Серед безперервного розвитку інфраструктури інтелектуальної електромережі розумні лічильники-, які є критично важливими термінальними пристроями-, привернули все більше уваги до безпеки та надійності своїх основних внутрішніх компонентів: реле з фіксацією. Ці реле не лише виконують основну функцію керування підключенням і відключенням живлення, але й відіграють безпосередню роль у інтелектуальних операціях, таких як заходи проти-крадіжки та дистанційне перемикання. Однак у разі короткого-замикання в електромережі миттєва висока сила струму може спровокувати ненормальне відштовхування контактів реле. Це, у свою чергу, може призвести до тривалого утворення дуги, займання обладнання або навіть вибухів, що створює серйозну загрозу як для безпеки людей, так і для цілісності електромережі. Отже, проведення-поглиблених досліджень силових механізмів, що діють на контакти в умовах-короткого замикання-і пропонування ефективних стратегій оптимізації-має значну інженерну цінність.
Динамічна поведінка контактів реле з фіксацією під впливом -струмів короткого замикання в основному визначається двома типами електромагнітних сил: силою Холма та силою Ампера. Сила Холма походить від поточного-ефекту звуження в мікроскопічних контактних точках; вона діє як сильна сила відштовхування, величина якої прямо пропорційна твердості матеріалу контакту та обернено пропорційна контактному тиску. Дослідження показали, що коли твердість Брінелля контактів зменшується зі 110 Н/мм² до 70 Н/мм², сила Холма зменшується приблизно на 7,7%; і навпаки, збільшення контактної сили між контактами від 1 Н до 10 Н призводить до значного зменшення на 37,6% сили Холма. Ці результати вказують на те, що початкову тенденцію до контактного відштовхування можна ефективно придушити шляхом розумного вибору більш м’яких контактних матеріалів або збільшенням попереднього натягу пружини.
Одночасно сила Ампера виникає в результаті взаємодії між струмом, що протікає через сам провідний контур, і навколишнім магнітним полем. У типових інтелектуальних лічильних реле під рухомим контактом використовується три{1}}шарова заклепана ламінована структура-, що складається з великої шунтової пластини, малої шунтової пластини та рухомого язичка-; збірка має загальну "V-подібну" конфігурацію. Ця конструкція геніально використовує сили тяжіння, створювані між сегментами провідника, що несуть струми в протилежних напрямках, тим самим створюючи силу Ампера, спрямовану в бік положення замикання, щоб протидіяти силі Холма. Аналіз моделювання підтверджує, що збільшення ефективної довжини провідного стрижня на стороні рухомого контакту призводить до лінійного посилення цієї корисної сили Ампера. Наприклад, подовження струмопровідного стрижня на 10 мм достатньо, щоб відповідати вимогам до стійкості до струму короткого -замикання блискавки 20 кА/20 мкс. Примітно, що в той час як положення згину провідного стрижня має незначний вплив на силу Ампера, надмірно довгий язичок може заважати з’єднанню магнітного кола між осердям реле та залізним осердям; отже, між механічними та електромагнітними характеристиками необхідно знайти тонкий баланс.
Повний процес відштовхування контакту можна розділити на чотири окремі етапи: початковий замкнутий стан → згинання та деформація язичка, викликане силою Holm--→ роз’єднання контакту, що викликає зародження дуги → і, нарешті, сила реакції дуги, яка домінує над повним відштовхуванням. Точне моделювання цього динамічного процесу базується на високо-точній три-зв’язаній електромагнітній-структурній моделі; у поєднанні з даними про контактну силу та силу-штовхової тяги, виміряні за допомогою вимірювача сили, цей підхід дозволяє комплексно реконструювати розвиток сили, що виникає в точний момент короткого замикання.
У механізмі приводу реле властивості матеріалу залізного сердечника мають першочергове значення. М’які магнітні залізні стрижні (RFe80) і релейні сердечники з чистого заліза широко використовуються у виготовленні високо-ефективних магнітних ланцюгів завдяки їхній високій магнітній проникності та низькій коерцитивній силі. Ці залізні сердечники реле, як правило, формуються за допомогою процесу «холодного завантаження сердечника реле», що забезпечує як точність розмірів, так і структурну щільність. Крім того, якість серцевини котушки з м’якого заліза безпосередньо впливає на ефективність збудження котушки, а нікелювання, нанесене на серцевину реле, забезпечує додатковий захист у вологому або корозійному середовищі. Для високо-надійних застосувань холодні-сердечники з чистого заліза та прямі сердечники котушок служать для подальшого підвищення узгодженості продукту та тривалості експлуатації.
Підсумовуючи, підвищення стійкості до короткого-замикання реле з магнітною фіксацією в інтелектуальних лічильниках вимагає багатовимірного спільного підходу до оптимізації-, який охоплює матеріали контактів, конструкцію контактної сили, структуру провідного кола та магнітні компоненти сердечника. Завдяки об’єднанню теоретичних розрахунків, чисельного моделювання та експериментальної перевірки ми можемо не лише з’ясувати фізичні особливості контактного відштовхування, але й надати надійну технічну підтримку для досліджень і розробки реле наступного-покоління високого-безпеки-класу.
Якщо у вас є технічні вимоги щодо конструкції короткого-замикання реле, моделювання контактної системи або виборуСердечники реле змінного струму DT4C, зв’яжіться з нами в будь-який час; наша професійна команда готова надати вам індивідуальні рішення та технічну підтримку.
зв'яжіться з нами
