施耐德固态继电器短路和过流

施耐德固态继电器在实际使用的很多情况下,经常由于负载侧的短路而发生施耐德固态继电器的损坏,这是广大电气工程师在设计时常碰到的问题。

施耐德固态继电器的故障问题,常见的主要有过热、过流过压这两种。当施耐德固态继电器发生这两种故障问题了,就会对测量结果有影响,需要操作者及时的找到故障原因,才能够更好的解决。

1、施耐德固态继电器发热原因:

施耐德固态继电器即在正常工作的时候,在其内部芯片上存在一定的功率损耗,这个损耗功率主要由施耐德固态继电器输出电压降与负载电流乘积决定,以发热的形式消耗掉。因此散热的好坏直接影响到施耐德固态继电器工作的可靠性,优良的热学设计可避免由于散热不良造成的失败和损坏。

2、施耐德固态继电器过流过压的原因:

在继电器使用时,因过流和负载短路会造成SSR施耐德固态继电器内部输出可控硅永久损坏,可考虑在控制回路中增加快速熔断器和空气开关予以保护型(选择继电器应选择产品输出保护,内置压敏电阻吸收回路和RC缓冲器,可吸收浪涌电压和提高dv/dt耐量);快速熔断器和空气开关,是通用的过电流保护方法。快速熔断器可按额定工作电流的1.2倍选择,一般小容量可选用保险丝。特别注意负载短路,是造成SSR产品损坏的主要原因。

短路和过流有两种保护方法:
一、施耐德固态继电器快速熔断保险丝选择

施耐德固态继电器的制造商会在样本里标明一个参数,表明半导体闸流管可以承受的最大电流vs时间。通常这个参数为“熔断用最大I2t”(安培平方秒)。

选择快速熔断保险丝通常要考虑以下几个方面:

1. 保险丝的电压等级。

2. 保险丝的电流等级(需要考虑额定负载时、启动电流、工作温度等)。

3. 保险丝的I2t等级。

4. 施耐德固态继电器的I2t等级。

保险丝的I2t等级必须要比施耐德固态继电器的I2t等级低,且高于负载的浪涌电流。

对于月盛公司SSR系列,50A熔断用最大I2t为3000,90A熔断用最大I2t为7560。相对应的快熔保险丝:I《50A, I2t《3000; I《90A, I2t《7560。

由于目前真正的快速熔断器的售价很高,甚至价格高于施耐德固态继电器本身的价格,所以目前在国内市场基本上使用普通的保险丝(个别情况是标称是速断型,但是最关键的参数I2t不标示出来,)来保护固态。在配合不当时,往往施耐德固态继电器熔断的时间比一般保险丝的熔断时间要快的多,所以经常发生固态损坏后保险丝还没有动作,所以一般的保险丝根本不能起到保护固态的作用。

施耐德Osmart C32N B型断路器的选择
另一种方案就是使用施耐德Osmart C32N B曲线的断路器来保护施耐德固态继电器,经过大量试验C32N B曲线的断路器在负载端短路的时候也能保护施耐德固态继电器。其脱扣曲线见下图。

C32N B特性脱扣曲线

由上图我们可以看出当电流达到断路器额定电流的3-5倍时,断路器的脱扣时间是11ms-21ms,月盛公司SSR系列10A、25A、50A、90A的固态在20ms的时间内能承受的最大电流分别是380A、570A、810A、1290A,分别是额定电流的38倍、27倍、16倍、14倍。所以断路器会在负载短路时能够及时(最慢在21ms之内)跳闸。从而起到保护施耐德固态继电器的作用。

该方法的特点和优势是:既能保护固态,又能在短路故障排除后直接合上断路器,不用更换。这是保险丝无法做到的。

该方案既解决了施耐德固态继电器的保护问题,又解决了快速熔断器的成本过高问题,是一个值得推广的保护方式。

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