Voltaje de arco en los contactos del relé cuando la carga está apagada

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Los contactos del relé (no la bobina del relé) están conectados en serie con caldera de agua (2kW) y toma de corriente de CA (220 V, 50 Hz). De repente, el relé detiene su funcionamiento debido al arco eléctrico que aparece continuamente al conmutar un dispositivo eléctrico de alta potencia.

La pregunta es la siguiente. ¿Qué es el voltaje aproximado (EMF), que aparece en los contactos de conmutación del relé?

Además, la hoja de datos del relé se puede encontrar aquí .

P.S. Mi colega me dice que el cable no tiene ninguna inductancia, pero no estoy de acuerdo. El cable tiene una longitud de 5 m, por lo que la inductancia aproximada es igual a L = 8444nH, luego U = L * dI / dt. dI y dt son desconocidos y ni siquiera puedo imaginar valores aproximados.

P.S. Si alguien tomó la medida para este tipo de situación utilizando un osciloscopio, ¡comparta sus resultados!

    

2 respuestas

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Si te preocupa el EMF inductivo, podemos calcularlo. Supongamos que vamos de 10 A a cero en 1 ms. Este parece ser un valor de tiempo mínimo razonable, ya que el contactor es mecánico y la red eléctrica está solo en el valor máximo para una fracción de cada medio ciclo de todos modos. Supongamos también que su valor de 8 uH es correcto. (No voy a comprobarlo).

$$ V = L \ frac {di} {dt} = 8 \ times 10 ^ {- 6} \ frac {10} {10 ^ {- 3}} = 8 \ times 10 ^ {- 2} = 80 ~ mV $$

No creo que necesites preocuparte por eso.

Figura1.(izquierda)Contactosprístinosdeunrelé(derecha)Loscontactoscasidestruidosdeunreléoperadobajopotenciadurantecasi100,000ciclos.Fuente:Wikipedia Supresión de arco .

El desgaste del contacto provendrá del arco y el área de contacto y la presión disminuidas a medida que los contactos se abren y se cierran. Se generará calor adicional en este momento.

Actualizar (después de la hoja de datos suministrada por OP):

Figura2.Extractode hoja de datos .

Ese relé es demasiado pequeño a pesar de las especificaciones del fabricante. ¿Cómo puedo saber? ¡Falló!

Tenga en cuenta que con una resistencia de contacto de 100 mΩ (y no de 100 MΩ como se indica), a los 10 A tendrá \ $ P = I ^ 2R = 10 ^ 2 \ veces 0.1 = 10 ~ W \ $ disipados por los contactos. Esa resistencia de contacto se cotiza a 6 V, por lo que probablemente sea el peor de los casos, pero da una idea de las dificultades que el dispositivo soporta

En segundo lugar, ya que es una bobina de CC supongo que la está cambiando electrónicamente y tiene un diodo amortiguador en la bobina. Esto ralentizará el lanzamiento y aumentará el problema dramáticamente.

Dígale a su colega que la inductancia no es el problema aquí.

Comentario de OP:

  

De todos modos, no puedo estar de acuerdo con la prueba [sic] de thansistor, porque los cálculos no han tenido en cuenta el valor real de la inductancia, que es desconocido para el circuito eléctrico completo ...

OK. ¿Cuál es la impedancia de suministro? Una rápida búsqueda en la web me llevó a un sitio para entusiastas del audio, Acoustica . (Estos chicos se preocupan por todo.)

  

Uno de los factores que los cómics de alta fidelidad pasan por alto con frecuencia es que la red eléctrica no es infinitamente poderosa; más específicamente, puede mostrar una gran renuencia a suministrar suficientes electrones. A veces, queda la impresión de que podría tener toda la salida de SIzewell B [una central nuclear británica] en funcionamiento si compra un cable de alimentación lo suficientemente grande. En el color de este año, por supuesto ...

     

No es necesariamente así; Ni siquiera está cerca. IEC725: 1981 modela la fuente de alimentación doméstica europea con una impedancia de (0.4 + j0.25) ohmios. Sorprendentemente, la medición muestra que el Reino Unido está de acuerdo con o, de alguna manera, mejora el modelo en general, en algo así como (0.25 + j0.23) ohmios. ¿Qué significa eso realmente? Es una definición que incluye la resistencia real de la red de distribución y el cableado hasta el zócalo, estimada en 0.25ohms, más el componente reactivo (j), que permite la capacitancia y la inductancia del cableado. La impedancia está dominada por la inductancia, y equivale a aproximadamente 0.23ohms en el Reino Unido, para una impedancia de suministro neta de casi 0.5ohms a 50Hz.

No he verificado estos números, pero consideremos que la inductancia de la red de suministro de su calentador de agua tiene una impedancia inductiva de 0.25 Ω. Podemos calcular la inductancia de la siguiente manera:

$$ L = \ frac {X_L} {2 \ pi f} = \ frac {0.25} {2 \ pi 50} = 8 \ veces 10 ^ {- 4} ~ H $$

Conectándolos de nuevo a nuestra primera ecuación e ignorando \ $ 8 \ veces 10 ^ {- 6} ~ H \ $ del cableado del calentador que obtenemos:

$$ V = L \ frac {di} {dt} = 8 \ times 10 ^ {- 4} \ frac {10} {10 ^ {- 3}} = 8 ~ V $$

Creo que puedes decirle a tu colega que todavía estamos bien. La inductancia no es el problema.

Nunca antes he visto este problema, así que avísame si me he perdido algo.

Enlaces

Hay otra referencia a IEC 725: 1981 en La Influencia de la Fuente Impedancia en Electricidad Caracterización de las fuentes de iluminación de estado sólido por D. Zhao y G. Rietveld, VSL, Instituto Holandés de Metrología debajo de la ecuación (6) en la página 3. Esto utiliza el mismo 0.4 + 0.25j Ω que la fuente Acoustica.

    
respondido por el Transistor
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El relé suena pegajoso, a menos que su carga sea inductiva y resistiva (alambre enrollado). Además, verifique que el circuito del controlador funcione correctamente con respecto al voltaje y amp; Corriente a la bobina. Otra posibilidad es que la bobina del relé pueda tener un devanado en cortocircuito.

    
respondido por el Michael Rinkle

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