Aufrufe: 100 Autor: Devin Chen Veröffentlichungszeit: 07.05.2025 Herkunft: Website
Was ist eine Zeitkonstante?
In einer RL-Schaltung bestimmt die Zeitkonstante T = L/R die Stromänderungsrate. Je größer T ist, desto langsamer ändert sich der Strom. Die Rolle der Induktivität im Stromkreis unterdrückt die Stromänderung. Wenn der Stromkreis angeschlossen ist, verhindert die Induktivität den schnellen Anstieg des Stroms, wodurch dieser langsam ansteigt; Wenn der Stromkreis getrennt wird, liefert der Induktor weiterhin Strom, wodurch der Lichtbogen zwischen den beweglichen und stationären Kontakten des elektrischen Schalters beständiger und schwerer zu unterbrechen ist, was die elektrische Lebensdauer des Schalters erheblich verkürzt.
In einer RL-Schaltung ist die Zeitkonstante T = L/Zeitkonstante in den elektrischen Normen GB oder IEC vereinbart
Am Beispiel des EVQ100-Produkts der ALQ Company (Anlaiqiang) in Abbildung (1) gehört dieses Produkt zur Serie der Hochspannungs-Gleichstromschütze. Es wird häufig in Elektrofahrzeugen, AGVs, Bussen, Golfwagen, Bergbaufahrzeugen, Elektrogabelstaplern, Elektrostaplern, Elektrobaggern, Elektroladern, Elektroschiffen, Gleichstromladestationen, Ladegeräten, Landpfählen und anderen Ladeinfrastrukturen sowie in Power-Batteriepacks, Energiespeicherwandlern, Hochspannungskästen, Photovoltaik-Wechselrichtern, 5G, USV und anderen elektrischen Gleichstromgeräten eingesetzt. Es dient zum Verbinden und Trennen von Gleichstromkreisen und sorgt für eine zuverlässige Trennung nach dem Trennen.
Abbildung (1) EVQ100-Produkt
Für ALQ Company (z. B. Hochspannungs-DC-Schützprodukte von Anlaiqiang, die in Design, Zertifizierung und Typprüfung der nationalen Norm GB14048.4 oder der internationalen Norm IEC60947-4 entsprechen müssen) sollten Produkttests für die Verbindungs- und Trennleistung gemäß der DC-1-Norm durchgeführt werden. Bitte beachten Sie Abbildung (2) der EVQ100-Produktbeschreibung und Abbildung (3) die Anschluss- und Trennbedingungen verschiedener Produkttypen. Aus den obigen Zahlen geht hervor, dass bei der Zertifizierung von EVQ100-Produkten die Zeitkonstante L/R = 1 ms beträgt.
Abbildung (2) EVQ100 Produktbeschreibung
Abbildung (3) die Verbindungs- und Trennungsbedingungen verschiedener Produkttypen
Die Konvention der Zeitkonstante in der praktischen Anwendung von HGÜ-Schützen
Der Lasttyp des DC-1 kann durch Abfrage des IEC60947-Standards ermittelt werden. Siehe Abbildung (4). Beispiele für Nutzungskategorien für Niederspannungsschaltanlagen und -steuergeräte. Es zeigt, dass DC-1 zu den Widerstandsöfen mit nichtinduktiver oder leicht induktiver Last gehört.
Abbildung (4) Beispiele für Nutzungskategorien für Niederspannungsschaltanlagen und -steuergeräte
Dennoch kann L/R=1 ms unter DC-1-Bedingungen erhebliche Auswirkungen auf die elektrische Lebensdauer von Hochspannungs-DC-Schützprodukten haben. An diesem Punkt verringert sich die elektrische Lebensdauer im Vergleich zu rein ohmschen Lasten erheblich, möglicherweise um etwa das Zehnfache. Das Hauptproblem besteht darin, dass es bei den meisten Anwendungsszenarien für Hochspannungs-Gleichstromschütze um ohmsche Lasten geht. Dies stellt ein Problem dar: Die bei Zertifizierungstests verwendeten Zeitkonstanten unterscheiden sich deutlich von denen, die im tatsächlichen Produktgebrauch auftreten. Um diesem Problem entgegenzuwirken, wurde im Gegensatz zu den IEC-Standards ein „Industriestandard“ für Industrieanwendungen entwickelt, der reine ohmsche Lasten verwendet. Am Beispiel des EVQ100 zeigt Abbildung (5) im EVQ100-Produkthandbuch, dass die elektrische Lebensdauer des Produkts hauptsächlich mithilfe von ohmschen Lasten kalibriert wird. Betrachtet man die realen Bedingungen von Testgeräten im Labor, weisen die meisten Geräte von Natur aus eine gewisse Induktivität und keinen reinen Widerstand auf, wodurch ein Parameter wie L/R ≤ 0,1 ms bestimmt wird.
Abbildung (5) EVQ100-Produkthandbuch
Wie kann der Leistungsparameter einer höheren Zeitkonstante bei der Konstruktion von Hochspannungs-Gleichstromschützen erreicht werden?
Mit der breiteren Anwendung von HGÜ-Schützen werden einige Arbeitsbedingungen eine höhere Zeitkonstante erfordern, was bei neuen Produkten entsprechende technische Maßnahmen erfordert, um diese Leistung im Design zu verbessern.
Basierend auf der Untersuchung der Zeitkonstante hat es folgende Auswirkungen auf Produkte:
1. Einfluss auf die Lichtbogenlöschung: Wenn das Schütz den Stromkreis unterbricht, wird die im Induktor gespeicherte Energie über den Lichtbogen abgegeben. Wenn T groß ist, ist die Stromdämpfung langsam, die Lichtbogenenergie hoch und die Dauer lang, was die Schwierigkeit der Lichtbogenlöschung erhöht.
2. Einfluss auf Produktkontakte: Häufiger Betrieb in Stromkreisen mit hoher Temperatur beschleunigt tendenziell den Kontaktverschleiß.
Daher können bei der Gestaltung von Produkten mit hohem T die folgenden Aspekte zur Stärkung berücksichtigt werden:
1. Ergreifen Sie stärkere Lichtbogenlöschmaßnahmen wie Magnetblasen, Vakuumlichtbogenlöschkammer oder Gaslichtbogenlöschung.
2. Erhöhen Sie den Öffnungsabstand der beweglichen und statischen Kontakte.
3. Vergrößern Sie den Raum der Lichtbogenlöschkammer.
4. Verbinden Sie die relevanten Komponenten in Reihe mit der Stromkreisinduktivität im Hauptstromkreis.
Die technische Entwicklung von HGÜ-Schützen geht mit der Entwicklung der Anwendungsindustrien und -geräte einher. HGÜ-Geräte haben nicht nur ohmsche Lasten, sondern auch induktive, kapazitive und gemischte Lasten. Für die entsprechenden industriellen Bedingungen sind spezielle Typen von HGÜ-Schützen erforderlich, die auf die HGÜ-Ausrüstung abgestimmt sind, um langfristiger und zuverlässiger zu arbeiten.
