Effekt av tidskonstant på ytelsen til HVDC-kontaktor

Hva er en tidskonstant?

I en RL-krets bestemmer tidskonstanten T = L/R hastigheten på strømendring. Jo større T er, jo langsommere endres strømmen. Rollen til induktoren i kretsen undertrykker endringen i strømmen. Når kretsen er tilkoblet, hemmer induktoren den raske økningen av strømmen, noe som får den til å øke sakte; når kretsen er frakoblet, fortsetter induktoren å levere strøm, noe som gjør lysbuen mellom de bevegelige og stasjonære kontaktene til den elektriske bryteren mer vedvarende og vanskeligere å bryte, noe som forkorter bryterens elektriske levetid betydelig.

I en RL-krets er tidskonstanten T = L/tidskonstant avtalt i GB eller IEC elektriske standarder

Med figur (1) EVQ100-produktet fra ALQ Company (Anlaiqiang) som et eksempel, tilhører dette produktet høyspent DC-kontaktorserien. Den er mye brukt i elektriske kjøretøyer, AGV-er, busser, golfbiler, gruvelastebiler, elektriske gaffeltrucker, elektriske stablere, elektriske gravemaskiner, elektriske lastere, elektriske skip, DC-ladestasjoner, ladere, landpeler og annen ladeinfrastruktur, så vel som i batteripakker, energilagringsomformere, UPS og 5 andre høyspennings- og 5-konvertere. DC elektrisk utstyr. Den brukes til å koble til og fra DC-kretser, og gir pålitelig isolasjon etter frakobling.

Figur (1) EVQ100-produkt

For ALQ Company (som Anlaiqiang høyspent DC-kontaktorprodukter, som må overholde nasjonal standard GB14048.4 eller internasjonal standard IEC60947-4 i design, sertifisering og typetesting), bør produkttester for tilkoblings- og frakoblingsytelse utføres i henhold til DC-1-standarden. Vennligst se Figur (2) EVQ100 produktbeskrivelse, og Figur (3) tilkoblings- og frakoblingsforholdene for ulike typer produkter. Fra tallene ovenfor er det klart at når EVQ100-produkter gjennomgår sertifisering, er tidskonstanten L/R = 1ms.

Figur（2）EVQ100 produktbeskrivelse

Figur (3) tilkoblings- og frakoblingsforholdene for ulike typer produkter

Konvensjonen om tidskonstant i praktisk anvendelse av HVDC-kontaktor

Lasttypen til DC-1 kan fås ved å spørre etter IEC60947-standarden，Se figur（4）Eksempler på brukskategorier for lavspentbryter- og kontrollutstyr. Den viser at DC-1 tilhører ikke-induktive eller svakt induktive laster, motstandsovner.

Figur（4）Eksempler på brukskategorier for lavspentkoblings- og kontrollutstyr

Likevel, under DC-1-forhold, kan L/R=1ms ha en alvorlig innvirkning på den elektriske levetiden til høyspente DC-kontaktorprodukter. På dette tidspunktet vil den elektriske levetiden reduseres betydelig sammenlignet med rene resistive belastninger, potensielt omtrent ti ganger. Nøkkelproblemet er at de fleste applikasjonsscenarier for høyspent DC-kontaktorer involverer resistive belastninger. Dette byr på et problem: tidskonstantene som brukes i sertifiseringstester avviker markant fra de man møter ved faktisk produktbruk. For å løse dette, forskjellig fra IEC-standarder, har det dukket opp en «industristandard» i industriapplikasjoner, som bruker rene resistive belastninger. Med EVQ100 som et eksempel, viser figur (5) EVQ100-produkthåndboken hvor den elektriske levetidsytelsen til produktet primært er kalibrert ved bruk av resistive belastninger. Tatt i betraktning de virkelige forholdene til testutstyr på laboratoriet, har de fleste enheter iboende en viss induktans, ikke ren motstand, og bestemmer dermed en parameter som L/R≤0.1ms.

Figur (5) EVQ100 produkthåndbok

Hvordan oppnå ytelsesparameteren høyere tidskonstant i utformingen av høyspent DC-kontaktor?

Med den bredere bruken av HVDC-kontaktorer, vil noen arbeidsforhold kreve høyere tidskonstant, noe som krever at nye produkter tar relevante tekniske tiltak for å forbedre denne ytelsen i design.

Basert på studiet av tidskonstant, har det følgende innvirkning på produktene:

1. Påvirkning på lysbueslukking: Når kontaktoren bryter kretsen, vil energien som er lagret av induktoren frigjøres gjennom lysbuen. Når T er stor, er strømdempingen sakte, lysbueenergien er høy og varigheten er lang, noe som øker vanskeligheten med å utslette lysbuen.

2. Påvirkning på produktkontakter: Hyppig drift i høye T-kretser har en tendens til å akselerere kontaktslitasje.

Derfor, i utformingen av høy T-produkter, kan følgende aspekter vurderes å styrke:

1. Ta sterkere lysbueslukkingstiltak som magnetisk blåsing, vakuumbueslukkekammer eller gassbueslukking.

2. Øk åpningsavstanden til bevegelige og statiske kontakter.

3. Øk plassen til lysbueslukkekammeret.

4. Koble de relevante komponentene i serie med kretsinduktoren i hovedkretsen.

Den tekniske utviklingen av HVDC-kontaktorer gjentas med utviklingen av applikasjonsindustrier og utstyr. HVDC-utstyr har ikke bare resistive laster, men også induktive, kapasitive og blandede laster. For de tilsvarende industrielle forholdene kreves det spesielle typer HVDC-kontaktorer for å matche HVDC-utstyret for å fungere mer langsiktig og pålitelig.