I elektriska styrsystem påverkar reläer, som ofta använda kopplingselement, direkt driftstabiliteten för hela enheten genom deras kontaktlivslängd och tillförlitlighet. I själva verket är reläkontaktskyddet strängare än det för MOSFET:er eftersom reläer vanligtvis behöver hantera större belastningsströmmar, särskilt i kopplingsscenarier som involverar induktiva likströmsbelastningar (som likströmsmotorer, likströmskopplingar och likströmsmagnetventiler). När den induktiva belastningen stängs av kan den bakre elektromotoriska kraften nå hundratals eller till och med tusentals volt, och den resulterande överspänningen kan allvarligt minska livslängden för elektriska kontakter för fotovoltaiska reläer, eller till och med orsaka fullständig skada. Även med små strömmar (som runt 1A) kan den bakre elektromotoriska kraften utlösa ljusbågar, vilket leder till metalloxidkontamination av elektriska kontakter för solpanelsreläer, vilket ökar kontaktresistansen och i slutändan orsaka kontaktfel.
Under DC-belastningar kan hög-omkopplingsoperationer leda till onormal elektrokemisk korrosion. När en ljusbågsurladdning inträffar reagerar kväve och syre i luften och genererar frätande produkter. Detta problem är särskilt uttalat i elektriska kontakter för PV-reläapplikationer, där solcellssystem vanligtvis kräver frekvent på- och avstängning. Vidare är materialöverföring också en betydande orsak till kontaktfel. När en kontaktdel smälter eller skadas, genomgår metalliskt material riktningsöverföring, vanligtvis konkavt på katoden och konvext på anoden. Med tiden kan de obalanserade kontakterna hålla ihop, vilket förhindrar att reläet kopplas ur ordentligt.
För elektriska kontakter för solpanelsrelä och fasta silverkontakter för solenergirelä kan inkopplingsströmmen från höga-strömbelastningar (särskilt kapacitiva och induktiva belastningar) generera en elektrisk ljusbåge, vilket orsakar kontaktsvetsning. I det här fallet finns det bara två effektiva strategier: den ena är att använda kontaktskyddskretsar och den andra är att välja kontaktmaterial med motstånd mot materialöverföring, såsom silver-tennoxid, silver-volfram eller silver-kopparkompositkontakter. Under normal temperatur och tryck är genomslagsspänningen för nyckeldielektrik i luft 200–300V. Därför är undertryckningsmålet vanligtvis att styra spänningen över kontakterna vid 200V eller lägre för att minska sannolikheten för ljusbågsbildning.
Det finns tre huvudsakliga mogna kretslösningar för att skydda induktiva DC-laster. Den första är en serie RC-krets på reläspolens sida, lämplig för applikationer där reläets märkspänning är lägre än nätspänningen. Denna krets utnyttjar egenskapen att spänningen över en kondensator inte kan ändras abrupt vid stängningsögonblicket, och applicerar en högre spänning på spolen för att accelerera stängningshastigheten. Den andra är en parallell RC-krets på bimetallniten för PV-inverterreläsidan. Vid frånkoppling urladdas spolens själv-elektromotoriska kraft genom RC-kretsen, vilket förlänger strömavklingningstiden och därmed släcker ljusbågen. Den tredje, och vanligaste, är den parallella diodkretsen, som främst används för att skydda drivtransistorn. När transistorn är avstängd klämmer dioden fast spolens själv-inducerade elektromotoriska kraft vid 0,7V (kiseltransistor) eller 0,2V (germaniumtransistor), vilket förhindrar skador på drivkomponenten.
Det är viktigt att notera att en standarddiod avsevärt förlänger reläets returtid, vilket förlänger ljusbågens varaktighet och omvänt förkortar kontaktlivslängden. Ett relä med en diod kopplad till spolen kan ha en utlösningstid på 9,8ms, medan returtiden utan diod endast är 1,5ms. Att använda en zenerdiod i serie med en liten-signaldiod kan minska tiden till 1,9 ms, vilket gör det till ett bättre val. För hög-likspänningstillämpningar som elektriska kontakter för solar DC-relä och fasta silverkontakter för ny energi PV-energilagring HVDC-relä är korrekt skyddskretsdesign särskilt viktig eftersom DC-bågar är svårare att släcka än AC-ljusbågar.
Det finns två oanvändbara skyddsmetoder som elektriker måste undvika i praktiska tillämpningar. Den första är att använda felmatchade skyddskomponenter i växlingsscenarier med hög-likströmsfrekvens, vilket kan leda till blå-grön korrosion av kontakterna (genereras av kväveoxider på grund av elektrisk gnisturladdning). Det andra är att ignorera materialöverföringsfenomen och använda material som är olämpliga för höga-strömsvallar i elektriska kontakter för solströmbrytare, vilket lätt kan orsaka kontaktsvetsning och vidhäftning.
För induktiva laster, även om hanteringen är svårare än för resistiva laster, kan användning av en lämplig kombination av skyddskretsar och kontaktmaterial förbättra prestandan avsevärt. Att skydda reläspolen är nästan lika viktigt som att skydda den oxiderade elektriska kontakten för solrelä; båda måste övervägas holistiskt. I praktisk teknik rekommenderas det att ansluta en RC-bågsläckningskrets parallellt över reläkontakterna och samtidigt ansluta en kombination av diod-Zenerserie parallellt på spolsidan för att balansera förhållandet mellan drag-i hastighet, släpptid och kontaktlivslängd.
För mer teknisk rådgivning omFlyttkontakt för Nytt Energireläskydd och materialval, kontakta vårt produktteknikteam. Vi erbjuder en enda-tjänst från anpassning av kontaktmaterial till design av skyddsschema.
kontakta oss
