Qual è il metodo di raffreddamento ad arco di un relè contattore?

In qualità di fornitore leader di relè contattori, mi viene spesso chiesto informazioni sui metodi di estinzione dell'arco utilizzati in questi componenti elettrici essenziali. L'estinzione dell'arco è un processo cruciale nei relè contattori, poiché aiuta a garantire il funzionamento sicuro e affidabile dei circuiti elettrici estinguendo rapidamente l'arco elettrico che si forma quando i contatti di un relè si aprono o si chiudono.

Comprendere l'arco elettrico nei relè contattori

Prima di approfondire i metodi di estinzione dell'arco, è importante capire cos'è un arco elettrico e perché si forma nei contattori ausiliari. Quando i contatti di un relè si aprono o si chiudono, c'è un breve momento in cui la corrente elettrica tenta di colmare lo spazio tra i contatti. Ciò fa sì che l'aria tra i contatti si ionizzi, creando un percorso conduttivo attraverso il quale può fluire la corrente. Questo percorso conduttivo è noto come arco elettrico.

L'arco elettrico può causare diversi problemi in un contattore. Innanzitutto, può generare una notevole quantità di calore, che può danneggiare i contatti e altri componenti del relè. In secondo luogo, l'arco può provocare l'erosione dei contatti, con conseguente diminuzione della loro durata. Infine, l'arco può produrre interferenze elettromagnetiche (EMI), che possono influenzare le prestazioni di altri dispositivi elettrici nelle vicinanze.

Metodi di estinzione dell'arco

Esistono diversi metodi utilizzati per spegnere l'arco elettrico nei relè contattori. Ciascun metodo presenta vantaggi e svantaggi e la scelta del metodo dipende dall'applicazione specifica e dai requisiti del relè.

1. Estinzione dell'arco con getto d'aria

L'estinzione dell'arco d'aria è uno dei metodi più comuni utilizzati nei relè contattori. In questo metodo, un getto d'aria ad alta velocità viene diretto verso l'arco elettrico. Il getto d'aria raffredda l'arco, riduce la temperatura del gas ionizzato e interrompe il percorso conduttivo dell'arco, provocandone l'estinzione.

Il vantaggio dell’estinzione dell’arco ad aria è la sua semplicità e il costo relativamente basso. È efficace anche nell'estinzione degli archi in applicazioni a media e alta tensione. Tuttavia, richiede una fonte di aria compressa, che può aumentare la complessità e il costo del sistema.

2. Tempra dell'arco in bagno d'olio

Nello spegnimento d'arco a bagno d'olio i contatti del teleruttore sono immersi in uno speciale olio isolante. Quando si forma un arco, l'olio assorbe il calore generato dall'arco, raffredda l'arco e si decompone per formare gas. Questi gas aiutano a estinguere l'arco creando un ambiente ad alta pressione attorno all'arco, che ne interrompe il percorso conduttivo.

L'estinzione dell'arco a bagno d'olio è molto efficace nell'estinzione degli archi, anche in applicazioni ad alta tensione e alta corrente. Fornisce inoltre un buon isolamento per i contatti, proteggendoli da eventuali danni. Tuttavia, l'uso dell'olio richiede un'adeguata manutenzione e, se non maneggiato correttamente, sussiste il rischio di perdite d'olio e incendio.

3. Estinzione dell'arco magnetico

L'estinzione magnetica dell'arco utilizza un campo magnetico per deviare l'arco elettrico. Quando si forma un arco, viene applicato un campo magnetico perpendicolare alla direzione dell'arco. Il campo magnetico esercita una forza sull'arco, provocandone l'allungamento e il movimento verso gli scivoli d'arco.

Gli scivoli d'arco sono realizzati in materiale isolante con una serie di piastre metalliche. Man mano che l'arco si sposta negli scivoli, viene diviso in archi più piccoli, che vengono poi raffreddati ed estinti. L'estinzione magnetica dell'arco è ampiamente utilizzata nei contattori relè a bassa e media tensione grazie alla sua elevata efficienza e affidabilità.

4. Estinzione dell'arco sotto vuoto

L'estinzione dell'arco sotto vuoto è un metodo altamente efficiente utilizzato nei moderni relè contattori. In questo metodo, i contatti sono racchiusi in una camera a vuoto. Poiché nella camera a vuoto non sono presenti aria o altri gas, non vi è alcun mezzo per la formazione dell'arco. Quando i contatti si aprono, la corrente si interrompe molto rapidamente e l'eventuale arco che dovesse formarsi si spegne rapidamente per mancanza di un mezzo conduttivo.

L'estinzione dell'arco sotto vuoto offre numerosi vantaggi, tra cui elevata affidabilità, lunga durata dei contatti e bassa manutenzione. È adatto anche per applicazioni ad alta tensione e alta corrente. Tuttavia, il costo di produzione dei relè contattori sottovuoto è relativamente elevato.

Applicazione di metodi di estinzione dell'arco in diversi contattori relè

In qualità di fornitore di relè contattori, offriamo un'ampia gamma di prodotti, ciascuno con il metodo di estinzione dell'arco appropriato per l'applicazione prevista.

Ad esempio, ilKLC1 ​​- D Contattoreè un contattore ad alte prestazioni che viene spesso utilizzato nelle applicazioni industriali. Solitamente utilizza l'estinzione dell'arco magnetico per garantire un funzionamento affidabile ed efficiente. Questo metodo consente al contattore di interrompere rapidamente correnti elevate, rendendolo adatto per applicazioni come il controllo di motori e la distribuzione di energia.

ILContattore CJX2è un contattore economico progettato per applicazioni generiche. Può utilizzare una combinazione di soffiaggio magnetico e spegnimento dell'arco ad aria. Questa combinazione fornisce una soluzione conveniente per le applicazioni in cui i requisiti per l'estinzione dell'arco non sono estremamente elevati, come il controllo dell'illuminazione e il controllo di motori su piccola scala.

ILKLC1 ​​- Contattore Fè un contattore ad alte prestazioni utilizzato per la commutazione di carichi capacitivi. Utilizza spesso l'estinzione dell'arco sotto vuoto per garantire un'estinzione dell'arco rapida e affidabile. Ciò è importante nelle applicazioni di carico capacitivo, poiché le elevate correnti di spunto possono causare archi elettrici significativi se non adeguatamente estinte.

Importanza di scegliere il giusto metodo di spegnimento dell'arco

La scelta del giusto metodo di estinzione dell'arco per un contattore è fondamentale per il funzionamento sicuro e affidabile di un sistema elettrico. Il metodo di estinzione dell'arco sbagliato può portare a guasti prematuri dei contatti, generazione eccessiva di calore e persino incendi elettrici.

Quando si seleziona un contattore relè, è importante considerare la tensione operativa, la corrente e la frequenza del sistema elettrico, nonché il tipo di carico (resistivo, induttivo o capacitivo). Carichi diversi hanno caratteristiche di arco diverse e il metodo di estinzione dell'arco deve essere selezionato per soddisfare queste caratteristiche.

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Riferimenti

• Manuale di ingegneria elettrica, terza edizione, a cura di Richard C. Dorf
• Controllo e protezione dei sistemi di energia elettrica, di J. Arrillaga e NR Watson
• Manuale dei quadri, di ABB Inc.