ผลของค่าคงที่เวลาต่อประสิทธิภาพของคอนแทคเตอร์ HVDC

ค่าคงที่เวลาคืออะไร?

ในวงจร RL ค่าคงที่เวลา T = L/R จะกำหนดอัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแส ยิ่ง T มีขนาดใหญ่เท่าใด การเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันก็จะยิ่งช้าลงเท่านั้น บทบาทของตัวเหนี่ยวนำในวงจรจะยับยั้งการเปลี่ยนแปลงของกระแส เมื่อต่อวงจรแล้ว ตัวเหนี่ยวนำจะยับยั้งการเพิ่มขึ้นของกระแสอย่างรวดเร็ว ทำให้กระแสเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ เมื่อวงจรถูกตัดการเชื่อมต่อ ตัวเหนี่ยวนำยังคงจ่ายไฟต่อไป ทำให้ส่วนโค้งระหว่างหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่และอยู่กับที่ของสวิตช์ไฟฟ้าคงอยู่มากขึ้นและยากต่อการแตกหัก ส่งผลให้อายุการใช้งานทางไฟฟ้าของสวิตช์สั้นลงอย่างมาก

ในวงจร RL ค่าคงที่เวลา T = L/ค่าคงที่เวลาได้รับการตกลงกันในมาตรฐานทางไฟฟ้า GB หรือ IEC

จากรูป (1) ผลิตภัณฑ์ EVQ100 ของบริษัท ALQ (Anlaiqiang) เป็นตัวอย่าง ผลิตภัณฑ์นี้เป็นของซีรีส์คอนแทคเตอร์ DC แรงดันสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในยานพาหนะไฟฟ้า, AGV, รถโดยสาร, รถกอล์ฟ, รถบรรทุกเหมืองแร่, รถยกไฟฟ้า, รถยกไฟฟ้า, รถขุดไฟฟ้า, รถตักไฟฟ้า, เรือไฟฟ้า, สถานีชาร์จ DC, เครื่องชาร์จ, เสาเข็มชายฝั่ง และโครงสร้างพื้นฐานการชาร์จอื่น ๆ รวมถึงในชุดแบตเตอรี่พลังงาน, ตัวแปลงกักเก็บพลังงาน, กล่องไฟฟ้าแรงสูง, เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้าโซลาร์เซลล์, 5G, UPS และอุปกรณ์ไฟฟ้า DC อื่น ๆ ใช้สำหรับเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อวงจร DC เพื่อให้การแยกสัญญาณที่เชื่อถือได้หลังการตัดการเชื่อมต่อ

รูปที่ (1) สินค้า EVQ100

สำหรับบริษัท ALQ (เช่นผลิตภัณฑ์คอนแทค DC แรงดันสูง Anlaiqiang ซึ่งต้องเป็นไปตามมาตรฐานแห่งชาติ GB14048.4 หรือมาตรฐานสากล IEC60947-4 ในการออกแบบ การรับรอง และการทดสอบประเภท) การทดสอบผลิตภัณฑ์สำหรับประสิทธิภาพการเชื่อมต่อและการตัดการเชื่อมต่อควรดำเนินการตามมาตรฐาน DC-1 โปรดดูรูป (2) คำอธิบายผลิตภัณฑ์ EVQ100 และรูปที่ (3) เงื่อนไขการเชื่อมต่อและการตัดการเชื่อมต่อของผลิตภัณฑ์ประเภทต่างๆ จากตัวเลขข้างต้น เป็นที่ชัดเจนว่าเมื่อผลิตภัณฑ์ EVQ100 ได้รับการรับรอง L/R คงที่เวลา = 1 มิลลิวินาที

รูป (2) รายละเอียดสินค้า EVQ100

รูปที่ (3) เงื่อนไขการเชื่อมต่อและการตัดการเชื่อมต่อของผลิตภัณฑ์ประเภทต่างๆ

แบบแผนของค่าคงที่เวลาในการใช้งานจริงของคอนแทคเตอร์ HVDC

สามารถรับประเภทโหลดของ DC-1 ได้โดยสอบถามมาตรฐาน IEC60947 โปรดดูรูป (4) ตัวอย่างประเภทการใช้งานสำหรับสวิตช์เกียร์แรงดันต่ำและเกียร์ควบคุม มันแสดงให้เห็นว่า DC-1 เป็นของโหลดต้านทานแบบไม่เหนี่ยวนำหรือแบบเหนี่ยวนำเล็กน้อย

รูปที่ (4) ตัวอย่างประเภทการใช้งานสำหรับสวิตช์เกียร์แรงดันต่ำและเกียร์ควบคุม

อย่างไรก็ตาม ภายใต้เงื่อนไข DC-1 L/R=1ms อาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่ออายุการใช้งานทางไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์คอนแทคเตอร์ DC แรงดันสูง ณ จุดนี้ อายุการใช้งานทางไฟฟ้าจะลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับโหลดต้านทานแบบบริสุทธิ์ ซึ่งอาจประมาณสิบเท่า ปัญหาสำคัญคือสถานการณ์การใช้งานส่วนใหญ่สำหรับคอนแทคเตอร์ DC ไฟฟ้าแรงสูงเกี่ยวข้องกับโหลดตัวต้านทาน ปัญหานี้ทำให้เกิดปัญหา: ค่าคงที่เวลาที่ใช้ในการทดสอบเพื่อการรับรองแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดจากที่พบในการใช้งานผลิตภัณฑ์จริง เพื่อแก้ไขปัญหานี้ 'มาตรฐานอุตสาหกรรม' แตกต่างจากมาตรฐาน IEC จึงได้ถือกำเนิดขึ้นในการใช้งานทางอุตสาหกรรม ซึ่งใช้โหลดต้านทานล้วนๆ จากตัวอย่าง EVQ100 รูปที่ (5) คู่มือผลิตภัณฑ์ EVQ100 แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพอายุการใช้งานทางไฟฟ้าของผลิตภัณฑ์ได้รับการสอบเทียบโดยใช้โหลดตัวต้านทานเป็นหลัก เมื่อพิจารณาสภาพความเป็นจริงของอุปกรณ์ทดสอบในห้องปฏิบัติการ อุปกรณ์ส่วนใหญ่โดยเนื้อแท้แล้วมีความเหนี่ยวนำอยู่บ้าง ไม่ใช่ความต้านทานบริสุทธิ์ จึงกำหนดพารามิเตอร์ เช่น L/R≤0.1ms

รูปที่ (5) คู่มือผลิตภัณฑ์ EVQ100

จะทำให้บรรลุพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของค่าคงที่เวลาที่สูงขึ้นในการออกแบบคอนแทคเตอร์ DC ไฟฟ้าแรงสูงได้อย่างไร?

ด้วยการใช้งานคอนแทคเตอร์ HVDC ในวงกว้าง สภาพการทำงานบางอย่างจึงต้องใช้เวลาคงที่มากขึ้น ซึ่งต้องใช้ผลิตภัณฑ์ใหม่เพื่อใช้มาตรการทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการออกแบบนี้

จากการศึกษาค่าคงที่เวลาจะมีผลกระทบต่อผลิตภัณฑ์ดังนี้

1. อิทธิพลต่อการสูญพันธุ์ของส่วนโค้ง: เมื่อคอนแทคเตอร์ตัดวงจร พลังงานที่ตัวเหนี่ยวนำเก็บไว้จะถูกปล่อยออกมาผ่านส่วนโค้ง เมื่อ T มีขนาดใหญ่ การลดทอนของกระแสจะช้า พลังงานส่วนโค้งจะสูงและระยะเวลายาวนาน เพิ่มความยากในการสูญพันธุ์ของส่วนโค้ง

2. อิทธิพลต่อการสัมผัสผลิตภัณฑ์: การทำงานบ่อยครั้งในวงจร T สูงมีแนวโน้มที่จะเร่งการสึกหรอของการสัมผัส

ดังนั้นในการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่มี T สูง จึงควรพิจารณาประเด็นต่อไปนี้เพื่อเสริมความแข็งแกร่ง:

1. ใช้มาตรการดับเพลิงที่มีความเข้มข้นมากขึ้น เช่น การเป่าด้วยแม่เหล็ก ห้องดับเพลิงแบบสุญญากาศ หรือการดับเพลิงแบบแก๊ส

2. เพิ่มระยะห่างในการเปิดของหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่และแบบคงที่

3. เพิ่มพื้นที่ของห้องดับเพลิงอาร์ค

4. เชื่อมต่อส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องแบบอนุกรมกับตัวเหนี่ยวนำวงจรในวงจรหลัก

การพัฒนาด้านเทคนิคของคอนแทคเตอร์ HVDC ซ้ำกับการพัฒนาอุตสาหกรรมและอุปกรณ์การใช้งาน อุปกรณ์ HVDC ไม่เพียงแต่มีโหลดความต้านทานเท่านั้น แต่ยังมีโหลดแบบอุปนัย โหลดแบบคาปาซิทีฟ และแบบผสมอีกด้วย สำหรับสภาวะทางอุตสาหกรรมที่สอดคล้องกัน คอนแทคเตอร์ HVDC ชนิดพิเศษจะต้องตรงกับอุปกรณ์ HVDC เพื่อให้ทำงานได้ในระยะยาวและเชื่อถือได้มากขึ้น