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KS-AAE主动式灭弧器件使用注意事项

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KS-AAE主动式灭弧器件使用注意事项

一、敬告
 
1.使用KS-AAE主动式灭弧器件前请务必仔细、详尽了解KS-AAE主动式灭弧器件特性及使用限制以避免不当使用造成可能的意外。
 
2.KS-AAE主动式灭弧器件是应用在直流机械开关分断过程中的灭弧产品,通过控制燃弧的强度、时间(us量级)而级数级地降低燃弧对机械开关的影响,对于非特殊定制的KS-AAE主动式灭弧器件,其目的不在于使处于分断过程中的机械开关完全不起弧。
 
3.KS-AAE主动式灭弧器件不具有交流场合对机械开关的灭弧能力,若需要解决机械开关交流灭弧的问题请关注广州市金矢电子有限公司的KS-AST系列交流灭弧产品;
 
4.KS-AAE主动式灭弧器件不具有对机械开关闭合弹跳的灭弧能力,若需要解决机械开关闭合弹跳燃弧请关注广州市金矢电子有限公司的其他系列产品;
 
5.KS-AAE主动式灭弧器件配有多种型号,应根据机械开关的特性及使用场合选择不同的KS-AAE主动式灭弧器件。
KS-AAE主动式灭弧器件选型上含有四个参数:额定电压、额定电流、控制类型和控制燃弧时间(或起控电压),额定电压、额定电流和控制类型,应根据机械开关使用的场合确定,控制燃弧时间(或起控电压)应根据机械开关使用的场合及其特性确定,严禁在超出规格范围的场合使用。
对选型有疑问时,请与广州市金矢电子有限公司的技术人员进行联系。
 
二、KS-AAE主动式灭弧器件灭弧原理
 
 
6.机械开关分断过程中,机械开关触点间的电场会电离触点间的介质引起燃弧,燃弧在短时间内产生剧烈热量而使触点损伤导致机械开关接触电阻增大甚至粘连,燃弧还破坏机械开关的绝缘特性。如图1(a),KS-AAE主动式灭弧器件并联在负载两端,机械开关闭合时KS-AAE主动式灭弧器件存储能量;机械开关分断时,KS-AAE主动式灭弧器件检测到燃弧后在适当的时机释放存储的能量来阻断机械开关两端的电场而熄灭燃弧,如图1(c)。
 
三、机械开关特性与KS-AAE主动式灭弧器件灭弧能力
 
7.在分断电压、电流不变时,机械开关的分断速度、燃弧特性、目标机械寿命等影响对KS-AAE主动式灭弧器件控制燃弧时间(或起控电压)等相关参数的选择。
 
 
 
 
a)控制燃弧时间型
 
控制燃弧时间型KS-AAE主动式灭弧器件在燃弧时间到达控制时间时释放存储的能量而使得触点间的电场强度降低到0点附近,存储的能量释放后,触点间的电场会重新建立。如图,控制时间为Tct,电场重新建立时,触点间的电压为Vct,触点间距为Dct,触点间此时的击穿电压为Vbk,Tct越小Dct就越小,相应地Vbr也越小,当Vbk小于Vct时,重新建立的电场会再次电离触点间的介质引起电弧重燃。因此,选择的燃弧控制时间必须确保KS-AAE主动式灭弧器件在释放存储的能量后触点间有足够的开距(绝缘强度)以避免重新建立的电场再次击穿介质。为此,有必要:
 
1)了解机械开关的分断速度和所使用的场合的燃弧特性,选择的控制燃弧时间应确保机械开关运动到安全的最小距离;
2)了解机械开关的回弹特性,避免灭弧后机械开关回弹到安全的最小距离;
3)了解机械开关使用的电压、电流、温湿度、电磁环境及介质特性对安全的最小距离的影响;
4)在机械开关维持闭合的过程中负载上的电压发生突变的场合应根据实际情况评估使用合适的KS-AAE主动式灭弧器件;
5)定制特殊的KS-AAE主动式灭弧器件,增加释放能量的时间以延长触点间0电场的维持时间;
控制燃弧时间型KS-AAE主动式灭弧器件通过捕捉负载两端的电压突变识别机械开关分断燃弧,在机械开关触点间含有阻容吸收或电容吸收回路时,机械开关分断的瞬间机械开关的电压波形失去突变,会影响KS-AAE主动式灭弧器件对分断燃弧的正确识别而导致灭弧不起动。
 
 
 
b)起控电压型
 
图4 KS-AAE主动式灭弧器件起控电压与灭弧可靠性关系
 
起控电压型KS-AAE主动式灭弧器件在识别到负载电压降低到指定电压值时释放存储的能量。起控电压越小燃弧时间越短,但是,不同的机械开关即使是在同等电压、电流条件下进行分断,在机械开关两端产生的电弧压差也存在明显不同。KS-AAE主动式灭弧器件根据通常的机械开关在试验条件下进行参数标定,标定的参数不完全覆盖所有机械开关的特性。在不了解开关特性及使用场合时,盲目降低起控电压同样面临电弧重燃的可能,建议使用前根据实际使用条件进行评估以选取适当的参数。使用起控电压型KS-AAE主动式灭弧器件必须了解直流电源电压的纹波特性,当纹波大于起控电压时会导致KS-AAE主动式灭弧器件误动作而影响灭弧,纹波频率过大时还有可能损坏KS-AAE主动式灭弧器件。
 
使用起控电压型KS-AAE主动式灭弧器件时必须:
 
1)了解机械开关使用场合及分断燃弧特性,选择合适的起控电压值,必要时根据实际使用进行评估;
2)在电源纹波电压大于起控电压的场合建议不要使用起控电压型KS-AAE主动式灭弧器件,改用控制燃弧时间型KS-AAE主动式灭弧器件;3)不便于调整起控电压时,定制增强型KS-AAE主动式灭弧器件;
 
四、分断电压、电流与KS-AAE主动式灭弧器件的灭弧能力
 
 
 
图5 机械开关在不同电流等级下的燃弧曲线
 
8、同一机械开关在不同电压、电流等级下分断燃弧特性不同,相应地,KS-AAE主动式灭弧器件在不同电压、电流等级时对机械开关灭弧保护能力也不同,超出额定电压、电流使用KS-AAE主动式灭弧器件有灭弧失败的风险;过度降低规格使用同样不能使得KS-AAE主动式灭弧器件发挥最大保护效能。图5是同一机械开关在不同电流等级时的分断燃弧曲线,选用额定电流满足I3的起控电压型KS-AAE主动式灭弧器件,此时起控电压比在I1时的燃弧电压低很多,若在I1条件下使用,KS-AAE主动式灭弧器件在机械开关分断的瞬间释放能量,此时存在由于机械开关开距过小使得KS-AAE主动式灭弧器件灭弧效果不佳的可能;选用额定电流满足I3的控制燃弧时间型KS-AAE主动式灭弧器件在I1条件下使用,若控制燃弧时间参数选择的较长,KS-AAE主动式灭弧器件释放能量时,燃弧可能处在自灭的尾端,同样达不到标称的灭弧效果。
 
图6 有效灭弧的工作电压区间
 
9、KS-AAE主动式灭弧器件仅对一定区间内的工作电压具有最佳灭弧能力,如图6所示。切勿认为对所有低于额定电压范围内的工作电压都有同等灭弧效果,有效灭弧最低电压值请参考KS-AAE主动式灭弧器件具体型号的规格书。
 
10、KS-AAE主动式灭弧器件的额定电流是一个相对值,并不是绝对值,它仅表示相对额定电压有效灭弧的电流值,对于工作电压低于额定电压的场合,能有效灭弧的电流值可能小于额定电流值。
 
五、负载特性与KS-AAE主动式灭弧器件的灭弧能力
 
11、KS-AAE主动式灭弧器件以阻性负载为基准进行参数标定,在非阻性负载的场合应用时,KS-AAE主动式灭弧器件灭弧效能会降低,使用不当甚至有被损坏的可能。非阻性负载情况下的应用,请与广州市金矢电子有限公司的技术人员联系。
 
六、KS-AAE主动式灭弧器件对负载的影响
 
12、部分型号的KS-AAE主动式灭弧器件在灭弧释放能量时会在负载上施加一过电压脉冲,脉冲大小和宽度请参考规格书部分。使用时请评估KS-AAE主动式灭弧器件输出的过电压对负载的影响。
 
七、接续分布参数与KS-AAE主动式灭弧器件的灭弧能力
 
 
13、电气连接中的接线阻抗和分布电感会影响KS-AAE主动式灭弧器件的灭弧效果,KS-AAE主动式灭弧器件在接续时应尽可能减少图7(a)中红色线体部分的阻抗和分布电感。为此建议
 
1)采用满足电流要求的导线接续;
2)电源和机械开关之间、KS-AAE主动式灭弧器件与机械开关之间、KS-AAE主动式灭弧器件与电源之间的布线尽可能缩短,例如如图7(b),就近安装直流电源、机械开关和KS-AAE主动式灭弧器件。
3)各连接线采用直短线,禁止线体环绕或弯曲成环状;
4)导线之间的连接采用紧密的压接并尽可能减少接触阻抗;八、KS-AAE主动式灭弧器件连续动作时间间隔上的限制
 
图8 KS-AAE主动式灭弧器件连续动作时间间隔
 
14、KS-AAE主动式灭弧器件灭弧时提供的能量来自于机械开关闭合期间存储的能量,机械开关维持闭合的时间过短,KS-AAE主动式灭弧器件存储能量不足,其灭弧能力得不到保证,如图8所示。使用时务必确保机械开关维持闭合的时间要大于KS-AAE主动式灭弧器件储能时间。
 
九、温度对KS-AAE主动式灭弧器件的影响
 
15、在超出工作温度范围的高温区工作会加速KS-AAE主动式灭弧器件的老化速度,在超出工作范围的低温区工作会降低部分型号KS-AAE主动式灭弧器件的灭弧能力,务必在规格范围内的环境中使用KS-AAE主动式灭弧器件。
 
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