Zašto se uvijek prekidaci izgoravaju? Zaštita od preopterećenja i krajnjeg struja mora biti implementirana istodobno

Kontaktori koriste se za zatvaranje i otvaranje opterećenja koja tijekom normalne uporabe zahtijevaju takve operacije, posebno za specifične aktivnosti poput srednjenskog napona javnog osvjetljenja i industrijskih električnih motora.

Kombinacija srednjenskog kontaktora + prekidača (F-C) može kontrolirati motive do 12 kV. Međutim, srednjenski kontrolleri su također prikladni kao isporučivači za druge vrste opterećenja, posebno transformatore. Za takva opterećenja, kontaktori obično se mijenjaju da uključe mehaničko zaklopavanje, kako bi kontaktor ne otvorio automatski kada se sustavni napon ruši.

Mehanički zaklopljeni kontaktori su u strukturi gotovo identični elektromagnetskim kontaktorima. No, umjesto ovisnosti o kontinuirano energiziranom glavnom zavojnicu za održavanje kontaktora zatvorenim, mehanički zaklopljeni kontaktori koriste mehaničko zaklopavanje za održavanje zatvorenog stanja. U suštini, mehanički zaklopljeni kontaktori simuliraju srednjenske prekidače. Ipak, treba imati na umu da postoje izražene razlike između kontaktora i prekidača.

Razmatranja za kontrolne krugove

Nakon što je tradicionalni elektromagnetski zadržani kontaktor zatvoren, on ostaje zatvoren dok je glavna zavojnica energizirana. Najčešće, napajanje za kontrolnu snagu glavnog zavojnice je kontrolni transformator snage, koji je integralni dio cijelog kontrolera. Stoga, za motorni teret, kada se sustavni napon ruši, motor će se automatski odspojiti, time sprečavajući oštećenje motora.

U suprotnosti, mehanički zaklopljeni kontaktori ostaju zatvoreni kada se sustavni napon ruši. To je posebno nužno kada je opterećenje tipa koji treba automatski ponovno energizirati kada se sustavni napon vratiti, poput transformatora za osvjetljenje.

Elektromagnetski zadržani kontaktori otvaraju se kada se kontakte u kontrolnom krugu glavne zavojnice otvore. S druge strane, mehanički zaklopljeni kontaktori otključavaju se zatvaranjem kontakata u zaklopnom krugu, omogućujući kontaktoru da se otvori. Stoga, kontrola potrebna za mehanički zaklopljene kontaktore nešto je slična kontroli srednjenskih prekidača.

Mehanički zaklopljeni kontaktori zahtijevaju pouzdan izvor napajačke snage za prekid. Preferirano je direktno strujno (baterijsko) napajanje, ali ako je jedini izvor napajačke snage kontrolni transformator spojen na primarni naponski izvor, uređaj za prekid na izmjeničnu struju kapacitivnog tipa je prikladan za upotrebu.

Zatvarajući krug trebao bi koristiti dugmiće kratkotrajnog kontakta kako bi se glavna zavojnica energizirala samo tijekom perioda zatvaranja. Slično tome, trippni (oslobodilački) krug trebao bi koristiti dugmiće kratkotrajnog kontakta. Za automatizirani prekid zaštitnih releja, trebalo bi spajati normalno otvoreni kontakt u trippni (oslobodilački) krug, a normalno zatvoreni kontakt sa zaštitnog releja trebalo bi spajati u zatvarajući krug. Cilj normalno zatvorenog kontakta releja u zatvarajućem krugu je osigurati da se krug glavne zavojnice deenergizira tijekom prekida. Željeno je uključiti funkciju zaključavanja (86) releja, bilo putem 86 funkcije u nekim multifunkcionalnim mikroprocesorskim relejima ili putem odvojenog releja za zaključavanje.

Važno je, vanjski kontrolni krug korisnika ne treba uključivati kontakate zadržavanja u zatvarajućem krugu. Mehanički zaklopljeni kontaktori funkcioniraju na isti način kao elektromagnetski zadržani kontaktori, uz dodatak mehaničkog zaklopa. Ako je krug glavne zavojnice kontinuirano energiziran, kontaktor će ostati zatvoren čak i kada se operira trippni zaklop.

Izvori variraju u procjenama koliko vremena mora biti dopušteno između prekida greške i sljedećeg ponovnog energiziranja. Većina izvora navodi da mora postojati barem šest ciklusa između prekida luk (prilikom otvaranja) i zatvaranja kontakata u sljedećoj operaciji zatvaranja.

Razmatranja vezana uz prekide struje i preopterećenje

Kontaktori koji se koriste za opskrbu transformatora razlikuju se od onih koji se koriste za opskrbu motora samo u karakteristikama ograničiteljkih prekidnika. Prekidnici koji se koriste za zaštitu motornih krugova su klase M, čije su zaštitne karakteristike prikladne za potrebe primjene motora. Za isporučivače transformatora, prekidnici trebaju biti klase T, dizajnirani kako bi pružali odgovarajuću zaštitu transformatorima.

Kontaktori bez prekidnika imaju samo ograničenu sposobnost prekida. Stoga, kontaktori uvijek moraju se koristiti u kombinaciji s ograničiteljkih prekidnika. Kombinacija kontaktora (koji prekida normalnu struju opterećenja i umjereno preopterećenje) i ograničiteljkih prekidnika (koji prekida struje koje premašuju kapacitet samo kontaktora) pruža potpunu sposobnost prekida prekomjerne struje i prekida struje.

Reljevi prekomjerne struje trebaju se koristiti kako bi se osigurala zaštita od umjerenog preopterećenja, kako bi se spriječila nepotrebnost radnje prekidnika. Ova zaštita mora biti koordinirana s kontinuiranom kapacitetom nosivosti struje kombinacije prekidnik-kontaktor. Budući da prekidnici generiraju značajan količinu topline, nije rijetko da se prekidnici veličine malo veće od preporučenih za kontinuiranu struju. Stoga, reljevi prekomjerne struje pružaju zaštitu od preopterećenja ne samo za transformator, već i za kombinaciju prekidnik-kontaktor. To je prikladno jer je funkcija prekidnika pružanje zaštite od prekida struje, a ne zaštite od preopterećenja.

Jednofazna zaštita

Suvremeni uređaji za zaštitu od preopterećenja motora obično uključuju funkciju zaštite za automatsko odspajanje motora kada se gubi jedna faza ulazne snage. Međutim, za ne-motorske isporučivače, ova "jednofazna zaštita" možda nije nužna ili poželjna. Na primjer, kondenzatorska ili svjetlosna opterećenja obično nisu oštetena jednofaznim stanjima. Ipak, korisnici bi trebali razmotriti je li jednofazna zaštita prikladna. Najčešći način implementacije ove funkcije je pružanje pomoćnog uređaja za prekid prekidnika, koji se mehanički aktivira plungerom na ograničiteljkom prekidniku. Sa ovom opcijom, kada god bilo koji pojedinačni ograničiteljki prekidnik radi, indikatorski plunger na prekidniku aktivira lever za prekid, uzrokujući da se kontaktor otvori.

Ostala razmatranja vezana uz primjenu

Mehanički zaklopljeni kontaktori dijele mnoge karakteristike primjene s elektromagnetski zadržanim kontaktorima. Na razliku od prekidača, kontaktori su dizajnirani za često korištenje, s 200.000 električnih operacija. Veličina transformatora koji se može opskrbljivati kontaktorom, naravno, ograničena je dostupnim prekidnicima (posebno na 7,2 kV) i kontinuiranom kapacitetom nosivosti struje kontaktora.

Kontaktori su dizajnirani kako bi imali niske zahtjeve za kontrolnu snagu. Stoga, njihove brzine zatvaranja i otvaranja mogu biti relativno sporije. Tipično vrijeme zatvaranja je 40 ms za 400 A i 70 ms za 720 A, dok je vrijeme otvaranja 90 ms za 400 A i 35 ms za 720 A. Iako su ova vremena daleko duža od vremena rada prekidača, obično ne zahtijevaju posebna razmatranja za kontrolne krugove ili postupke rada sustava. Zaklopljeni kontaktori su integrirani u dizajn srednjenskih kontrolera, eliminirajući prijelazne dijelove i velike oklopne skrinje potrebne za prekidače. Budući da mehanički zaklopljeni kontaktori koriste prekidnike za zaštitu od prekida struje, prekidnici mogu raditi u slučaju teškog greške. Ako se to dogodi, vremenski propust vezan uz zamjenu prekidnika je duži od onog potrebnog kada se koriste prekidači. Međutim, iskustvo pokazalo je da su teške greške relativno retke, pa to vjerojatno neće biti veliki problem.

Sažetak

Kontaktori su se koristili za opskrbu transformatora i drugih ne-motorskih opterećenja desetljećima, a njihova upotreba je značajno porasla u posljednjih godina. Upotreba mehanički zaklopljenih kontaktora posebno je prikladna kada se transformatori opskrbljuju srednjenskim kontaktorima.