Osnove spajanja visokonaponskog DC kontakta: Zahtevi za polarnost i smernice za bezbednost

Visokonaponski DC kontaktori obično imaju razlike u polarnosti

Ovo je posebno istinito u scenarijima primene sa visokim strujama i naponima.

Zašto postoje razlike u polarnosti

Karakteristike lukove

DC struja nema tačku prelaza kroz nulu, što čini gasenje luka težim nego kod AC. Polarnost (smer struje) može uticati na izvučenje i gasenje luka.

Unutrašnji konstrukcioni dizajn

Neki kontaktori optimizuju uređaje za gasenje luka (poput magnetskih zračnih bobina i stalnih magneta) za smer struje. Obrnuta struja može dovesti do smanjenja sposobnosti gasenja luka.

Elektronske pomoćne šeme

Određeni kontaktori integrišu elektronske šeme za gasenje luka ili suzbijanje talasa (npr. diode, RC šeme). Neispravna polarnost može oštetiti ove komponente.

Posledice obrnutog spajanja

• Neuspelo gasenje luka: Trajanje luka se produži, što abrazira kontakte i skraćuje vreme života.

• Smanjenje performansi: Kontakt otpor raste, a toplota generisanje se intenzivira.

• Rizik od oštećenja: Ako su uključene elektronske komponente (poput dioda za suzbijanje), to može dovesti do kratak spojeva ili otkaza.

Precauteljne mere prilikom korišćenja visokonaponskih releja

Početni strujni val

Uzroci početnog strujnog vala

Visokonaponski DC releji se obično koriste u glavnim DC šemama inverzora (energetska skladišta), modula snage (opterećivači), elektronskih kontrolnih jedinica (električni vozovi) i drugih oprema. DC strana takve opreme obično ima kondenzatore, koji igraju ulogu u buferiranju energije i balansiranju snage, filtriranju visokofrekventnih harmonika i šuma, održavanju stabilnog DC bus napona, zaštiti snage uređaja i poboljšanju dinamičkog odgovora sistema. Međutim, ovo je slično kapacitivnom opterećenju, što može dovesti do prekomjernog naponskog razlika preko visokonaponskog DC releja i time inducirati početni strujni val.

Posledice početnog strujnog vala

• Početni strujni val može dovesti do lepljenja kontakata visokonaponskog DC releja. Kada je bobina deenergizovana, kontakte ne mogu da se otvore i automatski će se otvoriti nakon određenog vremena.

• Početni strujni val može dovesti do jednostranog lepljenja kontakata visokonaponskog DC releja. Kada je bobina energizovana, relej se ne povlači, ali pomoćni kontakti ostaju zatvoreni.

• Početni strujni val može dovesti do neravnomernih kontakata visokonaponskog DC releja, smanjujući efektivnu površinu kontakta, povećavajući generisanje toplote i stvarajući potencijalne bezbednosne rizike.

Prekid opterećenja

Visokonaponski DC kontaktori suočavaju se sa većim izazovima prilikom prekida opterećenja (prekid pod naponom) u odnosu na AC kontakitore. Glavni razlog je taj što DC struja nema prirodnu tačku prelaza kroz nulu, što čini gasenje luka teškim. Slede su ključne tačke i protumeđure:

Teškoće pri prekidu opterećenja

• Trajanje luka: DC struja nema tačku prelaza kroz nulu, tako da luk može trajati dugo, što dovodi do abrazije kontakata ili čak svezenja.

• Visoka emitovanja energije: Kada se induktivna opterećenja (poput motora i transformatora) deenergizuju, generiše se visok indukovani napon, koji može rušiti izolaciju ili oštetiti opremu.

• Uticaj polarnosti: Ako je kontakator dizajniran za jednosmerno gasenje luka, obrnuta struja može pogoršati probleme sa lukom.

Tehnologija gasenja luka visokonaponskih DC kontakatora

Rešenja za prekid opterećenja

Šema predopterećivanja (uobičajena u električnim vozovima)

Pre nego što se glavni kontakti kontakatora zatvore, koristi se rezistor predopterećivanja kako bi se ograničio početni strujni val i smanjila energija prilikom prekida.

Pomoćne šeme za gasenje luka

• RC šema suzbijanja: Povezana paralelno sa kontaktima kako bi apsorbirala induktivnu energiju.

• Dioda slobodnog toka: Pruža petlju struje za induktivna opterećenja (napomena: usaglašenje polarnosti).

• Metalni oksidni varistor (MOV): Ograničava prekomjerne napon.

Step-by-step prekid

Prvo prekinuti mali-strujni pomoćni kontakti, zatim prekinuti glavne kontakte (npr. u dizajnu sa dvostrukim kontaktima).

Precauteljne mere

• Ograničenje struje/napona: Osigurati da prekidna struja ne premaši nominalnu prekidnu sposobnost kontakatora (npr. 1000V/500A); u suprotnom, može doći do otkaza.

• Usaglašenje polarnosti: Ako je kontakator dizajniran unidirektno, mora biti energizovan u nominalnom smeru; u suprotnom, sposobnost gasenja luka će se smanjiti.

• Tipovi opterećenja:

• Otporni opterećenja: Lakoje prekidljivi (niska energija luka).

• Induktivna opterećenja: Zahtevaju dodatne zaštitne šeme (npr. diode).

• Kapacitivna opterećenja: Voditi računa o početnom strujnom valu prilikom zatvaranja (može dovesti do lepljenja kontakata).