Essenciais de Conexão do Contator CC de Alta Tensão: Requisitos de Polaridade e Diretrizes de Segurança

Contatores CC de Alta Tensão Geralmente Possuem Diferenciação de Polaridade

Isso é especialmente verdadeiro em cenários de aplicação com corrente e tensão elevadas.

Por que Existe Diferenciação de Polaridade

Características do Arco

A corrente contínua não tem ponto de passagem por zero, tornando a extinção do arco mais difícil do que na corrente alternada. A polaridade (direção da corrente) pode afetar o alongamento e a extinção do arco.

Design Estrutural Interno

Alguns contatores otimizam dispositivos de extinção de arco (como bobinas de sopro magnético e ímãs permanentes) para a direção da corrente. A corrente reversa pode levar a uma diminuição da capacidade de extinção do arco.

Circuitos Auxiliares Eletrônicos

Certos contatores integram circuitos eletrônicos de extinção de arco ou supressão de surtos (por exemplo, diodos, circuitos RC). A polaridade incorreta pode danificar esses componentes.

Consequências da Conexão Inversa

• Falha na Extinção do Arco: A duração do arco é prolongada, o que desgasta os contatos e encurta a vida útil.

• Degradacão do Desempenho: A resistência de contato aumenta, e a geração de calor intensifica-se.

• Risco de Danos: Se incluir componentes eletrônicos (como diodos de supressão), pode causar curto-circuitos ou falhas.

Precauções para o Uso de Relés de Alta Tensão

Corrente de Inrush

Causas da Corrente de Inrush

Relés CC de alta tensão são geralmente usados nos circuitos principais do lado CC de inversores (armazenamento de energia), módulos de potência (postos de recarga), unidades de controle eletrônico (veículos elétricos) e outros equipamentos. O lado CC desses equipamentos geralmente possui capacitores, que desempenham papéis de amortecimento de energia e equilíbrio de potência, filtragem de harmônicas de alta frequência e ruído, manutenção de tensão estável no barramento DC, proteção de dispositivos de potência e melhoria da resposta dinâmica do sistema. No entanto, isso é semelhante a uma carga capacitiva, que pode causar diferença de tensão excessiva através do relé CC de alta tensão e, assim, induzir corrente de inrush.

Consequências da Corrente de Inrush

• A corrente de inrush pode fazer com que os contatos do relé CC de alta tensão grudem. Quando a bobina é desenergizada, os contatos não conseguem abrir e se abrem automaticamente após um período de tempo.

• A corrente de inrush pode causar aderência unilateral dos contatos do relé CC de alta tensão. Quando a bobina é energizada, o relé não puxa, mas os contatos auxiliares permanecem fechados.

• A corrente de inrush pode causar contatos irregulares no relé CC de alta tensão, reduzindo a área de contato efetiva, aumentando a geração de calor e criando riscos de segurança potenciais.

Interrupção sob Carga

Contatores CC de alta tensão enfrentam desafios mais severos durante a interrupção sob carga (interrupção viva) do que os contatores CA. A principal razão é que a corrente contínua não tem ponto de passagem por zero natural, tornando a extinção do arco difícil. Os seguintes são pontos-chave e contramedidas:

Dificuldades na Interrupção sob Carga

• Arco Sustentado: A corrente contínua não tem ponto de passagem por zero, então o arco pode persistir por muito tempo, levando ao desgaste dos contatos ou até mesmo à soldagem.

• Liberacão de Alta Energia: Quando cargas indutivas (como motores e transformadores) são desenergizadas, é gerada alta tensão induzida, que pode romper a isolação ou danificar o equipamento.

• Impacto da Polaridade: Se o contato for projetado para extinção de arco unidirecional, a corrente reversa pode agravar os problemas do arco.

Tecnologia de Extinção de Arco de Contatores CC de Alta Tensão

Soluções para Interrupção sob Carga

Circuito de Pré-Carga (Comum em Veículos Elétricos)

Antes que os contatos principais do contatores fechem, um resistor de pré-carga é usado para limitar a corrente de inrush e reduzir a energia durante a interrupção.

Circuitos Auxiliares de Extinção de Arco

• Circuito Snubber RC: Conectado em paralelo com os contatos para absorver energia indutiva.

• Diodo Freewheeling: Fornece um loop de corrente para cargas indutivas (note a correspondência de polaridade).

• Varistor de Óxido Metálico (MOV): Limita a sobretensão.

Interrupção Passo a Passo

Primeiro, interrompa os contatos auxiliares de baixa corrente, depois interrompa os contatos principais (como no design de duplos contatos).

Precauções

• Limitação de Corrente/Tensão: Certifique-se de que a corrente de interrupção não exceda a capacidade de interrupção nominal do contatores (por exemplo, 1000V/500A); caso contrário, pode falhar.

• Correspondência de Polaridade: Se o contatores for de design unidirecional, deve ser energizado na direção nominal; caso contrário, a capacidade de extinção do arco diminuirá.

• Tipos de Carga:

• Cargas Resistivas: Mais fáceis de interromper (baixa energia de arco).

• Cargas Indutivas: Requerem circuitos de proteção adicionais (como diodos).

• Cargas Capacitivas: Esteja atento à corrente de inrush durante o fechamento (pode causar aderência dos contatos).