Højspændings DC kontaktor ledningsgrundlæggende: Polærhedsanforderinger og sikkerhedsretningslinjer

Højspændings-DC-kontakter har ofte polaritetsforskelle

Dette gælder især i anvendelsesscenarier med høje strøm og spænding.

Hvorfor polaritetsforskelle findes

Bueegenskaber

DC-strøm har ingen nulpunkter, hvilket gør det sværere at udslukke bue end ved AC. Polaritet (strømretning) kan påvirke bueudvidelsen og -udslukningen.

Intern strukturdesign

Nogle kontakter optimerer buedempende enheder (som magnetiske blæsebobiner og permanente magneter) for strømretning. Omvendt strøm kan føre til en nedgang i buedempningskapaciteten.

Elektroniske hjælpecirkuit

Visse kontakter integrerer elektroniske buedempende eller overbelastningsdempende kredsløb (fx dioder, RC-kredsløb). Forkert polaritet kan skade disse komponenter.

Konsekvenser af omvendt forbindelse

• Mislykket buedempning: Buens varighed forlænges, hvilket abraserer kontakterne og forkorter levetiden.

• Ydeevnesnedgang: Kontaktilstanden øges, og varmegenerering intensiveres.

• Skaderisiko: Hvis der er inkluderet elektroniske komponenter (som dempningdioder), kan det forårsage kortslutninger eller fejl.

Forholdsregler for brug af højspændingsrelæer

Indtrængende strøm

Årsager til indtrængende strøm

Højspændings-DC-relæer bruges generelt i DC-hovedkredsløb i invertere (energilagring), strømkilder (opladningsstolper), elektroniske styreenheder (elektriske køretøjer) og andet udstyr. DC-siden af sådant udstyr har normalt kondensatorer, som spiller roller i energibuffering og strømbalancering, filtrering af højfrekvente harmoniske og støj, opretholdelse af stabil DC-bussespænding, beskyttelse af strømforsyningskomponenter og forbedring af systemets dynamiske respons. Dette er imidlertid lignende et kapacitivt belastning, hvilket kan forårsage en for stor spændingsforskel over højspændings-DC-relæet og dermed inducere indtrængende strøm.

Konsekvenser af indtrængende strøm

• Indtrængende strøm kan forårsage, at kontakterne i højspændings-DC-relæet bliver klebrige. Når spolen er deenergiseret, kan kontakterne ikke åbnes og vil automatisk hoppe op efter en periode.

• Indtrængende strøm kan forårsage ensidig klebrighed af højspændings-DC-relæets kontakter. Når spolen er energiseret, trækker relæet ikke ind, men hjælpekontakterne forbliver lukkede.

• Indtrængende strøm kan forårsage ulige kontakter i højspændings-DC-relæet, hvilket reducerer den effektive kontaktareal, øger varmegenereringen og skaber potentielle sikkerhedshensyn.

Belastningsafbrydelse

Højspændings-DC-kontakter står over for mere alvorlige udfordringer under belastningsafbrydelse (live afbrydelse) end AC-kontakter. Den primære årsag er, at DC-strøm ikke har naturlige nulpunkter, hvilket gør det svært at udslukke bue. Følgende er nøglepunkter og modforanstaltninger:

Udfordringer ved belastningsafbrydelse

• Varig bue: DC-strøm har ingen nulpunkter, så bue kan vare længe, hvilket fører til kontaktabrasion eller endda forsegling.

• Høj energifrigørelse: Når induktive belastninger (som motorer og transformatorer) deenergiseres, dannes høje inducerede spændinger, hvilket kan nedbryde isolation eller skade udstyr.

• Polaritetens indflydelse: Hvis kontakten er designet til énvejs buedempning, kan omvendt strøm forværre bueproblemer.

Buedempningsteknologi for højspændings-DC-kontakter

Løsninger for belastningsafbrydelse

Forladeligt opladningskredsløb (almindeligt i elektriske køretøjer)

Før hovedkontakterne i kontakten lukkes, bruges en forladelig opladningsmodstand til at begrænse indtrængende strøm og reducere energi under afbrydelse.

Hjælpebuedempningskredsløb

• RC-snubberkredsløb: forbundet parallel med kontakterne for at absorbere induktiv energi.

• Freewheeling diode: giver en strømløkke for induktive belastninger (bemærk polaritetmatch).

• Metalliske oxidvaristor (MOV): begrænser overspændinger.

Trinvis afbrydelse

Brud først småstrøms-hjælpekontakter, derefter hovedkontakter (fx i dobbeltkontakt-design).

Forholdsregler

• Strøm/spændingsbegrænsning: Sørg for, at afbrydningsstrømmen ikke overstiger kontakten's nominale afbrydningskapacitet (fx 1000V/500A); ellers kan den mislykkes.

• Polaritetmatch: Hvis kontakten er unidirektionel, skal den være energiseret i den nominale retning; ellers vil buedempningskapaciteten falde.

• Belastningstyper:

• Resistive belastninger: lettere at afbryde (lav bueenergi).

• Induktive belastninger: kræver yderligere beskyttelseskredsløb (som dioder).

• Kapacitive belastninger: Vær opmærksom på indtrængende strøm under lukning (kan forårsage kontaktforsegling).