Usred stalnog napretka infrastrukture pametne mreže, pametna brojila-koja služe kao kritični terminalni uređaji-privukla su sve veću pozornost na sigurnost i pouzdanost svojih osnovnih unutarnjih komponenti: releja za zatvaranje. Ovi releji ne samo da obavljaju temeljnu funkciju upravljanja spajanjem i isključivanjem napajanja, već također igraju izravnu ulogu u inteligentnim operacijama kao što su protu-provalne mjere i daljinsko prebacivanje. Međutim, u slučaju kvara kratkog-spoja unutar električne mreže, rezultirajuća trenutna visoka struja može izazvati abnormalno odbijanje kontakata releja. To zauzvrat može dovesti do dugotrajnog stvaranja luka, požara opreme ili čak eksplozija, što predstavlja ozbiljnu prijetnju i sigurnosti ljudi i cjelovitosti električne mreže. Posljedično, provođenje-dubinskog istraživanja mehanizama sile koji djeluju na kontakte u-uvjetima kratkog spoja-i predlaganje učinkovitih strategija optimizacije-ima značajnu inženjersku vrijednost.
Dinamičko ponašanje kontakata zapornog releja pod utjecajem struja kratkog-spoja prvenstveno je regulirano dvjema vrstama elektromagnetskih sila: Holmovom silom i Amperovom silom. Holmova sila potječe od trenutnog-konstrikcijskog učinka na mikroskopskim kontaktnim točkama; djeluje kao jaka odbojna sila, čija je veličina izravno proporcionalna tvrdoći kontaktnog materijala i obrnuto proporcionalna kontaktnom tlaku. Studije su pokazale da kada se Brinellova tvrdoća kontakata smanji sa 110 N/mm² na 70 N/mm², Holmova sila opada za približno 7,7%; obrnuto, povećanje kontaktne sile između kontakata s 1 N na 10 N rezultira značajnim smanjenjem Holmove sile od 37,6%. Ovi nalazi pokazuju da se početna tendencija odbijanja kontakta može učinkovito suzbiti razumnim odabirom mekših materijala za kontakt ili povećanjem prednaprezanja opruge.
Istodobno, Amperova sila proizlazi iz interakcije između struje koja teče kroz sam vodljivi krug i okolnog magnetskog polja. U tipičnim pametnim mjernim relejima, tro-slojna zakovicama laminirana struktura-koja se sastoji od velike skretne ploče, male skretne ploče i pomične jezičke-ispod pomičnog kontakta; sklop ima cjelokupnu konfiguraciju "V-oblika". Ovaj dizajn genijalno iskorištava privlačne sile stvorene između segmenata vodiča koji nose struje u suprotnim smjerovima, stvarajući tako Amperovu silu usmjerenu prema zatvorenom položaju kako bi se suprotstavila Holmovoj sili. Analiza simulacije potvrđuje da povećanje efektivne duljine vodljive šipke na pomičnoj kontaktnoj strani rezultira linearnim povećanjem ove korisne Amperove sile. Na primjer, produženje vodljive šipke za 10 mm dovoljno je da se ispune zahtjevi otpornosti za kratko-spojne struje munje od 20 kA/20 μs. Naime, dok položaj savijanja vodljive šipke ima zanemariv utjecaj na Ampereovu silu, predugačak jezičak može ometati spajanje magnetskog kruga između jezgre releja i željezne jezgre; posljedično, mora se uspostaviti delikatna ravnoteža između mehaničkih i elektromagnetskih svojstava.
Potpuni proces odbijanja kontakta može se ocrtati u četiri različite faze: početno zatvoreno stanje → Holm-silom-potaknuto savijanjem i deformacijom jezička → razdvajanje kontakta izaziva inicijaciju luka → i konačno, sila reakcije luka koja dominira potpunim odbijanjem. Precizna simulacija ovog dinamičkog procesa oslanja se na visoko{3}}vjeran, tro-trodimenzionalni spregnuti elektromagnetski-strukturni model; u kombinaciji s kontaktnom silom i podacima o sili-potisne šipke izmjerenim pomoću mjerača sile, ovaj pristup omogućuje sveobuhvatnu rekonstrukciju razvoja sile koja se događa u točnom trenutku kratkog spoja.
Unutar pogonskog mehanizma releja, svojstva materijala željezne jezgre su od najveće važnosti. Meke magnetske željezne šipke (RFe80) i jezgre releja od čistog željeza naširoko se koriste u izradi visoko-učinkovitih magnetskih krugova zbog svoje visoke magnetske propusnosti i niske koercitivnosti. Ove željezne jezgre releja obično se izrađuju postupkom "hladnog zahvata jezgre releja", čime se osigurava i dimenzijska preciznost i strukturna gustoća. Nadalje, kvaliteta jezgre od mekog željeza zavojnice izravno utječe na učinkovitost pobude zavojnice, dok niklanje naneseno na jezgru releja pruža dodatnu zaštitu u vlažnom ili korozivnom okruženju. Za visoko-pouzdane primjene, hladne-jezgre od čistog željeza i ravne jezgre zavojnice služe za daljnje poboljšanje konzistentnosti proizvoda i radnog vijeka.
Ukratko, povećanje otpornosti na kratki-spoj magnetskih zapornih releja u pametnim brojilima zahtijeva višedimenzionalni pristup optimizaciji-koje uključuje kontaktne materijale, dizajn kontaktne sile, vodljivi raspored strujnog kruga i magnetske komponente jezgre. Integriranjem teoretskih izračuna, numeričkih simulacija i eksperimentalne provjere, ne samo da možemo razjasniti temeljnu fiziku odbijanja kontakta, već i pružiti snažnu tehničku podršku za istraživanje i razvoj sljedeće{3}}generacije, visoko-sigurnosnih-releja.
Ako imate tehničke zahtjeve u vezi s dizajnom kratkog-spoja releja, simulacijom kontaktnog sustava ili odabiromDT4C AC relejne jezgre, slobodno nas kontaktirajte u bilo koje vrijeme; naš stručni tim spreman je pružiti vam prilagođena rješenja i tehničku podršku.
kontaktirajte nas
