Uprostred neustáleho napredovania infraštruktúry inteligentných sietí upriamili inteligentné merače-ako kritické koncové zariadenia{1}} zvýšenú pozornosť na bezpečnosť a spoľahlivosť svojich základných vnútorných komponentov: blokovacie relé. Tieto relé plnia nielen základnú funkciu riadenia pripojenia a odpojenia napájania, ale hrajú aj priamu úlohu v inteligentných operáciách, ako sú opatrenia proti-krádeži a diaľkové spínanie. Avšak v prípade skratovej-poruchy v elektrickej sieti môže výsledný okamžitý vysoký prúd spustiť abnormálne odpudzovanie kontaktov relé. To zase môže viesť k trvalému iskreniu, požiarom zariadení alebo dokonca výbuchom, čo predstavuje vážnu hrozbu pre bezpečnosť ľudí a integritu elektrickej siete. V dôsledku toho má vykonanie-hĺbkového výskumu mechanizmov sily pôsobiacich na kontakty v podmienkach skratu-a navrhnutie účinných optimalizačných stratégií{11}}značnú technickú hodnotu.
Dynamické správanie blokovacích reléových kontaktov pod vplyvom skratových{0}}prúdov je primárne riadené dvoma typmi elektromagnetických síl: Holmovou silou a Ampérovou silou. Holmova sila pochádza zo súčasného-účinku zúženia v mikroskopických kontaktných bodoch; pôsobí ako silná odpudivá sila, ktorej veľkosť je priamo úmerná tvrdosti kontaktného materiálu a nepriamo úmerná kontaktnému tlaku. Štúdie ukázali, že keď sa tvrdosť kontaktov podľa Brinella zníži zo 110 N/mm² na 70 N/mm², Holmova sila sa zníži približne o 7,7 %; naopak, zvýšenie prítlačnej sily medzi kontaktmi z 1 N na 10 N má za následok významné zníženie Holmovej sily o 37,6 %. Tieto zistenia naznačujú, že počiatočnú tendenciu k odpudzovaniu kontaktov možno účinne potlačiť rozumným výberom mäkších kontaktných materiálov alebo zvýšením predpätia pružiny.
Súčasne Ampérova sila vzniká interakciou medzi prúdom pretekajúcim cez samotný vodivý obvod a okolitým magnetickým poľom. V typických relé inteligentných meračov sa pod pohyblivým kontaktom používa trojvrstvová nitovaná laminovaná konštrukcia-pozostávajúca z veľkej bočnej platne, malej bočnej platne a pohyblivého jazýčku{3}}; zostava má celkovú konfiguráciu „V-tvaru“. Tento dizajn dômyselne využíva príťažlivé sily generované medzi segmentmi vodičov prenášajúcimi prúdy v opačných smeroch, čím generuje ampérovú silu smerujúcu k uzavretej polohe, aby pôsobila proti Holmovej sile. Simulačná analýza potvrdzuje, že zväčšenie efektívnej dĺžky vodivej tyče na pohyblivej kontaktnej strane vedie k lineárnemu zvýšeniu tejto prospešnej ampérovej sily. Napríklad predĺženie vodivej tyče o 10 mm postačuje na splnenie požiadaviek na odolnosť voči bleskovým impulzným skratovým-prúdom 20 kA/20 μs. Je pozoruhodné, že zatiaľ čo poloha ohybu vodivej tyče má zanedbateľný vplyv na ampérovú silu, príliš dlhá jazýčka môže interferovať s magnetickým obvodom spojenia medzi reléovým jadrom a železným jadrom; preto je potrebné nájsť jemnú rovnováhu medzi mechanickým a elektromagnetickým výkonom.
Úplný proces odpudzovania kontaktu možno rozdeliť do štyroch odlišných fáz: počiatočný uzavretý stav → ohýbanie a deformácia jazýčka poháňané Holm-silou-poháňaným ohýbaním a deformáciou jazýčka → spustenie oblúka pri oddeľovaní kontaktov → a nakoniec sila reakcie oblúka, ktorá dominuje úplnému odpudzovaniu. Presná simulácia tohto dynamického procesu sa opiera o vysoko-presný, trojrozmerný-spriahnutý elektromagnetický- štrukturálny model; v kombinácii s údajmi prítlačnej sily a sily tlačnej tyče-nameranými pomocou silomeru umožňuje tento prístup komplexnú rekonštrukciu vývoja sily, ku ktorej dochádza v presnom momente skratu.
V rámci hnacieho mechanizmu relé majú prvoradý význam vlastnosti materiálu železného jadra. Mäkké magnetické železné tyče (RFe80) a jadrá relé z čistého železa sú široko používané pri výrobe-magnetických obvodov s vysokou účinnosťou vďaka ich vysokej magnetickej permeabilite a nízkej koercitivite. Tieto reléové železné jadrá sú zvyčajne tvorené procesom "Relay Core Cold Heading", ktorý zaisťuje tak rozmerovú presnosť, ako aj štrukturálnu hustotu. Okrem toho kvalita mäkkého železného jadra cievky priamo ovplyvňuje účinnosť budenia cievky, zatiaľ čo poniklovanie aplikované na jadro relé poskytuje dodatočnú ochranu vo vlhkom alebo korozívnom prostredí. Pre aplikácie s vysokou-spoľahlivosťou slúžia jadrá z čistého železa- so studenou hlavou a jadrá s priamou cievkou na ďalšie zlepšenie konzistencie produktu a prevádzkovej životnosti.
Stručne povedané, zlepšenie odolnosti magnetických blokovacích relé v inteligentných meračoch proti skratu- si vyžaduje viacrozmerný a kolaboratívny prístup optimalizácie-zahŕňajúci materiály kontaktov, návrh kontaktnej sily, rozloženie vodivého obvodu a magnetické komponenty jadra. Integráciou teoretických výpočtov, numerických simulácií a experimentálneho overovania môžeme nielen objasniť základnú fyziku odpudzovania kontaktov, ale tiež poskytnúť robustnú technickú podporu pre výskum a vývoj relé novej-generácie s vysokou{4}}bezpečnosťou{5}}.
Ak máte technické požiadavky týkajúce sa konštrukcie skratového-obvodu relé, simulácie kontaktného systému alebo výberuŽelezné jadrá relé DT4C AC, neváhajte nás kedykoľvek kontaktovať; náš profesionálny tím je pripravený poskytnúť vám prispôsobené riešenia a technickú podporu.
kontaktujte nás
