고전압 인터페이스 릴레이

High-voltage interface relay

고압 인터페이스 계전기, 일명 'k.a.,인터페이스 릴레이:[1][2] 또는 커플링 릴레이 또는 절연 인터페이스[3][4]는 높은 전위차로 인해 직접 연결을 허용하지 않고 서로 격리된 기능 구성 요소 간에 정보 및 전기적 호환성을 제공하도록 설계된 특수한 등급의 전기 릴레이이다.이러한 장치의 일반적인 설계 원리는 릴레이의 입력(컨트롤) 회로와 출력(스위칭) 회로 사이에 있는 특수 갈바닉 절연 모듈입니다.인터페이스 릴레이는 고전압(10-100 kV) 전자 및 전기 물리적 장비의 제어 및 보호 시스템과 고출력 [3][5][6]설비에 널리 사용됩니다.

분류

모든 전자기 릴레이는 입력 회로와 출력 회로 사이에 일정 수준의 절연이 있습니다.그러나 일반적인 릴레이에서는 이 기능이 널리 사용되지 않으므로 기존 릴레이 분류 시스템에서는 고려되지 않습니다.그러나 인터페이스 릴레이에서 입력 회로와 출력 회로 사이의 갈바닉 분리(디커플링) 특성은 상당히 강화되며, 갈바닉 분리의 매개 변수는 이 릴레이에 의해 수행되는 기능의 관점에서 가장 중요합니다.반면에, 스위칭 용량과 관련된 매개 변수는 2차적이며 동일한 수준의 갈바닉 디커플링을 가진 인터페이스 릴레이에서 크게 달라질 수 있습니다.

이와 관련하여 인터페이스 릴레이를 기존의 일반 릴레이 클래스로 분류하는 것은 논쟁의 여지가 있습니다.오히려 전기 릴레이의 별도 등급으로 분류하고 갈바닉 디커플링[1][4] 유닛의 특성에 따라 분류하는 것이 더 적절해 보입니다.

절연 전압 레벨별:

  • 낮은 레벨(10kV까지)
  • 중간 레벨(10~100kV)
  • 높은 수준(100kV 이상)

갈바닉 절연 모듈 구성:

  • 광전자의
  • 전자기(진동자)
  • 공기의
  • 무선 주파수
  • 초음파의
  • 전기 가수의
  • 기계적인 전송으로.

작동(잠금) 속도 기준:

  • 초고속(최대 100μsec)
  • 빠른 속도(100μsec ~ 3ms)
  • 관성(3ms 이상)

이러한 분류는 임의적으로 보일 수 있지만, 인터페이스 릴레이가 수행하는 기능에 중요한 영향을 미치는 인터페이스 릴레이의 가장 중요한 특성을 충분히 반영합니다.

광전자 인터페이스 릴레이

광전자 인터페이스 릴레이HV 절연체는 서로 다른 전위에서 회로의 디커플링을 제공합니다.

인터페이스 릴레이 기술의 발전 추세는 인터페이스 릴레이의 일반적인 설계 원리로 광 절연체의 사용을 제안합니다.광-절연체는 LED와 포토 트랜지스터(또는 포토사이리스터 또는 포토다이오드) 또는 램프와 포토 저항의 측면에서 구현될 수 있습니다.광전자 인터페이스 릴레이의 예는 그림에 나와 있습니다.투명한 고전압 절연 장벽은 최대 5-7kV의 전위차에서 회로를 갈바닉적으로 격리합니다.높은 전압의 경우 광섬유를 사용합니다. 광섬유의 길이는 전압 레벨에 따라 수십 센티미터에서 수 미터까지 걸릴 수 있습니다.

비판

광전자 시스템의 가장 중요한 특성은 노이즈 견고성과 전자기장에 대한 불감증이라는 것에 동의합니다.그러나 이러한 시스템은 광섬유 라인 및 출력 액추에이터 외에도 일반적으로 마이크로 회로를 기반으로 하는 송신 측의 광 펄스 소스와 수신 측의 증폭기를 포함합니다.바로 트리거 레벨이 낮은 이러한 요소들이 고전압 전원 장비의 펄스 노이즈(간섭, 전압 스파이크 및 방전)에 의해 손상되어 광전자 [1]시스템의 주요 이점을 잃게 됩니다.게다가, 광섬유 자체는 전리방사선과 외부 기계적 충격의 심각한 부정적인 영향을 받습니다 (군사적 응용에서 매우 중요합니다).이러한 시스템의 입력 및 출력 회로 배치는 넓은 간격(긴 광섬유 필요)이 필요하며, 이는 인터페이스 유닛의 전체적인 크기를 증가시킵니다.인터페이스 릴레이에서 광전자 갈바닉 디커플링 모듈을 선호하는 것이 항상 보장되는 것은 아니며 설계 엔지니어의[1] 고정관념적 사고의 결과일 뿐입니다.

리드 스위치 기반 HV 인터페이스 릴레이

75 kV 리드 스위치 기반 인터페이스 릴레이(gerkotron) 1 – 유전체 유리로 형성된 주 절연체의 HV 부분; 2 – 플랜지; 3 – HV와 LV 사이의 주 분리 부분; 4 – LV 부분; 5,6 – 내부 및 외부 나사산, 7 – 제어 권선, 8 – 강자성 코어, 9 – 리드 스위치, 10 – 리드 스위치 회전용 캡슐, 11 – 캡슐 10의 외부 표면 및 주 절연체 4의 LV 부분 내부 표면의 코팅 수행, 12 – LV 부싱, 13 – 리드 스위치 마운팅 플레이트, 14 – HV 부싱, 15 – 리드 스위치 위치 고정소자; 16 – 유전체 너트; 17 – 구리 분말을 포함한 에폭시 화합물의 하부층(60-70%); 18 – 유전체 에폭시 수지.

특수한 종류의 고전압(HV) 인터페이스 릴레이(위에서 설명한 기존 분류에 해당하지 않음)를 거코트로네라고[1][4] 합니다. 오른쪽 그림을 참조하십시오.Vladimir Gurevich에 의해 설계 및 개발되었으며 다른 유형의 인터페이스 릴레이보다 많은 이점을 제공합니다.여기에는 설계 간소화, 기계적, 환경적 및 운영상의 견고성, 신뢰성 및 상대적으로 저렴한 비용이 포함됩니다.게르코트로네의 또 다른 중요한 장점은 HV 버스에 직접 설치할 수 있다는 것입니다. 이는 보호 시스템의 치수를 최소화합니다(장시간 광섬유를 필요로 하는 앞서 언급한 광전자 인터페이스와 달리).

이러한 장점은 게르코트론이 온보드, 모바일 및 고정식 강력한 무선 전자 장비,[1] 전기 [3]네트워크의 릴레이 보호 및 자동화 시스템, 전기 물리적 설비, 전력 변환기 [4]기술 등의 상업 및 군사 응용 분야에서 광범위하게 사용되도록 명령합니다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f Gurevich, Vladimir (2003). Protection Devices and Systems for High-Voltage Applications. Marcel Dekker. ISBN 9780824740566.
  2. ^ Krivtsov, Vasiliy; et al. (1990). "Interface Relays". Electrical Engineering. 61: 71–75.
  3. ^ a b c Gurevich, Vladimir (2005). Electric Relays: Principles and Applications. CRC Press (Taylor & Francis Group). ISBN 9780849341885.
  4. ^ a b c d Gurevich, Vladimir (2008). Electronic Devices on Discrete Components for Industrial and Power Engineering. CRC Press (Taylor & Francis Group). ISBN 9781420069822.
  5. ^ "Interface relays and Optocouplers R600 Series" (PDF). ABB Corporation.
  6. ^ Hasse, Peter (2000). Overvoltage Protection of Low Voltage Systems. Institution of Engineering and Technology. ISBN 978-0852967812.