V električnih krmilnih sistemih releji kot široko uporabljeni stikalni elementi s svojo življenjsko dobo in zanesljivostjo kontaktov neposredno vplivajo na stabilnost delovanja celotne naprave. Pravzaprav je zaščita dotika releja strožja kot pri MOSFET-jih, ker morajo releji običajno upravljati z večjimi obremenitvenimi tokovi, zlasti v preklopnih scenarijih, ki vključujejo enosmerne induktivne obremenitve (kot so enosmerni motorji, enosmerne sklopke in enosmerni elektromagnetni ventili). Ko je induktivna obremenitev izklopljena, lahko povratna elektromotorna sila doseže stotine ali celo tisoče voltov, posledični sunek pa lahko močno skrajša življenjsko dobo električnih kontaktov fotovoltaičnih relejev ali celo povzroči popolno okvaro. Celo pri majhnih tokovih (kot je okoli 1 A) lahko povratna elektromotorna sila sproži iskrenje, kar povzroči onesnaženje električnih kontaktov relejev solarnih panelov s kovinskim oksidom, poveča kontaktni upor in na koncu povzroči okvaro kontakta.
Pri enosmernih obremenitvah lahko visoko-preklopne operacije povzročijo nenormalno elektrokemično korozijo. Ko pride do razelektritve električnega obloka, dušik in kisik v zraku reagirata, da ustvarita jedke produkte. Ta težava je še posebej izrazita pri električnih kontaktih za fotonapetostne releje, kjer fotovoltaični sistemi običajno zahtevajo pogosto vklapljanje in izklapljanje. Poleg tega je prenos materiala tudi pomemben vzrok okvare kontakta. Ko se kontaktni del stopi ali poškoduje, je kovinski material podvržen usmerjenemu prenosu, običajno konkavnemu na katodi in konveksnemu na anodi. Sčasoma se lahko neuravnoteženi kontakti zlepijo in preprečijo pravilen odklop releja.
Pri električnih kontaktih za rele solarne plošče in fiksnih srebrnih kontaktih za rele sončne energije lahko vklopni tok zaradi visokih-tokovnih obremenitev (zlasti kapacitivnih in induktivnih obremenitev) povzroči električni oblok, kar povzroči varjenje kontaktov. V tem primeru obstajata samo dve učinkoviti strategiji: ena je uporaba vezja za zaščito kontaktov, druga pa je izbira kontaktnih materialov z odpornostjo na prenos materiala, kot so srebro-kositrov oksid, srebro-volfram ali srebro-bakreni kompozitni kontakti. Pri normalni temperaturi in tlaku je prebojna napetost ključnih dielektrikov v zraku 200–300 V. Zato je cilj zatiranja običajno nadzor napetosti na kontaktih pri 200 V ali manj, da se zmanjša verjetnost iskrenja.
Obstajajo tri glavne zrele rešitve vezja za zaščito enosmernih induktivnih bremen. Prvo je serijsko vezje RC na strani tuljave releja, primerno za aplikacije, kjer je nazivna delovna napetost releja nižja od napajalne napetosti. To vezje uporablja značilnost, da se napetost na kondenzatorju ne more nenadoma spremeniti v trenutku zapiranja, pri čemer se na tuljavo uporabi višja napetost, da se pospeši hitrost zapiranja. Drugo je vzporedno vezje RC na strani bimetalne zakovice za fotonapetostni inverterski rele. Pri odklopu se samo{4}}elektromotorska sila tuljave razelektri skozi vezje RC, podaljša čas upadanja toka in tako ugasne oblok. Tretji in najpogostejši je vezje z vzporednimi diodami, ki se uporablja predvsem za zaščito gonilnega tranzistorja. Ko je tranzistor izklopljen, dioda ujame samo-elektromotorno silo tuljave pri 0,7 V (silicijev tranzistor) ali 0,2 V (germanijev tranzistor), kar preprečuje poškodbe gonilne komponente.
Pomembno je omeniti, da standardna dioda bistveno podaljša povratni čas releja, s čimer podaljša trajanje obloka in obratno skrajša življenjsko dobo kontakta. Rele z diodo, priključeno na tuljavo, ima lahko sprostitveni čas 9,8 ms, povratni čas brez diode pa le 1,5 ms. Uporaba Zener diode v seriji z malo-signalno diodo lahko skrajša čas na 1,9 ms, zaradi česar je boljša izbira. Za visoko{7}}napetostne enosmerne aplikacije, kot so električni kontakti za sončne enosmerne releje in fiksni srebrni kontakti za nove energetske fotonapetostne releje HVDC za shranjevanje energije, je pravilna zasnova zaščitnega vezja še posebej pomembna, ker je enosmerni oblok težje ugasniti kot izmenični oblok.
Obstajata dve neuporabni metodi zaščite, ki se jima morajo električarji v praksi izogibati. Prva je uporaba neusklajenih zaščitnih komponent v scenarijih enosmernega-preklopa visoke frekvence, kar lahko privede do modro-zelene korozije kontaktov (ki jo ustvarijo dušikovi oksidi zaradi praznjenja električne iskre). Drugi je ignoriranje pojavov prenosa materiala in uporaba materialov, neprimernih za visoke-tokovne udare v električnih kontaktih za solarna stikala, kar lahko zlahka povzroči varjenje kontaktov in sprijemanje.
Čeprav je rokovanje z induktivnimi obremenitvami težje kot z uporovnimi obremenitvami, lahko uporaba ustrezne kombinacije zaščitnih vezij in kontaktnih materialov bistveno izboljša delovanje. Zaščita tuljave releja je skoraj tako pomembna kot zaščita oksidiranega električnega kontakta za solarni rele; oboje je treba obravnavati celostno. V praktičnem inženiringu je priporočljivo, da vezje za gašenje RC-obloka vzporedno povežete prek kontaktov releja in hkrati vzporedno povežete kombinacijo diode-Zenerjeve serije na strani tuljave, da uravnotežite razmerje med-hitrostjo potega, časom sprostitve in življenjsko dobo kontakta.
Za več tehničnih nasvetov oPremični kontakt za nov energetski relezaščito in izbiro materiala, se obrnite na našo ekipo inženirjev izdelkov. Ponujamo-storitev na enem mestu od prilagoditve kontaktnega materiala do načrtovanja zaščitne sheme.
kontaktirajte nas
