Esenciales de Cableado del Contacto DC de Alta Tensión: Requisitos de Polaridad y Directrices de Seguridad
Los contactores de corriente continua de alta tensión suelen tener distinciones de polaridad
Esto es especialmente cierto en escenarios de aplicación con alta corriente y alta tensión.
Por qué existen las distinciones de polaridad
Características del arco
La corriente continua no tiene un punto de cruce por cero, lo que hace que la extinción del arco sea más difícil que en la corriente alterna. La polaridad (dirección de la corriente) puede afectar el estiramiento y la extinción del arco.
Diseño estructural interno
Algunos contactores optimizan los dispositivos de extinción de arcos (como bobinas de soplado magnético e imanes permanentes) para la dirección de la corriente. La corriente inversa puede llevar a una disminución de la capacidad de extinción de arcos.
Circuitos auxiliares electrónicos
Determinados contactores integran circuitos de extinción de arcos o supresión de sobretensiones (por ejemplo, diodos, circuitos RC). Una polaridad incorrecta puede dañar estos componentes.
Consecuencias de la conexión inversa
Fallo en la extinción del arco: La duración del arco se prolonga, lo que desgasta los contactos y reduce la vida útil.
Degradación del rendimiento: La resistencia de contacto aumenta, y la generación de calor se intensifica.
Riesgo de daño: Si se incluyen componentes electrónicos (como diodos de supresión), puede causar cortocircuitos o fallos.
Precauciones para el uso de relés de alta tensión
Corriente de inrush
Causas de la corriente de inrush
Los relés de corriente continua de alta tensión se utilizan generalmente en los circuitos principales del lado CC de inversores (almacenamiento de energía), módulos de potencia (pilas de carga), unidades de control electrónico (vehículos eléctricos) y otros equipos. El lado CC de dichos equipos suele tener condensadores, que juegan roles en el almacenamiento de energía y equilibrio de potencia, filtrado de armónicos y ruido de alta frecuencia, mantenimiento de la tensión estable del bus CC, protección de los dispositivos de potencia y mejora de la respuesta dinámica del sistema. Sin embargo, esto es similar a una carga capacitiva, que puede causar un exceso de diferencia de tensión a través del relé de corriente continua de alta tensión y, por lo tanto, inducir la corriente de inrush.
Consecuencias de la corriente de inrush
La corriente de inrush puede hacer que los contactos del relé de corriente continua de alta tensión se adhieran. Cuando la bobina se desenergiza, los contactos no pueden abrirse y se abrirán automáticamente después de un período de tiempo.
La corriente de inrush puede causar una adherencia unilateral de los contactos del relé de corriente continua de alta tensión. Cuando la bobina se energiza, el relé no se activa, pero los contactos auxiliares permanecen cerrados.
La corriente de inrush puede causar contactos irregulares en el relé de corriente continua de alta tensión, reduciendo el área de contacto efectiva, aumentando la generación de calor y creando peligros potenciales de seguridad.
Interrupción con carga
Los contactores de corriente continua de alta tensión enfrentan desafíos más severos durante la interrupción con carga (interrupción bajo carga) que los contactores de corriente alterna. La razón principal es que la corriente continua no tiene un punto de cruce por cero natural, lo que dificulta la extinción del arco. A continuación, se presentan los puntos clave y las contramedidas:
Dificultades en la interrupción con carga
Arco sostenido: La corriente continua no tiene un punto de cruce por cero, por lo que el arco puede persistir durante mucho tiempo, lo que lleva al desgaste de los contactos o incluso a la soldadura.
Liberación de alta energía: Cuando se desenergizan cargas inductivas (como motores y transformadores), se genera un voltaje inducido alto, que puede romper la aislación o dañar el equipo.
Impacto de la polaridad: Si el contactor está diseñado para la extinción de arcos unidireccional, la corriente inversa puede agravar los problemas de arco.
Tecnología de extinción de arcos en contactores de corriente continua de alta tensión
Soluciones para la interrupción con carga
Circuito de precarga (común en vehículos eléctricos)
Antes de que los contactos principales del contactor se cierren, se utiliza un resistor de precarga para limitar la corriente de inrush y reducir la energía durante la interrupción.
Circuitos auxiliares de extinción de arcos
Circuito amortiguador RC: Conectado en paralelo con los contactos para absorber la energía inductiva.
Diodo de rueda libre: Proporciona un bucle de corriente para cargas inductivas (tener en cuenta la coincidencia de polaridad).
Varistor de óxido metálico (MOV): Limita la sobretensión.
Interrupción paso a paso
Primero se interrumpe los contactos auxiliares de baja corriente, luego se interrumpen los contactos principales (como en el diseño de doble contacto).
Precauciones
Límite de corriente/tensión: Asegúrese de que la corriente de interrupción no supere la capacidad de interrupción nominal del contactor (por ejemplo, 1000V/500A); de lo contrario, puede fallar.
Coincidencia de polaridad: Si el contactor es de diseño unidireccional, debe energizarse en la dirección nominal; de lo contrario, disminuirá la capacidad de extinción de arcos.
Tipos de carga:
Cargas resistivas: Más fáciles de interrumpir (baja energía de arco).
Cargas inductivas: Requieren circuitos de protección adicionales (como diodos).
Cargas capacitivas: Tenga cuidado con la corriente de inrush durante el cierre (puede causar adherencia de los contactos).
