U električnim upravljačkim sistemima, releji, kao rasprostranjeni sklopni elementi, direktno utiču na radnu stabilnost čitavog uređaja kroz svoj kontaktni vijek i pouzdanost. Zapravo, zaštita kontakta releja je stroža od one kod MOSFET-a jer releji obično moraju podnijeti veće struje opterećenja, posebno u scenarijima prebacivanja koji uključuju DC induktivna opterećenja (kao što su DC motori, DC spojke i DC elektromagnetni ventili). Kada se induktivno opterećenje isključi, povratna elektromotorna sila može doseći stotine ili čak hiljade volti, a rezultirajući prenapon može ozbiljno smanjiti vijek trajanja električnih kontakata za fotonaponske releje, ili čak uzrokovati potpunu štetu. Čak i sa malim strujama (kao što je oko 1A), povratna elektromotorna sila može izazvati stvaranje luka, što dovodi do kontaminacije električnih kontakata releja solarnih panela metalnim oksidom, povećavajući otpor kontakta i na kraju uzrokujući kvar kontakta.
Pod istosmjernim opterećenjem, visoko-operacije prebacivanja mogu dovesti do abnormalne elektrohemijske korozije. Kada dođe do pražnjenja električnog luka, dušik i kisik u zraku reagiraju i stvaraju korozivne produkte. Ovaj problem je posebno izražen u električnim kontaktima za aplikacije PV releja, gdje fotonaponski sistemi obično zahtijevaju često uključivanje i isključivanje. Nadalje, prijenos materijala je također značajan uzrok kvara kontakta. Kada se kontaktni dio topi ili ošteti, metalni materijal podliježe usmjerenom prijenosu, obično konkavan na katodi i konveksan na anodi. Vremenom se neuravnoteženi kontakti mogu zalijepiti zajedno, sprečavajući relej da se pravilno isključi.
Za električne kontakte za relej solarne ploče i fiksne srebrne kontakte za solarni energetski relej, udarna struja od visokih-strujnih opterećenja (posebno kapacitivnih i induktivnih opterećenja) može generirati električni luk, uzrokujući kontaktno zavarivanje. U ovom slučaju postoje samo dvije efikasne strategije: jedna je korištenje sklopa za zaštitu kontakata, a druga je odabir kontaktnih materijala otpornih na prijenos materijala, kao što su kompozitni kontakti od srebra-kositrenog oksida, srebra-volframa ili srebra-bakara. Pod normalnom temperaturom i pritiskom, probojni napon ključnih dielektrika u zraku je 200-300V. Stoga je cilj suzbijanja obično kontrolirati napon na kontaktima na 200V ili niže kako bi se smanjila vjerovatnoća nastanka luka.
Postoje tri glavna zrela rješenja kola za zaštitu DC induktivnih opterećenja. Prvi je serijski RC krug na strani zavojnice releja, pogodan za aplikacije gdje je nazivni radni napon releja niži od napona napajanja. Ovo kolo koristi karakteristiku da se napon na kondenzatoru ne može naglo promijeniti u trenutku zatvaranja, primjenjujući viši napon na zavojnicu kako bi se ubrzala brzina zatvaranja. Drugi je paralelni RC krug na strani bimetalne zakovice za PV inverterski relej. Prilikom odspajanja, samoindukovana elektromotorna sila zavojnice se prazni kroz RC kolo, produžavajući vrijeme raspada struje i na taj način gaseći luk. Treći, i najčešći, je paralelni diodni krug, koji se prvenstveno koristi za zaštitu tranzistora drajvera. Kada je tranzistor isključen, dioda steže samoindukovanu elektromotornu silu zavojnice na 0,7 V (silicijumski tranzistor) ili 0,2 V (germanijumski tranzistor), sprečavajući oštećenje komponente drajvera.
Važno je napomenuti da standardna dioda značajno produžava vrijeme povratka releja, čime se produžava trajanje luka i obrnuto skraćuje vijek trajanja kontakta. Relej sa diodom spojenom na zavojnicu može imati vrijeme otpuštanja od 9,8ms, dok je vrijeme povratka bez diode samo 1,5ms. Korištenje Zener diode u seriji sa malom-signalnom diodom može smanjiti vrijeme na 1,9 ms, što ga čini boljim izborom. Za visoko{7}}naponske DC aplikacije kao što su električni kontakti za solarni DC relej i fiksni srebrni kontakti za novu energiju PV HVDC relej za pohranu energije, pravilan dizajn zaštitnog kola je posebno važan jer je DC lukove teže ugasiti od AC lukova.
Postoje dvije neupotrebljive metode zaštite koje električari moraju izbjegavati u praktičnim primjenama. Prvi je korištenje neusklađenih zaštitnih komponenti u DC scenarijima visoko-prekidanja, što može dovesti do plavo-zelene korozije kontakata (generirane od dušikovih oksida zbog električnog iskrišta). Drugi je ignorisanje fenomena prijenosa materijala i korištenje materijala neprikladnih za velike-napone struje u električnim kontaktima za solarne prekidače, koji mogu lako uzrokovati kontaktno zavarivanje i prianjanje.
Za induktivna opterećenja, iako je rukovanje teže nego za otporna opterećenja, korištenje odgovarajuće kombinacije zaštitnih krugova i kontaktnih materijala može značajno poboljšati performanse. Zaštita zavojnice releja je gotovo jednako važna kao i zaštita oksidiranog električnog kontakta za solarni relej; oboje treba razmotriti holistički. U praktičnom inženjeringu, preporučljivo je povezati RC krug za gašenje-kola za gašenje luka paralelno preko kontakata releja i istovremeno povezati kombinaciju diode-Zener serije paralelno na strani zavojnice kako bi se izbalansirao odnos između povlačenja-brzine, vremena oslobađanja i vijeka kontakta.
Za više tehničkih savjeta oPokretni kontakt za novi energetski relejzaštitu i odabir materijala, kontaktirajte naš inženjerski tim proizvoda. Nudimo uslugu na jednom mjestu, od prilagođavanja kontaktnog materijala do dizajna šeme zaštite.
kontaktirajte nas
