Hoogspannings-DC-contactor bedrading essentieel: polariteitsvereisten en veiligheidsrichtlijnen
Hoogspannings DC-contactors hebben meestal polariteitsonderscheidingen
Dit is vooral waar in toepassingsscenario's met hoge stroom en hoge spanning.
Waarom polariteitsonderscheidingen bestaan
Boogkenmerken
Gelijkstroom heeft geen nulpunt, waardoor de boogextinctie moeilijker is dan bij wisselstroom. De polariteit (stroomrichting) kan de uitrekking en doven van de boog beïnvloeden.
Interne structuurontwerp
Sommige contactors optimaliseren boogdovende apparaten (zoals magnetische blusspoelen en permanente magneten) voor de stroomrichting. Omgekeerde stroom kan leiden tot een afname van de boogdovende capaciteit.
Elektronische hulpkringcircuits
Bepaalde contactors integreren elektronische boogdovende of overvoltage onderdrukkende circuits (bijvoorbeeld dioden, RC-circuits). Foute polariteit kan deze componenten beschadigen.
Gevolgen van omgekeerde aansluiting
Mislukte boogextinctie: De duur van de boog wordt verlengd, wat de contacten afslijpt en de levensduur verkort.
Prestatieverlies: De contactweerstand neemt toe en de warmteopwekking verergert.
Beschadigingsrisico: Als er elektronische componenten (zoals dempingdioden) aanwezig zijn, kan dit korte sluitingen of storingen veroorzaken.
Voorzorgsmaatregelen voor het gebruik van hoogspanningsrelais
Inslagstroom
Oorzaken van inslagstroom
Hoogspannings DC-relais worden meestal gebruikt in DC-zijde hoofdcircuits van omvormers (energieopslag), krachtmodules (laadpalen), elektronische controle-eenheden (elektrische voertuigen) en andere apparatuur. De DC-zijde van dergelijke apparatuur heeft meestal condensatoren die fungeren als energiebuffer en vermogenbalancing, filteren hoge-frequentie harmonischen en ruis, behouden stabiele DC-busspanning, beschermen krachtapparatuur en verbeteren de dynamische respons van het systeem. Dit is echter vergelijkbaar met een capacieve belasting, wat kan leiden tot een te grote spanningsoverdrempeling over het hoogspannings DC-relais en daardoor inslagstroom veroorzaken.
Gevolgen van inslagstroom
Inslagstroom kan ervoor zorgen dat de contacten van het hoogspannings DC-relais vastplakken. Wanneer de spoel gedempt wordt, kunnen de contacten niet openen en zullen ze na een tijdje automatisch openspringen.
Inslagstroom kan eenzijdig vastplakken van de contacten van het hoogspannings DC-relais veroorzaken. Wanneer de spoel geactiveerd wordt, trekt het relais niet in, maar blijven de hulpcontacten gesloten.
Inslagstroom kan ongelijke contacten van het hoogspannings DC-relais veroorzaken, wat het effectieve contactoppervlak vermindert, de warmteopwekking verhoogt en potentiële veiligheidsrisico's creëert.
Belastingsonderbreking
Hoogspannings DC-contactors staan bij belastingsonderbreking (levend breken) voor meer ernstige uitdagingen dan AC-contactors. De belangrijkste reden hiervoor is dat gelijkstroom geen natuurlijk nulpunt heeft, waardoor boogextinctie moeilijk is. Hier volgen de kernpunten en tegenmaatregelen:
Moeilijkheden bij belastingsonderbreking
Aanhoudende boog: Gelijkstroom heeft geen nulpunt, dus de boog kan langdurig aanhouden, wat leidt tot slijtage van de contacten of zelfs lasen.
Hoge energieafgifte: Bij de-energising van inductieve belastingen (zoals motoren en transformatoren) ontstaat hoge geïnduceerde spanning, die isolatie kan doorbreken of apparatuur kan beschadigen.
Polariteitsimpact: Als de contactor is ontworpen voor eenrichtingsboogextinctie, kan omgekeerde stroom boogproblemen verergeren.
Boogdovende technologie van hoogspannings DC-contactors
Oplossingen voor belastingsonderbreking
Vooraanvoercircuit (algemeen in elektrische voertuigen)
Vóór het sluiten van de hoofdcontacten wordt een vooraanvoerweerstand gebruikt om de inslagstroom te beperken en de energie tijdens het breken te verminderen.
Boogdovende hulpkringcircuits
RC-snubbercircuit: Aangesloten parallel aan de contacten om inductieve energie op te nemen.
Freewheel-diode: Biedt een stroomlus voor inductieve belastingen (let op polariteitsmatch).
Metal Oxide Varistor (MOV): Beperkt overspanning.
Stapsgewijze onderbreking
Eerst de kleine-stroom hulpcontacten onderbreken, vervolgens de hoofdcontacten (bijvoorbeeld in dubbelcontactontwerp).
Voorzorgsmaatregelen
Stroom/spanningsbeperking: Zorg ervoor dat de onderbrekingsstroom de gerateerde onderbrekingscapaciteit van de contactor niet overschrijdt (bijvoorbeeld 1000V/500A); anders kan het mislukken.
Polariteitsmatch: Als de contactor unidirectioneel is ontworpen, moet hij in de nominale richting worden geënergieerd; anders zal de boogdovende capaciteit afnemen.
Type belasting:
Resistieve belastingen: Gemakkelijker te onderbreken (lage boogenergie).
Inductieve belastingen: Vereisen extra beschermingscircuits (zoals dioden).
Capacitive belastingen: Wees voorzichtig met inslagstroom tijdens het sluiten (kan contacten doen plakken).
