La barrera de aislamiento debe resistir y la ruta de fallo debe cerrarse rápidamente
En equipos de alta tensión, la protección del operador se basa en una barrera de aislamiento entre el riel de AT y cada superficie metálica expuesta, y en la capacidad de eliminar esa tensión en el instante en que aparece un fallo. Ese requisito es el mismo para equipos de distribución, fixtures de prueba y sondas manuales: ante un fallo, la alimentación de AT debe abrirse sin demora.
En la práctica, la secuencia son dos acciones a la vez: el circuito de AT se desconecta y, en el mismo movimiento, se conecta a tierra para que la energía almacenada pueda disiparse. Un conjunto de contactos abre el riel mientras otro conjunto se cierra a tierra, una secuencia de seguridad de cierre antes de apertura cuya fiabilidad depende únicamente del dispositivo de conmutación que la transporta a niveles de kilovoltios.
Por qué un contacto reed sellado se adapta a este servicio
Los relés reed de alta tensión utilizan contactos de tungsteno sellados herméticamente, adecuados para esta función por varias razones concretas. En una construcción típica, el interruptor reed funciona en menos de 6 ms y se ofrece con una tensión de ruptura de hasta 15 kVDC según el tipo de cápsula; la corriente de conmutación de los contactos es de 3 A con un límite de corriente continua de 5 A, y las formas de contacto disponibles permiten que un relé combine las funciones de apertura de AT y de puesta a tierra. Conviene mantener separadas las dos cifras de tensión: la tensión de ruptura es un límite de resistencia, no la tensión que el contacto debe conmutar de forma continua; la línea HVR conmuta hasta 10 kVDC aunque las cápsulas se rompan a 15 kVDC.
El montaje abarca tanto el cableado a nivel de placa como el de bastidor: orificios pasantes en PCB para un diseño integrado y cable de alta tensión para construcciones punto a punto en bastidores de potencia. El tiempo de accionamiento es de unos 3 ms y el de liberación de unos 1.5 ms, lo bastante rápido para seguir una señal de fallo. El encapsulado de epoxi mantiene la resistencia de aislamiento en 1012 Ω y una distancia de fuga superior a 32 mm, los dos parámetros que mantienen la barrera intacta durante la vida útil.
Cobertura de la serie HVR para fuentes de alimentación y sistemas de prueba
La serie HVR abarca versiones de tensión soportada de 4 kV / 5 kV / 6 kV / 10 kV / 15 kV / 20 kV. Cifras destacadas:
- Tensión de conmutación de contactos hasta 10 kVDC
- Corriente de conmutación 3 A; corriente continua máxima 5 A
- Opciones de corriente pulsada de 5 A / 10 A / 20 A
- Resistencia de aislamiento de 10 TΩ o superior
- Múltiples formas de contacto; montaje pasante en PCB o por cable de AT
- Operación 3 ms, liberación 1,5 ms
En una fuente de alimentación de AT, estos relés conmutan la salida, la dirigen entre cargas y, en caso de fallo, la abren y la ponen a tierra. En un sistema de pruebas de AT, conectan y liberan el DUT, aíslan el front-end de medición y proporcionan la ruta de descarga que permite al operador tocar el dispositivo con seguridad una vez finalizado el ciclo.
Los contactos de tungsteno se eligen por lo que ocurre en la ruptura. El tungsteno resiste el arco de una carga reactiva de alta tensión, y el sellado hermético evita que la cara del contacto se oxide o se erosione en el aire, por lo que el contacto sigue rompiendo limpiamente a nivel de kilovoltios después de un gran número de ciclos, donde un contacto electromecánico expuesto al aire se desviaría. Ese comportamiento repetible de ruptura y puesta a tierra es la propiedad que importa en un enclavamiento de seguridad; la velocidad bruta por sí sola no ayuda si el contacto abierto no puede contener el riel.
Conclusión de selección
Tanto para fuentes de AT como para bancos de pruebas de AT, la decisión sobre el relé se reduce a ajustar cuatro valores al diseño: la tensión de conmutación continua (no la cifra de ruptura más alta), la corriente de conmutación frente a la corriente pulsada, las líneas de fuga y la resistencia de aislamiento que necesita la barrera, y el tiempo de operación/liberación que permite el presupuesto de respuesta ante fallos. Especificado con esos valores, un relé reed de tungsteno sellado cubre tanto la conmutación rutinaria como la secuencia de desconexión y puesta a tierra en caso de fallo sin necesidad de un segundo dispositivo en la ruta.
Acerca de SHR AUTOSENSOR
SHR AUTOSENSOR TECH LIMITED (SHR AUTOSENSOR) fabrica relés reed de alta tensión, relés de contactos humedecidos con mercurio y contactores de CC de alta tensión. Contacto: [email protected] | +86 13761571029 | www.reed-relay.com