Чому контактори завжди вгоріють? Захист від перенавантаження та коротких замикань повинен бути реалізований одночасно

Контактори використовуються для замикання та розімкнення навантажень, які потребують таких операцій під час звичайного використання, особливо для специфічних діяльностей, таких як середньовOLTне освітлення та промислові електродвигуни.

Комбінований контролер (F-C) з середньовOLTним контактором + предохранителем може керувати двигунами до 12 кВ. Однак, середньовOLTні контролери також придатні як підведення для інших типів навантажень, особливо трансформаторів. Для таких навантажень контактори зазвичай модифікуються, щоб включити механічний фіксатор, що не дає контактору автоматично відкриватися при зниженні напруги системи.

Механічно защелкувані контактори по суті мають таку ж структуру, як і електромагнітно утримувані контактори. Проте, замість надійності на неперервно живленому головному катушці для утримання контактора в закритому стані, механічно защелкувані контактори використовують механічний фіксатор для підтримки закритого стану. По суті, механічно защелкувані контактори імітують середньовOLTні вимикачі. Однак, треба пам'ятати, що між контакторами та вимикачами є відмінності.

Особливості керувальних циклів

Після закриття традиційного електромагнітно утримуваного контактора, він залишається закритим, поки головна катушка живлена. Найчастіше, джерелом живлення для головної катушки є контрольний трансформатор живлення, який є невід'ємною частиною всього контролера. Тому, для двигунних навантажень, коли напруга системи знижується, двигун автоматично відключається, що запобігає його пошкодженню.

Наприклад, механічно защелкувані контактори залишаються закритими, коли напруга системи знижується. Це особливо необхідно, коли навантаження є такого типу, що повинно автоматично переенергізовуватися, коли напруга системи відновлюється, наприклад, освітлювальні трансформатори.

Електромагнітно утримувані контактори відкриваються, коли контакти в керувальному циклі головної катушки відкриваються. З іншого боку, механічно защелкувані контактори розблоковуються через замикання контактів в циклі фіксатора, що дозволяє контактору відкриватися. Таким чином, контроль, необхідний для механічно защелкуваних контакторів, подібний до того, що використовується для середньовOLTних вимикачів.

Механічно защелкувані контактори потребують надійного джерела живлення для відключення. Предпочутнім є пряме струмове (акумуляторне) джерело живлення, але якщо єдиним джерелом керувального живлення є контрольний трансформатор, підключений до первинного джерела напруги, то прилад для відключення з альтернативним струмом є придатним для використання.

Цикл замикання повинен використовувати кнопки з короткочасним контактом, щоб головна катушка була живлена лише під час періоду замикання. Подібно, цикл відключення (розблокування) повинен використовувати кнопки з короткочасним контактом. Для автоматичного відключення захисних реле, нормально-відкритий контакт повинен бути підключений до циклу відключення (розблокування), а нормально-закритий контакт від захисного реле повинен бути підключений до циклу замикання. Мета нормально-закритого контакту реле в циклі замикання полягає в тому, щоб забезпечити, що цикл головної катушки буде розімкнено під час відключення. Також бажано включити функцію блокування (86) реле, або через функцію 86 в деяких багатофункціональних мікропроцесорних реле, або через окреме реле блокування.

Важливо, що зовнішній контрольний цикл користувача не повинен включати контакти тримання в циклі замикання. Механічно защелкувані контактори працюють таким же чином, як і електромагнітно утримувані контактори, з додатком механічного фіксатора. Якщо цикл головної катушки буде живлений неперервно, контактор залишиться закритим, навіть якщо буде активовано фіксатор відключення.

Джерела відрізняються у своїх оцінках часу, який повинен бути дозволений між відключенням помилки та наступним переенергізовуванням. Більшість джерел вказують, що між відключенням дуги (при відкритті) та замиканням контактів при наступному замиканні повинно бути принаймні шість циклів.

Розглядання коротких замикань та перегрузок

Контактори, використовувані для живлення трансформаторів, відрізняються від тих, що використовуються для живлення двигунів, лише характеристиками поточних обмежувальних предохранителів. Предохранители, використовувані для захисту циклів двигунів, є предохранителями класу M, чиї захисні характеристики придатні для вимог застосування двигунів. Для підведення до трансформаторів, предохранители повинні бути класу T, спроектовані для забезпечення відповідного захисту трансформаторів.

Контактори без предохранителей мають лише обмежену здатність до розімкнення. Тому контактори завжди повинні використовуватися в поєднанні з поточними обмежувальними предохранителями. Комбінація контактора (який розімкнує нормальний струм навантаження та відносно великий струм перегрузки) та поточного обмежувального предохранителя (який розімкнує струми, перевищуючі здатність контактора самостійно) забезпечує повну здатність до розімкнення перебільшеного струму та короткого замикання.

Перевантажувальні реле повинні використовуватися для забезпечення захисту від відносно великих струмів перегрузки, щоб уникнути непотрібної роботи предохранителей. Цей захист повинен координуватися з неперервною здатністю до проводження струму комбінації предохранитель-контактор. Оскільки предохранители генерують значну кількість тепла, не рідкісно, що предохранители розміріються трохи більшими, ніж рекомендовано для неперервного струму. Тому, перевантажувальні реле забезпечують захист від перегрузки не лише для трансформатора, але й для комбінації предохранитель-контактор. Це відповідає, оскільки функцією предохранителя є забезпечення захисту від короткого замикання, а не від перегрузки.

Захист одиночної фази

Сучасні пристрої захисту від перевантаження двигунів зазвичай включають функцію захисту для автоматичного відключення двигуна, коли одна фаза вхідного живлення втрачається. Однак, для неДвигунних підведень, цей "захист одиночної фази" може бути не необхідним або бажаним. Наприклад, конденсаторні або освітлювальні навантаження зазвичай не пошкоджуються одиночною фазою. Проте, користувачі повинні врахувати, чи є захист одиночної фази відповідним. Найпоширенішим методом реалізації цієї функції є надання аксесуару для відключення предохранителя, який механічно приводиться в дію плунжером на поточному обмежувальному предохранителі. З цією опцією, коли будь-який одиночний основний поточний обмежувальний предохранитель працює, індикаторний плунжер на предохранителі приводить в дію лівець відключення, що спричиняє відкриття контактора.

Інші розглядання застосування

Механічно защелкувані контактори мають багато спільних характеристик застосування з електромагнітно утримуваними контакторами. На відміну від вимикачів, контактори розроблені для частого використання, з 200 000 електричних операцій. Розмір трансформатора, який може бути живлений від контактора, звичайно обмежений доступними предохранителями (особливо при 7,2 кВ) та неперервною здатністю до проводження струму контактора.

Контактори розроблені з низькими вимогами до енергії керувального живлення. Тому, їхній час замикання та відкриття може бути відносно повільним. Типовий час замикання становить 40 мс для 400 А та 70 мс для 720 А, тоді як час відкриття становить 90 мс для 400 А та 35 мс для 720 А. Хоча ці часи набагато довші, ніж часи роботи вимикачів, зазвичай не потрібно спеціального врахування для керувальних циклів або процедур роботи системи. Защелкувані контактори вбудовані в дизайн середньовOLTних контролерів, що усуває переходні секції та великі корпуси комутаційної апаратури, необхідні для вимикачів. Оскільки механічно защелкувані контактори використовують предохранители для захисту від короткого замикання, предохранители можуть працювати у разі серйозної аварії. Якщо це відбувається, простої, пов'язаний з заміною предохранителей, довший, ніж при використанні вимикачів. Проте, досвід показав, що серйозні аварії відносно рідкісні, тому це, ймовірно, не буде серйозною проблемою.

Висновок

Контактори використовуються для живлення трансформаторів та інших неДвигунних навантажень протягом десятиліть, і їх використання значно зросло в останні роки. Використання механічно защелкуваних контакторів особливо відповідне, коли трансформатори живляться середньовOLTними контакторами.