Изоляционный барьер должен держаться, а тракт неисправности — замыкаться быстро
В высоковольтном оборудовании защита оператора основана на изоляционном барьере между высоковольтной шиной и каждой открытой металлической поверхностью и на способности снять это напряжение в момент появления неисправности. Это требование одинаково для распределительного оборудования, испытательных оснасток и ручных щупов: при неисправности питание высокого напряжения должно быть отключено без задержки.
На практике последовательность — это два действия сразу: высоковольтная цепь отключается и одновременно соединяется с землёй, чтобы запасённая энергия могла стечь. Один набор контактов размыкает шину, а другой замыкается на землю — последовательность безопасности с замыканием перед размыканием, надёжность которой лишь настолько хороша, насколько хорош коммутационный компонент, несущий её на киловольтных уровнях.
Почему герметичный герконовый контакт подходит для этой задачи
В высоковольтных герконовых реле используются герметично запаянные вольфрамовые контакты, которые подходят для этой роли по нескольким конкретным причинам. В типовом исполнении геркон срабатывает менее чем за 6 ms и предлагается с напряжением пробоя до 15 kVDC в зависимости от типа капсулы; коммутируемый ток контактов — 3 A при пределе тока нагрузки 5 A, а доступные формы контактов позволяют одному реле сочетать функции размыкания высокого напряжения и заземления. Стоит разделять два показателя напряжения: напряжение пробоя — это предел выдерживания, а не напряжение, которое контакт должен коммутировать непрерывно; линейка HVR коммутирует до 10 kVDC, хотя капсулы пробиваются при 15 kVDC.
Монтаж охватывает как проводку на уровне платы, так и в стойке: сквозной монтаж на PCB для интегрированной конструкции и высоковольтные выводы-провода для точечных сборок в силовых стойках. Время срабатывания составляет около 3 ms, а отпускания — около 1.5 ms, достаточно быстро, чтобы следовать за сигналом неисправности. Эпоксидная герметизация удерживает сопротивление изоляции на уровне 1012 Ω и путь утечки более 32 mm — два параметра, которые сохраняют барьер в течение всего срока службы.
Охват серии HVR для источников питания и испытательных систем
Серия HVR охватывает версии с выдерживаемым напряжением 4 kV / 5 kV / 6 kV / 10 kV / 15 kV / 20 kV. Основные показатели:
- Коммутируемое напряжение контактов до 10 kVDC
- Коммутируемый ток 3 A; максимальный ток нагрузки 5 A
- Варианты импульсного тока 5 A / 10 A / 20 A
- Сопротивление изоляции 10 TΩ и выше
- Несколько форм контактов; выводной монтаж на печатную плату или монтаж высоковольтными проводами
- Срабатывание 3 ms, отпускание 1.5 ms
В высоковольтном источнике питания эти реле коммутируют выход, распределяют его между нагрузками и при неисправности размыкают и заземляют его. В высоковольтной испытательной системе они подключают и отключают испытываемое устройство, изолируют измерительный входной каскад и обеспечивают разрядный тракт, позволяющий оператору безопасно касаться оснастки после завершения цикла.
Вольфрамовые контакты выбраны с учётом того, что происходит при размыкании. Вольфрам выдерживает дугообразование реактивной высоковольтной нагрузки, а герметичная запайка не даёт контактной поверхности окисляться или эродировать на воздухе, поэтому контакт продолжает чисто размыкаться на киловольтном уровне после большого числа циклов — там, где открытый электромеханический контакт дрейфовал бы. Именно это воспроизводимое поведение «разомкни и заземли» важно в блокировке безопасности; одна лишь скорость не помогает, если разомкнутый контакт не может удержать шину.
Вывод по выбору
Как для высоковольтных источников питания, так и для высоковольтных испытательных стендов выбор реле сводится к согласованию четырёх чисел с конструкцией: непрерывного коммутируемого напряжения (а не более высокого показателя пробоя), коммутируемого и импульсного тока, пути утечки и сопротивления изоляции, необходимых барьеру, и времени срабатывания/отпускания, допускаемого бюджетом реакции на неисправность. При выборе по этим показателям герметичное вольфрамовое герконовое реле выполняет как рутинную коммутацию, так и аварийную последовательность отключения и заземления без второго устройства в тракте.
О SHR AUTOSENSOR
SHR AUTOSENSOR TECH LIMITED (SHR AUTOSENSOR) производит высоковольтные герконовые реле, реле со ртутно-смачиваемыми контактами и высоковольтные контакторы постоянного тока. Контакт: [email protected] | +86 13761571029 | www.reed-relay.com