαϊνό στην προστατική στοιβή. Με αυτή την επιλογή, όταν οποιαδήποτε μία πρωταρχική προστατική στοιβή ενεργοποιηθεί, ο δείκτης πλαϊνός στην προστατική στοιβή ενεργοποιεί έναν μηχανικό κλειδώματος, που ανοίγει τον επαφή.

Άλλες θεωρίες εφαρμογής

Οι μηχανικά κλειδωμένοι επαφοί μοιράζονται πολλά χαρακτηριστικά εφαρμογής με τους ηλεκτρομαγνητικά κρατούμενους επαφούς. Λιγότερο από τους διακόπτεις, οι επαφοί σχεδιάζονται για συχνή λειτουργία, με 200.000 ηλεκτρικές λειτουργίες. Η μέγεθος του μετατροπέα που μπορεί να εφοδιαστεί από έναν επαφή είναι, φυσικά, περιορισμένος από τις διαθέσιμες προστατικές στοιβές (ειδικά σε 7,2 kV) και τη συνεχή δυνατότητα ροής του επαφή.

Οι επαφοί σχεδιάζονται να έχουν χαμηλές απαιτήσεις ενέργειας για την ελεγχόμενη εφοδιαστική τάση. Επομένως, οι ταχύτητες κλείσιμου και ανοίγματος μπορεί να είναι σχετικά αργές. Μια τυπική ταχύτητα κλείσιμου είναι 40 ms για 400 A και 70 ms για 720 A, ενώ η ταχύτητα ανοίγματος είναι 90 ms για 400 A και 35 ms για 720 A. Αν και αυτοί οι χρόνοι είναι πολύ μεγαλύτεροι από τους χρόνους λειτουργίας των διακόπτεων, συνήθως δεν απαιτούν καμία ειδική προσοχή για τα κύκλωμα ελέγχου ή τα συστήματα λειτουργίας. Οι κλειδωμένοι επαφοί ενσωματώνονται στο σχεδιασμό των ρυθμιστών μεσαίου υψηλού, εξουδετερώνοντας τα μεταβατικά τμήματα και τα μεγάλα κάστρα που απαιτούνται για τους διακόπτεις. Επειδή οι μηχανικά κλειδωμένοι επαφοί χρησιμοποιούν προστατικές στοιβές για την προστασία σύντομης κύκλωσης, οι προστατικές στοιβές μπορεί να λειτουργήσουν σε περίπτωση σοβαρής σφάλματος. Εάν αυτό συμβεί, ο χρόνος απόκλισης που συνδέεται με την αντικατάσταση των προστατικών στοιβών είναι μεγαλύτερος από αυτόν που απαιτείται όταν χρησιμοποιούνται διακόπτεις. Ωστόσο, η εμπειρία έχει δείξει ότι οι σοβαρές σφάλματος είναι σχετικά σπάνιες, οπότε αυτό δεν είναι πιθανό να είναι ένα σημαντικό ζήτημα.

Σύνοψη

Οι επαφοί έχουν χρησιμοποιηθεί για την εφοδιασμό μετατροπέων και άλλων μη μοτέρ φορ