Warum die Gleichstromunterbrechung das schwierigere Problem ist
Der größte Teil der Neue-Energie-Kette läuft auf DC: Batterien speichern ihn, Photovoltaikmodule erzeugen ihn, Brennstoffzellen produzieren ihn und die Ladeinfrastruktur bewegt ihn. Das Unterbrechen eines belasteten DC-Stromkreises ist schwieriger als das Unterbrechen desselben AC-Stromkreises, weil AC jede halbe Periode die Null durchquert und einem Lichtbogen einen natürlichen Moment zum Erlöschen gibt; ein DC-Lichtbogen hat keine solche Pause und leitet weiter, bis etwas ihn aktiv löscht. Die Hochspannungs-DC-Relais-Linie von SHR AUTOSENSOR wurde um dieses Problem herum für Automobil-, Solar-, Wind-, Lade-, Energiespeicher- und Industrieschaltungen entwickelt.
Aufbau: epoxidversiegelte und keramikversiegelte Familien
Die HVDC-Linie wird in epoxidharz- und keramikversiegelten Gehäusen angeboten, und beide nutzen denselben Ansatz zur Lichtbogenbeherrschung:
- Die Kontaktkammer ist mit einem wasserstoffbasierten Mischgas gefüllt. Die reduzierende Atmosphäre hält die Kontaktflächen sauber und begrenzt die Oxidation über die Lebensdauer.
- Permanentmagnete sorgen für magnetische Lichtbogenausblasung: Das Feld dehnt, kühlt und löscht den Lichtbogen, wenn sich die Kontakte trennen.
- Zusammen ermöglichen diese, dass das Relais eine Lastspannung bis zu 1000 VDC innerhalb eines vergleichsweise kleinen Kontaktabstands unterbricht.
Was das Design bringt
- Ein enger Kontaktabstand, weil der Lichtbogen magnetisch gelöscht wird, statt sich selbst ausdehnen zu müssen – was das Gehäuse kompakt hält
- Geringes Betriebsgeräusch, relevant in Fahrgastkabinen und Innenraumgeräten
- Der Lichtbogen wird in der versiegelten Kammer eingeschlossen und gelöscht, statt nach außen abgeführt zu werden
- Versiegelte Kontakte sind von Feuchtigkeit, Staub und korrosiven Atmosphären isoliert, sodass der Durchgangswiderstand nicht mit der Umgebungsluft driftet
- Hochtemperaturmaterialien und eine robuste, lichtbogengekapselte Bauweise
- Schutzart bis IP67 und darüber bei versiegelten Versionen
Wo die Bauteile eingesetzt werden
Im gesamten New-Energy-Sektor übernehmen die Relais Leistungsschutz, Automatisierung, Fernschaltung, Messung und Isolation. Die wiederkehrenden Anwendungen gliedern sich wie folgt.
Elektro- und Hybridfahrzeuge
In einem Elektro- oder Hybridfahrzeug sitzt das HVDC-Schütz im Lade- und Entladepfad der Batterie. Es öffnet bei einem Fehler, Kurzschluss oder thermischen Ereignis, um den Akku zu isolieren, bevor sich der Fehler ausbreitet, und es schaltet Hochleistungs-Nebenaggregate – Klimaanlage, elektrische Servolenkung, Bremssysteme, Pumpen und den Fahrmotor. Ein schnelles, gekapseltes Isolationsereignis begrenzt sowohl den Reparaturumfang als auch die in den Fehler freigesetzte Energie.
Ladeinfrastruktur
In einer Ladesäule arbeitet das Schütz mit dem Laderegler zusammen, um die Zuleitung bei abgerechnetem Laden zu verbinden und zu trennen, und um bei Überladung, Stromschlag oder Leckstrom zu öffnen, die durch Missbrauch oder einen nachgeschalteten Fehler entstehen.
Photovoltaik-Erzeugung
PV-Strings nutzen die Relais in Überwachungs- und Isolierschaltungen, sodass ein gealtertes, beschädigtes oder kurzgeschlossenes Modul getrennt werden kann, statt die Leistung seines gesamten Strings herunterzuziehen. Fernschaltung ermöglicht es der Wartung, einen Abschnitt zu isolieren, ohne Personal unter Gleichspannung zu gefährden, und begrenzt den Fehler auf das betroffene Modul.
Batterie-Energiespeicher
In BESS-Racks schalten die Schütze zwischen Teilsystemen um, sitzen in Leckstrom-Erfassungsschleifen, schützen Bänke vor Überspannung und realisieren die Trennung bei Überladung und Tiefentladung.
Auswahlhinweise
Die Auswahl eines Gleichstromschützes ist weitgehend eine Frage der Lichtbogenenergie. Beim Öffnen unter Spannung und Last versucht die im Stromkreis gespeicherte induktive und kapazitive Energie, den Lichtbogen aufrechtzuerhalten; wenn er erneut zündet oder aus der Kammer entweicht, nimmt die nachgeschaltete Elektronik die Energie auf. Die Wasserstofffüllung hält den Kontaktzustand mit dem Alter stabil, während das Magnetfeld den Lichtbogen dehnt und kühlt, bis er im versiegelten Gehäuse erlischt. In der Praxis arbeiten Sie vier Punkte der Reihe nach ab: maximale Dauerlastspannung und -strom; den ungünstigsten Fehler, den das Schütz unterbrechen muss; die Schutzart, die die Montageumgebung verlangt; sowie Spulenansteuerung und mechanisches Gehäuse. Footprint und Geräuschemission folgen aus der versiegelten Bauweise, statt eigene Designziele zu sein.
Über SHR AUTOSENSOR
SHR AUTOSENSOR TECH LIMITED (SHR AUTOSENSOR) fertigt Hochspannungs-Reed-Relais, quecksilberbenetzte Relais und Hochspannungs-DC-Schütze. Kontakt: [email protected] | +86 13761571029 | www.reed-relay.com