SAIC Relais – 5 p C00000041 für MAXUS V80

Die Relaisprüfung ist ein Schlüsselelement intelligenter Prepaid-Stromzähler. Ihre Lebensdauer bestimmt maßgeblich die Lebensdauer des Stromzählers. Die Funktionsfähigkeit des Relais ist daher für den Betrieb intelligenter Prepaid-Stromzähler von entscheidender Bedeutung. Allerdings gibt es zahlreiche in- und ausländische Relaishersteller, die sich hinsichtlich Produktionsumfang, technischem Niveau und Leistungsparametern stark unterscheiden. Aus diesem Grund benötigen Stromzählerhersteller für die Prüfung und Auswahl von Relais geeignete Prüfgeräte, um die Qualität ihrer Stromzähler zu gewährleisten. Gleichzeitig hat State Grid die Stichprobenprüfung der Relais-Leistungsparameter in intelligenten Stromzählern verstärkt und benötigt entsprechende Prüfgeräte, um die Qualität von Stromzählern verschiedener Hersteller zu überprüfen. Allerdings beschränken sich die Relais-Prüfgeräte oft auf einzelne Prüfpunkte, der Prüfprozess lässt sich nicht automatisieren, die Prüfdaten müssen manuell verarbeitet und analysiert werden, und die Prüfergebnisse weisen eine gewisse Zufälligkeit und künstliche Verzerrung auf. Darüber hinaus ist die Detektionseffizienz gering und die Sicherheit kann nicht gewährleistet werden [7]. In den letzten zwei Jahren hat das staatliche Stromnetz die technischen Anforderungen an Stromzähler schrittweise standardisiert und entsprechende Industriestandards und technische Spezifikationen formuliert. Dies führte zu einigen technischen Schwierigkeiten bei der Relaisparametererkennung, beispielsweise bei der Last-Ein- und -Ausschaltfähigkeit des Relais und der Prüfung der Schaltcharakteristik. Daher ist die Entwicklung eines Geräts zur umfassenden Erfassung der Relaisleistungsparameter dringend erforderlich [7]. Gemäß den Anforderungen an die Prüfung der Relaisleistungsparameter lassen sich die Prüfpunkte in zwei Kategorien einteilen: Prüfpunkte ohne Laststrom, wie Schaltwert, Kontaktwiderstand und mechanische Lebensdauer, und Prüfpunkte mit Laststrom, wie Kontaktspannung, elektrische Lebensdauer und Überlastfähigkeit. Die wichtigsten Prüfpunkte werden im Folgenden kurz erläutert: (1) Schaltwert: Die für den Relaisbetrieb erforderliche Spannung. (2) Kontaktwiderstand: Der Widerstandswert zwischen den beiden Kontakten im geschlossenen Zustand. (3) Mechanische Lebensdauer: Die Anzahl der Schaltvorgänge des Relais im unbeschädigten Zustand. (4) Kontaktspannung. Beim Schließen des elektrischen Kontakts fließt ein bestimmter Laststrom durch den Kontaktkreis, und es entsteht ein bestimmter Spannungswert zwischen den Kontakten. (5) Elektrische Lebensdauer. Bei Anlegen der Nennspannung an beide Enden der Relais-Ansteuerspule und Anlegen der Nennlast im Kontaktkreis beträgt die Schaltfrequenz weniger als 300 Schaltzyklen pro Stunde und das Tastverhältnis 1:4. Dies entspricht der Anzahl der zuverlässigen Schaltzyklen des Relais. (6) Überlastfähigkeit. Wird an beiden Enden der Treiberspule des Relais die Nennspannung angelegt und die Kontaktschleife mit dem 1,5-Fachen der Nennlast beaufschlagt, lassen sich bei einer Schaltfrequenz von (10±1) Schaltvorgängen/min zuverlässige Schaltzeiten des Relais erreichen [7]. Relais lassen sich beispielsweise nach Eingangsspannung (Drehzahl-, Strom-, Zeit-, Druckrelais usw.), nach Funktionsprinzip (elektromagnetische, induktive, elektrische und elektronische Relais usw.), nach Verwendungszweck (Steuer- und Schutzrelais usw.) und nach Art der Eingangsgröße (Mess- und Steuerrelais) unterteilen. [8] Relais, die auf dem Vorhandensein oder Fehlen eines Eingangssignals basieren, arbeiten nicht, wenn kein Eingangssignal anliegt, und schalten nur bei Anliegen eines Eingangssignals. Beispiele hierfür sind Zwischenrelais, Universalrelais und Zeitrelais. [8] Messrelais hingegen reagieren auf Änderungen des Eingangssignals. Das Eingangssignal ist im Betrieb stets vorhanden; das Relais schaltet erst, wenn ein bestimmter Wert erreicht wird. Beispiele hierfür sind Stromrelais, Spannungsrelais, Thermorelais, Drehzahlrelais, Druckrelais und Füllstandsrelais. [8] Elektromagnetische Relais: Schematische Darstellung des Aufbaus eines elektromagnetischen Relais. Die meisten in Steuerschaltungen verwendeten Relais sind elektromagnetische Relais. Elektromagnetische Relais zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau, einen niedrigen Preis, einfache Bedienung und Wartung, geringe Kontaktkapazität (in der Regel unter 1 A), eine hohe Anzahl an Kontakten, den Verzicht auf Haupt- und Hilfsanschlüsse sowie auf eine Lichtbogenlöscheinrichtung, geringe Größe, schnelle und präzise Ansprache, sensible Steuerung und hohe Zuverlässigkeit aus. Sie finden breite Anwendung in Niederspannungs-Steuerungssystemen. Zu den gängigen elektromagnetischen Relais gehören Stromrelais, Spannungsrelais, Zwischenrelais und verschiedene kleine Universalrelais. [8] Elektromagnetische Relais ähneln in Aufbau und Funktionsprinzip einem Schütz und bestehen hauptsächlich aus einem elektromagnetischen Mechanismus und Kontakten. Sie sind sowohl für Gleich- als auch für Wechselstrombetrieb geeignet. An beiden Enden der Spule wird eine Spannung oder ein Strom angelegt, um eine elektromagnetische Kraft zu erzeugen. Ist diese Kraft größer als die Federkraft, wird der Anker angezogen und die Öffner- und Schließerkontakte werden betätigt. Sinkt die Spannung oder der Strom in der Spule ab oder fällt er ab, wird der Anker freigegeben und der Kontakt zurückgesetzt. [8] Thermische Relais werden hauptsächlich zum Überlastschutz elektrischer Geräte (vor allem Motoren) eingesetzt. Sie arbeiten nach dem Prinzip der Stromerwärmung und ermöglichen Überlastung durch inverse Zeitkennlinien. Thermische Relais werden hauptsächlich zusammen mit Schützen verwendet und dienen dem Überlast- und Phasenausfallschutz von Drehstrom-Asynchronmotoren. Im praktischen Betrieb treten häufig elektrische oder mechanische Probleme wie Überstrom, Überlastung und Phasenausfall auf. Ist der Überstrom geringfügig, von kurzer Dauer und überschreitet die Wicklungstemperatur den zulässigen Wert nicht, ist er zulässig. Ein schwerwiegender und lang anhaltender Überstrom beschleunigt jedoch die Isolationsalterung des Motors und kann ihn sogar zerstören. Daher muss im Motorstromkreis eine Motorschutzeinrichtung installiert sein. Es gibt viele gängige Motorschutzeinrichtungen, wobei das thermische Plattenrelais am häufigsten zum Einsatz kommt. Thermische Plattenrelais sind dreiphasig und in zwei Ausführungen erhältlich: mit und ohne Phasenunterbrechungsschutz. [8] Zeitrelais dienen der Zeitsteuerung in Steuerschaltungen. Es gibt zahlreiche Arten von Zeitrelais, die sich nach ihrem Funktionsprinzip in elektromagnetische, luftgedämpfte, elektrische und elektronische Relais unterteilen lassen. Je nach Verzögerungsmodus unterscheidet man zwischen Leistungsverzögerungs- und Leistungsverzögerungsverzögerungsrelais. Das luftgedämpfte Zeitrelais nutzt das Prinzip der Luftdämpfung zur Zeitverzögerung und besteht aus einem elektromagnetischen Mechanismus, einem Verzögerungsmechanismus und einem Kontaktsystem. Der elektromagnetische Mechanismus ist ein direktwirkender Doppel-E-Typ-Eisenkern, das Kontaktsystem verwendet einen I-X5-Mikroschalter und der Verzögerungsmechanismus einen Airbag-Dämpfer. [8] Zuverlässigkeit 1. Einfluss der Umgebung auf die Relaiszuverlässigkeit: Die durchschnittliche Ausfallzeit von Relais, die in GB und SF betrieben werden, ist mit 820.000 h am höchsten, während sie in NU-Umgebung nur 600.000 h beträgt. [9] 2. Einfluss der Qualitätsklasse auf die Relaiszuverlässigkeit: Bei Auswahl von Relais der Qualitätsklasse A1 kann die durchschnittliche Ausfallzeit 3.660.000 h erreichen, während die durchschnittliche Ausfallzeit von Relais der Qualitätsklasse C bei 110.000 h liegt, was einem Unterschied um das 33-Fache entspricht. Es zeigt sich, dass die Qualitätsklasse von Relais einen großen Einfluss auf ihre Zuverlässigkeit hat. [9]3. Einfluss der Relaiskontaktform auf die Zuverlässigkeit: Die Relaiskontaktform beeinflusst die Zuverlässigkeit. Einpolige Relais sind zuverlässiger als zweipolige Relais mit gleicher Kontaktanzahl. Die Zuverlässigkeit nimmt mit zunehmender Kontaktanzahl ab. Die durchschnittliche Zeit zwischen Ausfällen (TBF) ist bei einem einpoligen einpoligen Umschalter 5,5-mal höher als bei einem zweipoligen Relais mit vier Kontakten. [9]4. Einfluss der Bauart auf die Relaiszuverlässigkeit: Es gibt 24 verschiedene Relaisbauarten, die jeweils Einfluss auf die Zuverlässigkeit haben. [9]5. Einfluss der Temperatur auf die Relaiszuverlässigkeit: Die Betriebstemperatur von Relais liegt zwischen -25 °C und 70 °C. Mit steigender Temperatur sinkt die TBF. [9]6. Einfluss der Schaltfrequenz auf die Relaiszuverlässigkeit: Mit zunehmender Schaltfrequenz sinkt die TBF exponentiell. Wenn die geplante Schaltung ein Relais mit sehr hoher Schaltfrequenz erfordert, muss dieses bei der Wartung sorgfältig geprüft werden, um es gegebenenfalls rechtzeitig austauschen zu können. [9]7. Einfluss des Stromverhältnisses auf die Relaiszuverlässigkeit: Das sogenannte Stromverhältnis ist das Verhältnis des Betriebsstroms des Relais zum Nennstrom. Es hat einen großen Einfluss auf die Relaiszuverlässigkeit. Insbesondere bei einem Stromverhältnis über 0,1 sinkt die mittlere Zeit zwischen Ausfällen rapide, während sie bei einem Verhältnis unter 0,1 nahezu konstant bleibt. Daher sollte bei der Schaltungsauslegung eine Last mit höherem Nennstrom gewählt werden, um das Stromverhältnis zu reduzieren. Dadurch wird die Zuverlässigkeit des Relais und der gesamten Schaltung nicht durch Schwankungen des Betriebsstroms beeinträchtigt.