Osnove povezovanja visokonapetostnega DC kontaktnega preklopnika: zahtevi glede polarnosti in smerniki za varnost

Visokonapetostni DC stikala običajno imajo razlike v polarnosti

To je zlasti res v uporabnih scenarijih z visokimi tokmi in visokimi napetostmi.

Zakaj obstajajo razlike v polarnosti

Značilnosti loka

DC tok nima prehoda skozi nič, kar omogočanje ugasnjenja loka težje kot pri AC. Polarnost (smer tega) lahko vpliva na izteg in ugasnjenje loka.

Notranja strukturna oblikovanja

Nekatera stikala optimizirajo naprave za ugasnjenje loka (na primer magnetične izgonilne črke in trajne magneti) glede na smer tega. Obratni tok lahko vodi do zmanjšanja zmogljivosti ugasnjenja loka.

Elektronski pomočni krugovi

Določena stikala vključujejo elektronske naprave za ugasnjenje loka ali za zadrževanje valov (npr. diode, RC krugi). Napačna polarnost lahko poškoduje te komponente.

Posledice obratnega priključitve

• Neuspeh ugasnjenja loka: Trajanje loka se podaljša, kar povzroča ablacijo stikov in krajšanje življenjske dobe.

• Degradacija zmogljivosti: Upornost stika se poveča, toplotna proizvodnja se okrepša.

• Tveganje za poškodbo: Če so vključene elektronske komponente (npr. diode za zadrževanje), lahko to povzroči krajčnice ali odpade.

Previdnost pri uporabi visokonapetostnih relejev

Prihodni tok

Vzroki prihodnega tega

Visokonapetostni DC releji se običajno uporabljajo v DC strane glavnih krugov inverzorjev (shranjevanje energije), močnih modulov (napeljevalne stolpi), elektronskih kontrolnih enot (električni vozila) in drugih opreme. DC stran takšne opreme običajno vključuje kondenzatorje, ki igrajo vlogo medsebojnega shranjevanja in ravnotežja energije, filtriranja visokofrekvenčnih harmonik in šuma, ohranjanja stabilne DC bus napetosti, zaščite močnih naprav in izboljšanja dinamičnega odziva sistema. Vendar je to podobno kapacitativnemu obremenju, ki lahko povzroči preveliko napetostni razliko preko visokonapetostnega DC releja in tako inducira prihodni tok.

Posledice prihodnega tega

• Prihodni tok lahko povzroči lepljenje stikov visokonapetostnega DC releja. Ko je črka deenergizirana, stiki ne morejo odpreti in se samodejno odprejo po določenem času.

• Prihodni tok lahko povzroči enostransko lepljenje stikov visokonapetostnega DC releja. Ko je črka energizirana, relej ne vlaku, vendar ostanejo zaprti pomočni stiki.

• Prihodni tok lahko povzroči neravnomerno stikovanje visokonapetostnega DC releja, kar zmanjša učinkovito stikovno površino, poveča toplotno proizvodnjo in ustvarja potencialne varnostne tveganja.

Prekinitev opterečenja

Visokonapetostna DC stikala soočajo z večjimi izzivi pri prekinjanju opterečenja (živahno prekidanje) kot AC stikala. Glavni razlog je, da DC tok nima naravnega prehoda skozi nič, kar omogočanje ugasnjenja loka težje. Sledeče so ključne točke in protiukrepi:

Težave pri prekinjanju opterečenja

• Trajajoči lok: DC tok nima prehoda skozi nič, zato se lok lahko dolgočasno vzdržuje, kar vodi do ablacije stikov ali celo spajanja.

• Visoka energetska oddaja: Ko so induktivna opterečenja (na primer motorji in transformatorji) deenergizirana, se generira visok inducirani napon, ki lahko pokvari izolacijo ali opremo.

• Vpliv polarnosti: Če je stikalo oblikovano za enosmerni ugasnjenje loka, lahko obratni tok poslabša probleme z lokom.

Tehnologija ugasnjenja loka visokonapetostnih DC stikal

Rešitve za prekinitev opterečenja

Prednalaganje kruga (običajno v električnih vozilih)

Preden se zaprejo glavni stiki stikala, se uporablja prednalagajni upornik za omejitev prihodnega tega in zmanjšanje energije med prekidanjem.

Pomočni krug za ugasnjenje loka

• RC snubber krug: Povezan vzporedno z stiki za absorpcijo induktivne energije.

• Freewheeling dioda: Ponuja tokovni zanke za induktivna opterečenja (opomba: uskladitev polarnosti).

• Metalni oksidni varistor (MOV): Omejuje previsoke napetosti.

Korak za korakom prekidanje

Najprej preklopite male-tokovne pomočne stike, nato preklopite glavne stike (na primer v dvostikovnem zasnovi).

Previdnost

• Omejitev toka/napetosti: Poskrbite, da prekinitveni tok ne preseže nominalne prekinitvene zmogljivosti stikala (npr. 1000V/500A); sicer lahko pride do odpada.

• Uskladitev polarnosti: Če je stikalo enosmerno zasnovano, mora biti energizirano v nominalni smeri; sicer se zmanjša zmogljivost ugasnjenja loka.

• Vrste opterečenja:

• Upori: Lažje prekiniti (nizka energija loka).

• Induktivna opterečenja: Zahtevajo dodatne zaščitne krugove (npr. diode).

• Kapacitativna opterečenja: Bodite pazljivi pri prihodnem toku med zapiranjem (lahko povzroči lepljenje stikov).