Høyspennings-DC-kontaktor koblingsgrunnleggende: Polærhetskrav og sikkerhetsretningslinjer

Høyspennings-DC-kontaktorer har ofte polaritetsforskjeller

Dette er spesielt sant i bruksområder med høy strøm og høy spenning.

Hvorfor polaritetsforskjeller eksisterer

Bueegenskaper

DC-strøm har ingen nullgjennomgangspunkt, noe som gjør buetilintetgjøring vanskeligere enn for AC. Polaritet (strømsretning) kan påvirke bueutstrekkningen og -tilintetgjøringen.

Intern konstruksjon

Noen kontaktorer optimiserer buetilintetgjøringsenheter (som magnetiske blåsebobiner og permanente magneter) for strømsretning. Omvendt strøm kan føre til en reduksjon i buetilintetgjøringskapasiteten.

Elektroniske hjelpesirkuser

Visse kontaktorer integrerer elektroniske buetilintetgjørings- eller overtrykkssuppressorsirkuser (f.eks. dioder, RC-sirkuser). Feil polaritet kan skade disse komponentene.

Konsekvenser av omvendt kobling

• Mislykket buetilintetgjøring: Buens varighet blir forlengt, noe som abraserer kontaktpunktene og forkorter levetiden.

• Ytelsesnedgang: Kontaktfriksjonen øker, og varmegenerasjonen intensiveres.

• Skaderisiko: Hvis elektroniske komponenter (som suppressordioder) er inkludert, kan det føre til kortslutninger eller feil.

Forsiktig med bruk av høyspenningsreléer

Induktionstrøm

Årsaker til induktionstrøm

Høyspennings-DC-reléer brukes generelt i DC-hovedsirkuser i invertere (energilagring), strømkilder (ladestasjoner), elektroniske styreenheter (elektriske kjøretøy) og annen utstyr. DC-siden av slikt utstyr har vanligvis kondensatorer, som har funksjonen å buffer energi, balansere effekt, filtrere høyfrekvent harmonier og støy, opprettholde stabil DC-busspenning, beskytte strømkilder, og forbedre systemets dynamiske respons. Dette er imidlertid liknende et kapasitivt belastningspunkt, som kan forårsake ekstrem spenningforskjell over høyspennings-DC-reléen og dermed inducere induktionstrøm.

Konsekvenser av induktionstrøm

• Induktionstrøm kan føre til at kontaktpunktene til høyspennings-DC-reléen fester seg. Når spolen deaktivert, kan kontaktpunktene ikke åpnes og vil automatisk hoppe opp etter en periode.

• Induktionstrøm kan føre til ensidig festing av høyspennings-DC-reléens kontaktpunkter. Når spolen er aktivert, trekkes reléen ikke inn, men hjelpskontaktpunktene forbli lukket.

• Induktionstrøm kan føre til ujevnkontaktpunkter hos høyspennings-DC-reléen, redusere den effektive kontaktoverflaten, øke varmegenerasjon, og skape potensielle sikkerhetsrisikoer.

Belasted avbryting

Høyspennings-DC-kontaktorer står overfor mer alvorlige utfordringer under belasted avbryting (levende avbryting) enn AC-kontaktorer. Hovedårsaken er at DC-strøm mangler naturlige nullgjennomgangspunkter, noe som gjør buetilintetgjøring vanskelig. Følgende er nøkkelpunkter og motforholds:

Vanskeligheter ved belasted avbryting

• Varig bue: DC-strøm har ingen nullgjennomgangspunkt, så bue kan vare lenge, noe som fører til kontaktabrasjon eller til og med sveising.

• Høy energifrigjøring: Når induktive belastninger (som motorer og transformatorer) deaktivert, genereres høy indusert spenning, som kan bryte ned isolasjon eller skade utstyr.

• Polaritetens innvirkning: Hvis kontaktoren er designet for enveis buetilintetgjøring, kan omvendt strøm forverre bueproblemer.

Buetilintetgjørings-teknologi for høyspennings-DC-kontaktorer

Løsninger for belasted avbryting

Forhåndsbelastningssirkus (vanlig i elektriske kjøretøy)

Før hovedkontaktpunktene til kontaktoren lukkes, brukes en forhåndsbelastningsmotstand til å begrense induktionstrømmen og redusere energien under avbryting.

Buetilintetgjørings-hjelpesirkuser

• RC-snubber-sirkus: Kobles parallelt med kontaktpunktene for å absorbere induktiv energi.

• Flywheel-diode: Gir en strømløkke for induktive belastninger (merk polaritet).

• Metalloksidvaristor (MOV): Begrenser overspenning.

Trinvis avbryting

Først bryt småstrømshjelpskontaktpunktene, deretter hovedkontaktpunktene (som i dobbelkontaktdesign).

Forsiktig

• Strøm/spenningbegrensning: Sørg for at avbrytingsstrømmen ikke overskrider kontaktorens nominerte avbrytingskapasitet (f.eks. 1000V/500A); ellers kan det mislykkes.

• Polaritet: Hvis kontaktoren er unidireksjonalt designet, må den være aktiveret i den nominerte retningen; ellers vil buetilintetgjøringskapasiteten reduseres.

• Belastningstyper:

• Resistive belastninger: Lett å bryte (lav bueenergi).

• Induktive belastninger: Krever ekstra beskyttelsessirkuser (som dioder).

• Kapasitive belastninger: Vær oppmerksom på induktionstrøm under lukking (kan føre til kontaktfesting).