Podstawy montażu wysokonapiowego styku DC: Wymagania dotyczące polarności i wytyczne bezpieczeństwa

Wysokie-napięciowe kontakty przepustowe DC często mają oznaczenie polarności

To jest szczególnie prawdziwe w scenariuszach z dużą prądowością i wysokim napięciem.

Dlaczego istnieją oznaczenia polarności

Charakterystyka łuku elektrycznego

Prąd stały nie ma punktu przecięcia zera, co sprawia, że gaszenie łuku jest trudniejsze niż w przypadku prądu zmiennego. Polarna (kierunek prądu) może wpływać na rozciąganie i gaszenie łuku.

Wewnętrzny projekt konstrukcyjny

Niektóre kontakty przepustowe optymalizują urządzenia do gaszenia łuku (np. cewki wiatrakowe i magnesy trwałe) pod kątem kierunku prądu. Odwrócony prąd może prowadzić do obniżenia zdolności do gaszenia łuku.

Elektroniczne obwody pomocnicze

Niektóre kontakty przepustowe integrują elektroniczne obwody do gaszenia łuku lub tłumienia przebiegów impulsowych (np. diody, obwody RC). Nieprawidłowa polarna może uszkodzić te komponenty.

Konsekwencje odwrotnego połączenia

• Błąd gaszenia łuku: Czas trwania łuku jest przedłużony, co powoduje erozję kontaktów i skracanie okresu użytkowania.

• Obniżenie wydajności: Opór kontaktu wzrasta, a generowanie ciepła nasila się.

• Ryzyko uszkodzenia: Jeśli są włączone komponenty elektroniczne (np. diody tłumiące), może to spowodować zwarcia lub awarie.

Precautions for Using High-Voltage Relays

Prąd początkowy

Przyczyny prądu początkowego

Wysokie-napięciowe relacje DC są ogólnie używane w głównych obwodach bocznych DC przekształtników (energii magazynowanej), modułów mocy (stacji ładowania), jednostek sterowania elektronicznego (pojazdy elektryczne) i innych urządzeń. Boczna DC takich urządzeń zwykle zawiera kondensatory, które pełnią role buforowania energii i bilansowania mocy, filtrowania harmonicznych i szumów o wysokiej częstotliwości, utrzymania stabilnego napięcia DC busa, ochrony urządzeń mocy oraz poprawy dynamicznej odpowiedzi systemu. Jednakże, jest to podobne do obciążenia pojemnościowego, co może spowodować nadmierne różnice napięcia na wysokie-napięciowej relacji DC i tym samym indukować prąd początkowy.

Konsekwencje prądu początkowego

• Prąd początkowy może spowodować przylepienie się kontaktów wysokie-napięciowej relacji DC. Gdy cewka zostanie zdemagnetyzowana, kontakty nie mogą się otworzyć i automatycznie odbiją się po pewnym czasie.

• Prąd początkowy może spowodować jednostronne przylepienie kontaktów wysokie-napięciowej relacji DC. Gdy cewka jest zdemagnetyzowana, relacja nie przyciąga, ale pomocnicze kontakty pozostają zamknięte.

• Prąd początkowy może spowodować nierównomierne kontakty wysokie-napięciowej relacji DC, redukując efektywną powierzchnię kontaktu, zwiększając generowanie ciepła i tworząc potencjalne zagrożenia bezpieczeństwa.

Przerwanie obciążenia

Wysokie-napięciowe kontakty przepustowe DC stają przed bardziej poważnymi wyzwaniami podczas przerwania obciążenia (przerwanie pod obciążeniem) niż kontakty przepustowe AC. Główną przyczyną jest brak naturalnego punktu przecięcia zera dla prądu stałego, co utrudnia gaszenie łuku. Poniżej przedstawione są kluczowe punkty i środki zaradcze:

Trudności w przerwaniu obciążenia

• Utrzymanie łuku: Prąd stały nie ma punktu przecięcia zera, więc łuk może trwać długo, prowadząc do erozji kontaktów lub nawet ich spajania.

• Wysoka emisja energii: Gdy indukcyjne obciążenia (np. silniki i transformery) są deenergetyzowane, generowany jest wysoki napięcie indukcyjne, co może prowadzić do przebicia izolacji lub uszkodzenia sprzętu.

• Wpływ polarności: Jeśli kontakt przepustowy jest zaprojektowany do gaszenia łuku w jednym kierunku, odwrócony prąd może pogorszyć problemy z łukiem.

Technologia gaszenia łuku w wysokie-napięciowych kontaktach przepustowych DC

Rozwiązania dla przerwania obciążenia

Obwód wstępnej ładowania (często stosowany w pojazdach elektrycznych)

Przed zamknięciem głównych kontaktów kontaktora, używany jest rezystor wstępnej ładowania, aby ograniczyć prąd początkowy i zmniejszyć energię podczas przerwania.

Pomocnicze obwody do gaszenia łuku

• Obwód RC: Połączony równolegle z kontaktami, aby absorbuować energię indukcyjną.

• Dioda freewheeling: Zapewnia pętlę prądu dla indukcyjnych obciążeń (uwaga na dopasowanie polarności).

• Metalowo-tlenkowy varistor (MOV): Ogranicza przepięcia.

Stopniowe przerwanie

Najpierw przerwij małe-prądowe kontakty pomocnicze, a następnie główne kontakty (np. w konstrukcji podwójnych kontaktów).

Precautions

• Ograniczenie prądu/napięcia: Upewnij się, że prąd przerwania nie przekracza nominalnej zdolności przerwania kontaktora (np. 1000V/500A); w przeciwnym razie może nastąpić awaria.

• Dopasowanie polarności: Jeśli kontaktor jest zaprojektowany jednokierunkowo, musi być zasilany w nominalnym kierunku; w przeciwnym razie zdolność do gaszenia łuku ulegnie obniżeniu.

• Typy obciążeń:

• Obciążenia oporne: Łatwiejsze do przerwania (mała energia łuku).

• Obciążenia indukcyjne: Wymagają dodatkowych obwodów ochronnych (np. diody).

• Obciążenia pojemnościowe: Uważaj na prąd początkowy podczas zamykania (może spowodować przylepienie kontaktów).