Hvorfor brenner kontaktorer alltid ut? Overbelastnings- og kortslutningsbeskyttelse må implementeres samtidig

Kontaktorer brukes for å lukke og åpne laster som krever slike operasjoner under normal bruk, spesielt for spesifikke aktiviteter som mediumspansel offentlig belysning og industrielle elektriske motorer.

Kombinasjonskontrolleren for mediumspansel kontaktor + sikringslås (F-C) kan kontrollere motorer opp til 12 kV. Imidlertid er mediumspansel kontroller også egnet som strømforsyrelser for andre typer laster, spesielt transformatorer. For slike laster blir kontaktorer vanligvis modifisert for å inkludere mekanisk lås, slik at kontaktoren ikke åpnes automatisk når systemspenningen faller sammen.

Mekanisk låste kontaktorer er i grunnen like i struktur som elektromagnetisk holdbare kontaktorer. Imidlertid, i stedet for å stole på en kontinuerlig energiforsyret hovedspole for å holde kontaktoren lukket, bruker mekanisk låste kontaktorer mekanisk lås for å opprettholde den lukkede tilstanden. I essensen simulerer mekanisk låste kontaktorer mediumspansel strømbrytere. Det må imidlertid huskes at det er klare forskjeller mellom kontaktorer og strømbrytere.

Overveielser for styresirkler

Når en tradisjonell elektromagnetisk holdbar kontaktor er lukket, forblir den lukket så lenge hovedspolen er energiforsyrt. Vanligst er at styreforsyningen for hovedspolets sirkel er en styreforsyningstransformator, som er en integrert del av hele kontrolleren. Derfor, for motorelast, vil motoren automatisk frakobles når systemspenningen faller sammen, noe som unngår skade på motoren.

I motsetning til dette, forblir mekanisk låste kontaktorer lukket når systemspenningen faller sammen. Dette er spesielt nødvendig når lasten er av en type som trenger å bli automatisk reenergert når systemspenningen gjenopprettes, som for lysingstransformatorer.

Elektromagnetisk holdbare kontaktorer åpnes når kontaktene i hovedspolets styresirkel åpnes. På den andre siden, blir mekanisk låste kontaktorer låst opp ved lukking av kontaktene i låsesirkelen, noe som tillater kontaktoren å åpnes. Således er kontrollen som kreves for mekanisk låste kontaktorer litt lik den for mediumspansel strømbrytere.

Mekanisk låste kontaktorer krever en pålitelig styreforsyning for tripping. En direktestrøms (batteri) forsnyning er foretrukket, men hvis den eneste styreforsyningen er en styreforsyningstransformator koblet til primærspenningskilden, er en vekselstrømskapasitiv trippingsenhet passende for bruk.

Lukkingssirkelen skal bruke øyeblikkskontaktknapper slik at hovedspolen kun er energiforsyrt under lukkingstiden. På samme måte, skal tripping (låsefrigjøring) sirkelen bruke øyeblikkskontaktknapper. For automatisk tripping av beskyttelsesreler, skal en normalt åpen kontakt være koblet i tripping (låsefrigjøring) sirkelen, og en normalt lukket kontakt fra beskyttelsesreleren skal være koblet i lukkingssirkelen. Formålet med den normalt lukkede relékontakten i lukkingssirkelen er å sikre at hovedspolets sirkel er de-energert under tripping. Det er også ønskelig å inkludere en låsefunksjon (86) relé, enten gjennom 86-funksjonen i noen multifunksjonelle mikroprosessorreléer eller via en separat låse-relé.

Viktig er at brukerens eksterne styresirkel ikke skal inneholde holdkontakter i lukkingssirkelen. Mekanisk låste kontaktorer fungerer på samme måte som elektromagnetisk holdbare kontaktorer, med tillegget av et mekanisk lås. Hvis hovedspolets sirkel er energiforsyrt kontinuerlig, vil kontaktoren forbli lukket selv om trippingslåsen settes i gang.

Kilder varierer i sine anslag av den mængde tid som må tillates mellom feilavbrudd og senere genenergivering. De fleste kilder indikerer at det må være minst seks sykluser mellom avbrudd av bua (ved åpning) og kontaktlukking i den etterfølgende lukkingsovergangen.

Overveielser angående kortslutning og overbelastning

Kontaktorer som brukes for å forsyne transformatorer med strøm, skiller seg fra de som brukes for å forsyne motorer med strøm, bare i karakteristikkene til strømbegrensende sikringer. Sikringer som brukes for å beskytte motore-sirkler, er Klasse M-sikringer, hvis beskyttelseskarakteristika er egnet for brukskravene til motorer. For transformatorforsyninger, bør sikringene være Klasse T-sikringer, designet for å gi passende beskyttelse for transformatorer.

Kontaktorer uten sikringer har bare begrenset avbrytingsevne. Derfor må kontaktorer alltid brukes i kombinasjon med strømbegrensende sikringer. Kombinasjonen av en kontaktor (som avbryter normal belastningsstrøm og moderat overbelastningsstrøm) og en strømbegrensende sikring (som avbryter strømer som overstiger kapasiteten til kontaktoren alene) gir full overstrømings- og kortslutningsavbrytingskapasitet.

Overstrømingsrelerer bør brukes for å gi beskyttelse mot moderate overbelastningsstrømmer, for å unngå unødvendig sikringsoperasjon. Denne beskyttelsen må koordineres med den kontinuerlige strømforsyningseksepsjonen til sikring-kontaktorkombinasjonen. Ettersom sikringer genererer en betydelig mengde varme, er det ikke uvanlig at sikringer er større enn anbefalt for kontinuerlig strøm. Derfor gir overstrømingsrelerer overbelastningsbeskyttelse ikke bare for transformatorer, men også for sikring-kontaktorkombinasjonen. Dette er riktig, da funksjonen til sikringen er å gi kortslutningsbeskyttelse, ikke overbelastningsbeskyttelse.

Enfas beskyttelse

Moderne motore-overbelastningsbeskyttelsesenheter inkluderer ofte en beskyttelsesfunksjon for å frakoble motoren automatisk når en fase av inngangsstrengen går tapt. Imidlertid kan denne "enfas-beskyttelsen" ikke være nødvendig eller ønskelig for ikke-motorforsyninger. For eksempel, kondensator- eller belysningslaster skades vanligvis ikke av enfasforhold. Likevel bør brukerne vurdere om enfasbeskyttelse er passende. Den mest vanlige metoden for å implementere denne funksjonen er å gi en sikringsutløser-tilbehør, som mekanisk aktiveres av en plunger på strømbegrensende sikring. Med denne muligheten, når enhver enkelt primærstrømbegrensende sikring opererer, aktiverer indikatorplungeren på sikringen en utløserledd, som fører til at kontaktoren åpnes.

Andre anvendelsesoverveielser

Mekanisk låste kontaktorer deler mange anvendelseskarakteristika med elektromagnetisk holdbare kontaktorer. I motsetning til strømbrytere, er kontaktorer designet for hyppig drift, med 200 000 elektriske operasjoner. Størrelsen på transformatorer som kan forsynes med strøm fra en kontaktor, er selvfølgelig begrenset av de tilgjengelige sikringene (spesielt ved 7,2 kV) og den kontinuerlige strømkapasiteten til kontaktoren.

Kontaktorer er designet for å ha lave energibehov for styresirkelen. Derfor kan deres lukking og åpningstider være relativt langsomme. En typisk lukkingstid er 40 ms for 400 A og 70 ms for 720 A, mens åpningstiden er 90 ms for 400 A og 35 ms for 720 A. Selv om disse tidene er mye lengre enn operasjonstidene for strømbrytere, krever de vanligvis ingen spesielle overveielser for styresirkler eller systemdriftsprosedyrer. Låste kontaktorer er integrert i designet av mediumspansel kontroller, som eliminerer overgangsseksjonene og store switchgear-innekapslinger som kreves for strømbrytere. Ettersom mekanisk låste kontaktorer bruker sikringer for kortslutningsbeskyttelse, kan sikringer operere ved alvorlige feil. Hvis dette skjer, er nedtiden assosiert med å bytte ut sikringene lengre enn den som kreves når man bruker strømbrytere. Imidlertid har erfaring vist at alvorlige feil er relativt sjeldne, så dette er sannsynligvis ikke et stor problem.

Sammendrag

Kontaktorer har blitt brukt for å forsyne transformatorer og andre ikke-motorlaster med strøm i flere tiår, og deres bruk har økt betydelig i løpet av de siste årene. Bruken av mekanisk låste kontaktorer er spesielt passende når transformatorer er forsynet med strøm fra mediumspansel kontaktorer.