रिले संपर्कों की स्थिरता पर आर्क डिस्चार्ज का प्रभाव इतना महान है कि एक इंजीनियर के लिए, सुरक्षात्मक सर्किट की गणना और लागू करने की मूल बातें का ज्ञान बस एक शर्त है।

चिंगारी को रोकने वाली जंजीरें

आर्क डिस्चार्ज द्वारा संपर्कों को होने वाली क्षति को कम करने के लिए, निम्नलिखित का उपयोग किया जाता है:

1. बड़े संपर्क अंतराल (10 मिमी या अधिक तक) और मजबूत संपर्क स्प्रिंग्स द्वारा प्रदान की गई उच्च स्विचिंग गति के साथ विशेष रिले;
2. संपर्कों का चुंबकीय प्रवाह, संपर्क अंतराल के तल में एक स्थायी चुंबक या विद्युत चुंबक स्थापित करके कार्यान्वित किया जाता है। चुंबकीय क्षेत्र चाप की उपस्थिति और विकास को रोकता है और संपर्कों को जलने से प्रभावी ढंग से बचाता है;
3. रिले संपर्कों के समानांतर या लोड के समानांतर स्थापित स्पार्क-बुझाने वाले सर्किट।

रिले के विकास में रचनात्मक उपायों के कारण पहले दो तरीके उच्च विश्वसनीयता की गारंटी देते हैं। इस मामले में, बाहरी संपर्क सुरक्षा तत्वों की आमतौर पर आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन विशेष रिले और चुंबकीय संपर्क उड़ाने काफी विदेशी, महंगे होते हैं और उनके बड़े आकार और ठोस कुंडल शक्ति से अलग होते हैं (संपर्कों के बीच बड़ी दूरी वाले रिले में मजबूत संपर्क स्प्रिंग्स होते हैं)।

औद्योगिक इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग सस्ते मानक रिले पर ध्यान केंद्रित करती है, इसलिए संपर्कों पर आर्क डिस्चार्ज को बुझाने के लिए स्पार्क शमन सर्किट का उपयोग सबसे आम तरीका है।

चावल। 1. प्रभावी सुरक्षा संपर्कों के जीवन को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है:

सैद्धांतिक रूप से, चाप को बुझाने के लिए कई भौतिक सिद्धांतों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन व्यवहार में निम्नलिखित प्रभावी और किफायती योजनाओं का उपयोग किया जाता है:

1. आरसी चेन;
2. रिवर्स डायोड;
3. वैरिस्टर;
4. संयुक्त सर्किट, उदाहरण के लिए, वैरिस्टर + आरसी सर्किट।

सुरक्षात्मक सर्किट शामिल किए जा सकते हैं:

1. आगमनात्मक भार के समानांतर;
2. रिले संपर्कों के समानांतर;
3. संपर्कों के समानांतर और एक ही समय में लोड करें।

अंजीर पर. 1 प्रत्यक्ष धारा पर संचालन करते समय सुरक्षात्मक सर्किट का एक विशिष्ट समावेश दिखाता है।

डायोड सर्किट (केवल डीसी सर्किट के लिए)

स्व-प्रेरण वोल्टेज दमन के लिए सबसे सस्ता और सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला सर्किट। सिलिकॉन डायोड आगमनात्मक भार के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है, जब संपर्क बंद होते हैं और स्थिर स्थिति में होते हैं, तो इसका सर्किट के संचालन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। जब लोड डिस्कनेक्ट हो जाता है, तो एक स्व-प्रेरण वोल्टेज उत्पन्न होता है, जो ऑपरेटिंग वोल्टेज की ध्रुवीयता में उलट होता है, डायोड खुलता है और प्रेरक भार को शंट करता है।

यह नहीं माना जाना चाहिए कि डायोड रिवर्स वोल्टेज को 0.7-1 V के फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप तक सीमित करता है। सीमित आंतरिक प्रतिरोध के कारण, डायोड में वोल्टेज ड्रॉप डायोड के माध्यम से करंट पर निर्भर करता है। शक्तिशाली आगमनात्मक भार दसियों एम्पीयर तक स्पंदित स्व-प्रेरण धाराओं को विकसित करने में सक्षम हैं, जो शक्तिशाली सिलिकॉन डायोड के लिए लगभग 10-20 वी के वोल्टेज ड्रॉप से ​​मेल खाता है। डायोड आर्क डिस्चार्ज को खत्म करने में असाधारण रूप से प्रभावी होते हैं और रिले संपर्कों को किसी भी अन्य स्पार्क दमन सर्किट से बेहतर जलने से बचाते हैं।

फ़्रीव्हीलिंग डायोड चुनने के नियम:

1. डायोड का ऑपरेटिंग करंट और रिवर्स वोल्टेज रेटेड वोल्टेज और लोड करंट के साथ तुलनीय होना चाहिए। 250 वीडीसी तक के ऑपरेटिंग वोल्टेज और 5 ए तक के ऑपरेटिंग करंट वाले लोड के लिए, 1000 वीडीसी के रिवर्स वोल्टेज और 20 ए तक की अधिकतम पल्स करंट के साथ सामान्य 1एन4007 सिलिकॉन डायोड काफी उपयुक्त है;
2. डायोड लीड यथासंभव छोटे होने चाहिए;
3. डायोड को लंबे समय तक कनेक्टिंग तारों के बिना, सीधे आगमनात्मक लोड पर सोल्डर (स्क्रू) किया जाना चाहिए - इससे स्विचिंग प्रक्रियाओं के दौरान ईएमसी में सुधार होता है।

डायोड सर्किट के लाभ:

1. सस्तापन और विश्वसनीयता;
2. सरल गणना;
3. अधिकतम प्राप्य दक्षता.

डायोड सर्किट के नुकसान:

1. डायोड आगमनात्मक भार के टर्न-ऑफ समय को 5-10 गुना बढ़ा देते हैं, जो रिले या संपर्ककर्ता जैसे भार के लिए बहुत अवांछनीय है (संपर्क अधिक धीरे-धीरे खुलते हैं, जो उनके जलने में योगदान देता है), जबकि डायोड सुरक्षा केवल डीसी सर्किट में काम करती है।

यदि एक सीमित अवरोधक को डायोड के साथ श्रृंखला में जोड़ा जाता है, तो टर्न-ऑफ समय पर डायोड का प्रभाव कम हो जाता है, लेकिन अतिरिक्त प्रतिरोधक अकेले सुरक्षात्मक डायोड की तुलना में उच्च रिवर्स वोल्टेज का कारण बनते हैं (ओम के नियम के अनुसार प्रतिरोधक में वोल्टेज गिरता है)।

जेनर डायोड (एसी और डीसी सर्किट के लिए)

एक डायोड के बजाय, लोड के समानांतर एक जेनर डायोड स्थापित किया जाता है, और प्रत्यावर्ती धारा सर्किट के लिए, दो काउंटर-श्रृंखला से जुड़े जेनर डायोड स्थापित किए जाते हैं। ऐसे सर्किट में, रिवर्स वोल्टेज जेनर डायोड द्वारा स्थिरीकरण वोल्टेज तक सीमित होता है, जो लोड ऑफ टाइम पर स्पार्क प्रोटेक्शन सर्किट के प्रभाव को कुछ हद तक कम कर देता है।

जेनर डायोड के आंतरिक प्रतिरोध को देखते हुए, शक्तिशाली आगमनात्मक भार पर रिवर्स वोल्टेज जेनर डायोड के अंतर प्रतिरोध में वोल्टेज ड्रॉप की मात्रा से स्थिरीकरण वोल्टेज से अधिक होगा।

सुरक्षा सर्किट के लिए जेनर डायोड का विकल्प:

1. वांछित क्लैम्पिंग वोल्टेज का चयन किया गया है;
2. जेनर डायोड की आवश्यक शक्ति का चयन स्व-प्रेरण वोल्टेज होने पर लोड द्वारा विकसित पीक करंट को ध्यान में रखते हुए किया जाता है;
3. वास्तविक क्लैम्पिंग वोल्टेज की जाँच की जाती है - इसके लिए एक प्रयोग वांछनीय है, और वोल्टेज को मापते समय ऑसिलोस्कोप का उपयोग करना सुविधाजनक होता है।

जेनर डायोड के लाभ:

1. डायोड सर्किट की तुलना में कम टर्न-ऑफ विलंब;
2. जेनर डायोड का उपयोग किसी भी ध्रुवता के सर्किट में किया जा सकता है;
3. कम बिजली भार के लिए जेनर डायोड सस्ते हैं;
4. सर्किट AC और DC दोनों पर काम करता है।

जेनर डायोड के नुकसान:

1. डायोड सर्किट की तुलना में कम दक्षता;
2. शक्तिशाली भार के लिए महंगे जेनर डायोड की आवश्यकता होती है;
3. बहुत शक्तिशाली भार के लिए, जेनर डायोड वाला एक सर्किट तकनीकी रूप से अवास्तविक है।

वैरिस्टर सर्किट (एसी और डीसी सर्किट के लिए)

मेटल-ऑक्साइड वेरिस्टर में द्विध्रुवी जेनर डायोड के समान वर्तमान-वोल्टेज विशेषता होती है। जब तक सीमित वोल्टेज को आउटपुट पर लागू नहीं किया जाता है, तब तक वेरिस्टर व्यावहारिक रूप से सर्किट से डिस्कनेक्ट हो जाता है और केवल माइक्रोएम्पियर रिसाव धाराओं और 150-1000 पीएफ के स्तर पर एक आंतरिक कैपेसिटेंस द्वारा विशेषता होती है। जैसे-जैसे वोल्टेज बढ़ता है, वेरिस्टर अपने आंतरिक प्रतिरोध के साथ आगमनात्मक भार को शंट करते हुए, सुचारू रूप से खुलने लगता है।

बहुत छोटे आयामों के साथ, वैरिस्टर बड़ी स्पंदित धाराओं का निर्वहन करने में सक्षम हैं: 7 मिमी व्यास वाले वैरिस्टर के लिए, डिस्चार्ज धारा 500-1000 ए (पल्स अवधि 100 μs से कम) के बराबर हो सकती है।

वेरिस्टर सुरक्षा की गणना और स्थापना:

1. आगमनात्मक पर सुरक्षित वोल्टेज सीमा द्वारा निर्धारित किए जाते हैं
   भार;
2. स्व-प्रेरण के दौरान आगमनात्मक भार द्वारा आपूर्ति की गई धारा की गणना या माप वेरिस्टर की आवश्यक धारा निर्धारित करने के लिए की जाती है;
3. कैटलॉग के अनुसार, आवश्यक सीमित वोल्टेज के लिए एक वैरिस्टर का चयन किया जाता है, यदि आवश्यक हो, वांछित वोल्टेज का चयन करने के लिए वैरिस्टर को श्रृंखला में स्थापित किया जा सकता है;
4. यह जांचना आवश्यक है: वैरिस्टर को लोड पर ऑपरेटिंग वोल्टेज की पूरी श्रृंखला में बंद किया जाना चाहिए (रिसाव वर्तमान 10-50 μA से कम है);
5. डायोड सुरक्षा के लिए निर्दिष्ट नियमों के अनुसार वैरिस्टर को लोड पर लगाया जाना चाहिए।

वेरिस्टर सुरक्षा के लाभ:

1. वैरिस्टर एसी और डीसी सर्किट में काम करते हैं;
2. सामान्यीकृत सीमित वोल्टेज;
3. टर्न-ऑफ विलंब पर नगण्य प्रभाव;
4. वैरिस्टर सस्ते हैं;
5. उच्च लोड वोल्टेज के साथ काम करते समय वैरिस्टर आरसी सुरक्षात्मक सर्किट के लिए एकदम सही पूरक हैं।

वेरिस्टर सुरक्षा का नुकसान:

1. केवल वेरिस्टर का उपयोग करते समय, इलेक्ट्रिक आर्क से रिले संपर्कों की सुरक्षा डायोड सर्किट की तुलना में काफी खराब होती है।

आरसी सर्किट (प्रत्यक्ष और प्रत्यावर्ती धारा के लिए)

डायोड और वेरिस्टर सर्किट के विपरीत, आरसी सर्किट को लोड के समानांतर और रिले संपर्कों के समानांतर दोनों में स्थापित किया जा सकता है। कुछ मामलों में, उस पर स्पार्क-बुझाने वाले तत्वों की स्थापना के लिए लोड शारीरिक रूप से दुर्गम है, और फिर संपर्कों की सुरक्षा का एकमात्र तरीका आरसी सर्किट के साथ संपर्कों को अलग करना है।

आरसी सर्किट के संचालन का सिद्धांत इस तथ्य पर आधारित है कि संधारित्र पर वोल्टेज तुरंत नहीं बदल सकता है। स्व-प्रेरण वोल्टेज एक स्पंदित प्रकृति का होता है, और विशिष्ट विद्युत उपकरणों के लिए पल्स फ्रंट की अवधि 1 μs होती है। जब इस तरह के आवेग को आरसी सर्किट पर लागू किया जाता है, तो संधारित्र में वोल्टेज तुरंत नहीं बढ़ना शुरू हो जाता है, लेकिन आर और सी के मूल्यों द्वारा निर्धारित समय स्थिरांक के साथ।

यदि हम बिजली आपूर्ति के आंतरिक प्रतिरोध को शून्य मानते हैं, तो आरसी सर्किट को लोड के समानांतर में जोड़ना आरसी सर्किट को रिले संपर्कों के समानांतर में जोड़ने के बराबर है। इस अर्थ में, विभिन्न स्विचिंग सर्किट के लिए स्पार्क-बुझाने वाली श्रृंखला के तत्वों की स्थापना में कोई बुनियादी अंतर नहीं है।

रिले संपर्कों के समानांतर आरसी सर्किट

रिले संपर्क खुलने पर कैपेसिटर (चित्र 2 देखें) चार्ज होना शुरू हो जाता है। यदि संपर्कों पर चाप के प्रज्वलन वोल्टेज के लिए संधारित्र को चार्ज करने का समय संपर्कों को उस दूरी तक मोड़ने के समय से अधिक चुना जाता है जिस पर चाप नहीं हो सकता है, तो संपर्क चाप की उपस्थिति से पूरी तरह से सुरक्षित होते हैं। यह मामला आदर्श है और व्यवहार में असंभाव्य है। वास्तविक मामलों में, आरसी सर्किट सर्किट खोलते समय रिले संपर्कों पर कम वोल्टेज बनाए रखने में मदद करता है और इस तरह आर्क के प्रभाव को कमजोर करता है।

चावल। 2. सुरक्षात्मक तत्वों को संपर्कों के समानांतर और लोड के समानांतर दोनों में जोड़ा जा सकता है:

जब केवल एक संधारित्र रिले संपर्कों के साथ समानांतर में जुड़ा होता है, तो सुरक्षा सर्किट भी सिद्धांत रूप में काम करता है, लेकिन बंद होने पर रिले संपर्कों के माध्यम से संधारित्र के निर्वहन से संपर्कों के माध्यम से वर्तमान में वृद्धि होती है, जो अवांछनीय है। इस अर्थ में आरसी सर्किट संपर्कों को बंद करते समय और खोलते समय सभी क्षणिक प्रक्रियाओं को अनुकूलित करता है।

आरसी सर्किट गणना

सबसे आसान तरीका चित्र में दिखाए गए यूनिवर्सल नॉमोग्राम का उपयोग करना है। 3. ज्ञात विद्युत आपूर्ति वोल्टेज द्वारा यूऔर करंट लोड करें मैंनॉमोग्राम पर दो बिंदु ढूंढें, जिसके बाद बिंदुओं के बीच एक सीधी रेखा खींची जाती है, जो वांछित प्रतिरोध मान दिखाती है आर. क्षमता मूल्य साथवर्तमान पैमाने के आगे के पैमाने को पढ़ें मैं. नॉमोग्राम डिज़ाइनर को पर्याप्त सटीक डेटा प्रदान करता है; सर्किट के व्यावहारिक कार्यान्वयन में, आरसी सर्किट के अवरोधक और संधारित्र के लिए निकटतम मानक मानों का चयन करना आवश्यक होगा।

चावल। 3. सुरक्षात्मक आरसी सर्किट के मापदंडों को निर्धारित करने के लिए सबसे सुविधाजनक और सटीक नॉमोग्राम (और यह ग्राफ पहले से ही 50 वर्ष से अधिक पुराना है!)

कैपेसिटर और आरसी रेसिस्टर चुनना

कैपेसिटर का उपयोग केवल फिल्म या पेपर डाइइलेक्ट्रिक के साथ किया जाना चाहिए; सिरेमिक कैपेसिटर उच्च-वोल्टेज स्पार्क-प्रूफ सर्किट के लिए अनुपयुक्त हैं। अवरोधक चुनते समय, याद रखें कि क्षणिक प्रक्रिया के दौरान बहुत सारी शक्ति नष्ट हो जाती है। आरसी सर्किट के लिए 1-2 डब्ल्यू की शक्ति वाले प्रतिरोधकों का उपयोग करने की सिफारिश की जा सकती है, और यह जांचना जरूरी है कि प्रतिरोधी स्व-प्रेरण के उच्च आवेग वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया है या नहीं। वायरवाउंड रेसिस्टर्स सर्वोत्तम हैं, लेकिन मेटल-फिल्म या सिरेमिक-भरे कार्बन-फिल्म रेसिस्टर्स भी अच्छा काम करते हैं।

आरसी सर्किट के लाभ:

1. अच्छा चाप शमन;
2. आगमनात्मक भार के टर्न-ऑफ समय पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता।

आरसी सर्किट की विशेषताएं: उच्च गुणवत्ता वाले कैपेसिटर और अवरोधक का उपयोग करने की आवश्यकता। सामान्य तौर पर, आरसी सर्किट का उपयोग हमेशा आर्थिक रूप से उचित होता है।

जब एसी संपर्कों के समानांतर एक स्पार्क गिरफ्तार करने वाला सर्किट स्थापित किया जाता है, जब रिले संपर्क खुले होते हैं, तो लोड के माध्यम से एक लीकेज करंट प्रवाहित होगा, जो आरसी सर्किट के प्रतिबाधा द्वारा निर्धारित होता है। यदि लोड लीकेज करंट को प्रवाहित करने की अनुमति नहीं देता है, या यदि यह सर्किटरी कारणों से और कर्मियों की सुरक्षा के लिए अवांछनीय है, तो लोड के समानांतर आरसी सर्किट स्थापित करना आवश्यक है।

आरसी सर्किट और डायोड सर्किट का संयोजन

ऐसा सर्किट (जिसे कभी-कभी डीआरसी सर्किट भी कहा जाता है) अपनी दक्षता में सीमांत है और आपको रिले संपर्कों पर विद्युत चाप के प्रभाव से सभी अवांछनीय प्रभावों को खत्म करने की अनुमति देता है।

डीआरसी सर्किट के लाभ:

1. रिले का विद्युत जीवन अपनी सैद्धांतिक सीमा के करीब पहुंच रहा है।

डीआरसी सर्किट के नुकसान:

1. डायोड आगमनात्मक भार के महत्वपूर्ण टर्न-ऑफ विलंब का कारण बनता है।

आरसी सर्किट और वेरिस्टर का संयोजन

यदि डायोड के बजाय एक वैरिस्टर स्थापित किया जाता है, तो सर्किट पारंपरिक आरसी स्पार्क-बुझाने वाले सर्किट के मापदंडों के समान होगा, लेकिन वैरिस्टर द्वारा लोड पर स्व-प्रेरण वोल्टेज की सीमा कम-वोल्टेज और सस्ते कैपेसिटर और अवरोधक के उपयोग की अनुमति देती है।

लोड के समानांतर आरसी सर्किट

इसका उपयोग वहां किया जाता है जहां रिले संपर्कों के समानांतर आरसी सर्किट स्थापित करना अवांछनीय या असंभव है। गणना के लिए तत्वों के निम्नलिखित अनुमानित मान प्रस्तुत किए गए हैं:

1. सी = 0.5-1 μF प्रति 1 ए लोड करंट;
2. लोड पर आर = 0.5-1 ओम प्रति 1 वी वोल्टेज;
3. आर = लोड प्रतिरोध का 50-100%।

रेटिंग आर और सी की गणना करने के बाद, ऊपर वर्णित अनुसार, क्षणिक प्रक्रिया (कैपेसिटर चार्जिंग) के दौरान होने वाले रिले संपर्कों के अतिरिक्त भार की जांच करना आवश्यक है।

दिए गए R और C मान इष्टतम नहीं हैं। यदि संपर्कों की सबसे पूर्ण सुरक्षा और रिले के अधिकतम संसाधन की प्राप्ति की आवश्यकता है, तो एक प्रयोग करना और प्रयोगात्मक रूप से एक अवरोधक और एक संधारित्र का चयन करना आवश्यक है, एक ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके क्षणिक का अवलोकन करना।

लोड के समानांतर आरसी सर्किट के लाभ:

1. अच्छा चाप दमन;
2. खुले रिले संपर्कों के माध्यम से लोड में कोई रिसाव धारा नहीं होती है।

कमियां:

1. 10 ए से अधिक के लोड करंट पर, बड़े कैपेसिटेंस मान अपेक्षाकृत महंगे और बड़े कैपेसिटर स्थापित करने की आवश्यकता को जन्म देते हैं;
2. सर्किट को अनुकूलित करने के लिए, प्रयोगात्मक सत्यापन और तत्वों का चयन वांछनीय है।

तस्वीरें बिना शंटिंग के बिजली वियोग के समय आगमनात्मक भार पर वोल्टेज तरंगों को दिखाती हैं (चित्र 4) और आरसीई सर्किट स्थापित होने पर (चित्र 5)। दोनों तरंगरूपों का ऊर्ध्वाधर पैमाना 100 वोल्ट/डिव है।

चावल। 4. आगमनात्मक भार को बंद करना एक बहुत ही जटिल क्षणिक का कारण बनता है

चावल। 5. उचित रूप से चयनित सुरक्षात्मक आरसीई श्रृंखला क्षणिकता को पूरी तरह समाप्त कर देती है

यहां किसी विशेष टिप्पणी की आवश्यकता नहीं है, चिंगारी बुझाने वाले सर्किट को स्थापित करने का प्रभाव तुरंत दिखाई देता है। संपर्क खुलने के समय उच्च-आवृत्ति उच्च-वोल्टेज हस्तक्षेप उत्पन्न करने की प्रक्रिया हड़ताली है।

तस्वीरें रिले संपर्कों के समानांतर आरसी सर्किट को अनुकूलित करने पर एक विश्वविद्यालय की रिपोर्ट से ली गई हैं। रिपोर्ट के लेखक ने आरसी शंट के साथ आगमनात्मक भार के व्यवहार का एक जटिल गणितीय विश्लेषण किया, लेकिन अंत में, तत्वों की गणना के लिए सिफारिशों को दो सूत्रों में घटा दिया गया:

सी = І 2/10

कहाँ साथआरसी सर्किट की धारिता, μF है;मैं- लोड ऑपरेटिंग करंट, ए;

आर = ई ओ / (10आई (1 + 50 / ई ओ))

कहाँ ई ओ- लोड पर वोल्टेज; में, मैं- लोड ऑपरेटिंग करंट, ए; आरआरसी सर्किट का प्रतिरोध, ओम है।

उत्तर:सी = 0.1 यूएफ, आर = 20 ओम। ये पैरामीटर पहले दिए गए नॉमोग्राम से बहुत मेल खाते हैं।

अंत में, आइए उसी रिपोर्ट की तालिका से परिचित हों, जो विभिन्न स्पार्क-बुझाने वाले सर्किटों के लिए व्यावहारिक रूप से मापा वोल्टेज और देरी का समय दिखाती है। 28 वीडीसी/1 डब्ल्यू के कॉइल वोल्टेज के साथ एक विद्युत चुम्बकीय रिले एक प्रेरक भार के रूप में कार्य करता है; रिले कॉइल के समानांतर एक स्पार्क-बुझाने वाला सर्किट स्थापित किया गया था।

आगमनात्मक भार और विद्युत चुम्बकीय संगतता (ईएमसी)

विद्युत उपकरणों के संचालन के लिए ईएमसी आवश्यकताएँ एक पूर्व शर्त हैं और इन्हें इस प्रकार समझा जाता है:

1. शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रभाव में सामान्य रूप से काम करने की उपकरण की क्षमता;
2. मानकों द्वारा निर्धारित स्तर से अधिक ऑपरेशन के दौरान विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप पैदा न करने की संपत्ति।

रिले उच्च-आवृत्ति हस्तक्षेप के प्रति असंवेदनशील है, लेकिन रिले कॉइल के पास शक्तिशाली विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों की उपस्थिति रिले के टर्न-ऑन और टर्न-ऑफ वोल्टेज को प्रभावित करती है। ट्रांसफार्मर, इलेक्ट्रोमैग्नेट और इलेक्ट्रिक मोटर के पास रिले स्थापित करते समय, रिले के सही संचालन और स्विच ऑफ का प्रायोगिक सत्यापन आवश्यक है। एक माउंटिंग प्लेट या मुद्रित सर्किट बोर्ड पर एक दूसरे के करीब बड़ी संख्या में रिले स्थापित करते समय, शेष रिले के टर्न-ऑन और टर्न-ऑफ वोल्टेज पर एक रिले के संचालन का पारस्परिक प्रभाव भी होता है। कैटलॉग कभी-कभी एक ही प्रकार के रिले के बीच न्यूनतम दूरी का संकेत देते हैं, जो उनके सामान्य संचालन की गारंटी देता है। ऐसे निर्देशों के अभाव में, सामान्य नियम का उपयोग करना संभव है, जिसके अनुसार रिले कॉइल के केंद्रों के बीच की दूरी उनके व्यास का कम से कम 1.5 होनी चाहिए। यदि मुद्रित सर्किट बोर्ड पर रिले को कसकर माउंट करना आवश्यक है, तो रिले की इंटरैक्शन की एक प्रयोगात्मक जांच आवश्यक है।

एक विद्युत चुम्बकीय रिले शक्तिशाली हस्तक्षेप पैदा कर सकता है, खासकर जब आगमनात्मक भार के साथ काम कर रहा हो। अंजीर में दिखाया गया है। 4, उच्च आवृत्ति सिग्नल एक शक्तिशाली हस्तक्षेप है जो रिले के पास चल रहे संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के सामान्य संचालन को प्रभावित कर सकता है, हस्तक्षेप आवृत्ति 5 से 50 मेगाहर्ट्ज तक होती है, और इस हस्तक्षेप की शक्ति कई सौ मेगावाट है, जो आधुनिक ईएमसी मानकों के अनुसार पूरी तरह से अस्वीकार्य है। स्पार्क शमन सर्किट रिले उपकरण से हस्तक्षेप के स्तर को सुरक्षित मानकों द्वारा निर्धारित स्तर तक लाने में मदद करते हैं।

ग्राउंडेड मेटल केस में रिले के उपयोग से ईएमसी पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है, लेकिन यह याद रखना चाहिए कि जब मेटल केस को ग्राउंड किया जाता है, तो अधिकांश रिले के लिए, संपर्कों और कॉइल के बीच इन्सुलेशन वोल्टेज कम हो जाता है।

रिले संपर्कों के बीच इन्सुलेशन

रिले के डिज़ाइन के आधार पर, रिले के खुले संपर्कों के बीच एक अंतर होता है। गैप में हवा (या गैस से भरे रिले के लिए अक्रिय गैस) एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करती है। यह माना जाता है कि केस की इन्सुलेट सामग्री और रिले के संपर्क समूह को हवा की तुलना में उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज की विशेषता है। संपर्कों के बीच संदूषण की अनुपस्थिति में, संपर्क समूहों के इन्सुलेशन गुणों पर विचार केवल वायु अंतराल के गुणों तक ही सीमित किया जा सकता है।

अंजीर पर. 6 (लेख में थोड़ा नीचे) रिले संपर्कों के बीच की दूरी पर ब्रेकडाउन वोल्टेज की निर्भरता को दर्शाता है। कैटलॉग में आप संपर्कों के बीच सीमित वोल्टेज के मूल्यों के लिए कई विकल्प पा सकते हैं, अर्थात्:

1. दो संपर्कों पर लगातार लागू वोल्टेज का सीमित मूल्य;
2. इन्सुलेशन वोल्टेज (वृद्धि वोल्टेज) का आवेग मूल्य;
3. एक निश्चित समय के लिए संपर्कों के बीच वोल्टेज का सीमा मूल्य (आमतौर पर 1 मिनट, इस समय के दौरान रिसाव वर्तमान निर्दिष्ट वोल्टेज मान पर 1 या 5 एमए से अधिक नहीं होना चाहिए)।

इन्सुलेशन आवेग वोल्टेज के मामले में, आवेग एक मानक IEC-255-5 परीक्षण संकेत है जिसमें 1.2 μs के चरम मूल्य तक बढ़ने का समय और 50 μs के 50% आयाम तक गिरने का समय होता है।

यदि डेवलपर को संपर्क अलगाव के लिए विशेष आवश्यकताओं वाले रिले की आवश्यकता है, तो आप निर्माता से या स्वतंत्र परीक्षण करके इन आवश्यकताओं के अनुपालन के बारे में जानकारी प्राप्त कर सकते हैं। बाद के मामले में, यह याद रखना चाहिए कि रिले निर्माता इस तरह से प्राप्त माप परिणामों के लिए ज़िम्मेदार नहीं होगा।

रिले संपर्क सामग्री

संपर्कों के ऐसे पैरामीटर और समग्र रूप से रिले संपर्कों की सामग्री पर निर्भर करते हैं, जैसे:

1. वर्तमान भार क्षमता, यानी संपर्क बिंदु से गर्मी को प्रभावी ढंग से हटाने की क्षमता;
2. आगमनात्मक भार स्विच करने की संभावना;
3. संपर्क संपर्क प्रतिरोध;
4. ऑपरेशन के दौरान परिवेश के तापमान को सीमित करना;
5. प्रवासन के लिए संपर्क सामग्री का प्रतिरोध, विशेष रूप से जब आगमनात्मक भार को प्रत्यक्ष धारा पर स्विच किया जाता है;
6. वाष्पीकरण के लिए संपर्क सामग्री का प्रतिरोध। वाष्पित होने वाली धातु एक इलेक्ट्रिक आर्क के विकास का समर्थन करती है और संपर्क इंसुलेटर और रिले हाउसिंग पर धातु जमा होने पर इन्सुलेशन को ख़राब कर देती है;
7. यांत्रिक पहनने के लिए संपर्कों का प्रतिरोध;
8. गतिज ऊर्जा को अवशोषित करने और अत्यधिक बकबक को रोकने के लिए लोच से संपर्क करें;
9. पर्यावरण से संक्षारक गैसों के प्रति संपर्क धातु का प्रतिरोध।

चावल। 7. प्रत्येक सामग्री को धाराओं की एक निश्चित सीमा में संपर्कों को संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन कमजोर संकेतों को स्विच करने के लिए सावधानी के साथ भी इसका उपयोग किया जा सकता है

सामग्रियों के कुछ उपयोगी गुण परस्पर अनन्य नहीं हैं, उदाहरण के लिए, अच्छे वर्तमान कंडक्टरों में हमेशा उच्च तापीय चालकता होती है। साथ ही, कम प्रतिरोधकता वाले अच्छे कंडक्टर आमतौर पर बहुत नरम होते हैं और आसानी से खराब हो जाते हैं।

विशेष संपर्क मिश्र धातुओं (उदाहरण के लिए, AgNi या AgSnO) के लिए पिघलने बिंदु अधिक होता है, लेकिन ऐसी सामग्री माइक्रोकरंट स्विच करने के लिए बिल्कुल उपयुक्त नहीं होती हैं।

परिणामस्वरूप, रिले डेवलपर रिले की गुणवत्ता, कीमत और आयामों के बीच एक निश्चित समझौते पर रुक जाता है। इस समझौते ने विभिन्न रिले संपर्कों के अनुप्रयोग क्षेत्रों के मानकीकरण को जन्म दिया है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 7. संपर्कों के लिए विभिन्न सामग्रियों के अनुप्रयोग के क्षेत्र बल्कि सशर्त हैं, लेकिन डिजाइनर को यह समझना चाहिए कि जब संपर्क उनके लिए धाराओं और वोल्टेज की "आवंटित" सीमा की सीमा पर काम करते हैं, तो ऐसे अनुप्रयोग की विश्वसनीयता के प्रयोगात्मक सत्यापन की आवश्यकता हो सकती है। प्रयोग बहुत सरल है और इसमें एक ही प्रकार के रिले के एक बैच के लिए संपर्कों के संपर्क प्रतिरोध को मापना शामिल है, और उन रिले का परीक्षण करना वांछनीय नहीं है जो अभी-अभी कन्वेयर से निकले हैं, बल्कि उन रिले का परीक्षण करना है जिन्हें परिवहन किया गया है और कुछ समय के लिए गोदाम में रखा गया है। गोदाम में "उम्र बढ़ने" की इष्टतम अवधि 3-6 महीने है, जिसके दौरान प्लास्टिक और धातु-प्लास्टिक यौगिकों में उम्र बढ़ने की प्रक्रिया सामान्य हो जाती है।

इसका उपयोग वहां किया जाता है जहां रिले संपर्कों के समानांतर आरसी सर्किट स्थापित करना अवांछनीय या असंभव है। गणना के लिए तत्वों के निम्नलिखित अनुमानित मान प्रस्तुत किए गए हैं:

सी = 0.5 ... 1 माइक्रोफ़ारड प्रति 1 ए लोड करंट;

आर = 50...100% लोड प्रतिरोध।

रेटिंग आर और सी की गणना करने के बाद, ऊपर वर्णित अनुसार, क्षणिक प्रक्रिया (कैपेसिटर चार्जिंग) के दौरान होने वाले रिले संपर्कों के अतिरिक्त भार की जांच करना आवश्यक है।

दिए गए R और C मान इष्टतम नहीं हैं। यदि संपर्कों की सबसे पूर्ण सुरक्षा और रिले के अधिकतम संसाधन की प्राप्ति की आवश्यकता है, तो एक प्रयोग करना और प्रयोगात्मक रूप से एक अवरोधक और एक संधारित्र का चयन करना आवश्यक है, एक ऑसिलोस्कोप का उपयोग करके क्षणिक का अवलोकन करना।

लोड के समानांतर आरसी सर्किट के लाभ:

अच्छा चाप दमन, खुले रिले संपर्कों के माध्यम से लोड में कोई रिसाव धारा नहीं।

कमियां:

10 ए से अधिक के लोड करंट पर, बड़े कैपेसिटेंस मान अपेक्षाकृत महंगे और बड़े कैपेसिटर स्थापित करने की आवश्यकता को जन्म देते हैं; सर्किट को अनुकूलित करने के लिए प्रयोगात्मक सत्यापन और तत्वों का चयन वांछनीय है।

तस्वीरें शंटिंग के बिना बिजली वियोग के समय आगमनात्मक भार पर वोल्टेज तरंगों को दिखाती हैं (चित्र 33) और आरसी सर्किट स्थापित होने पर (चित्र 34)। दोनों तरंगरूपों का ऊर्ध्वाधर पैमाना 100 वोल्ट/डिव है।

यहां किसी विशेष टिप्पणी की आवश्यकता नहीं है, चिंगारी बुझाने वाले सर्किट को स्थापित करने का प्रभाव तुरंत दिखाई देता है। संपर्कों को खोलने के समय उच्च-आवृत्ति उच्च-वोल्टेज हस्तक्षेप उत्पन्न करने की प्रक्रिया हड़ताली है, रिले के ईएमसी का विश्लेषण करते समय हम इस घटना पर लौटेंगे।

तस्वीरें रिले संपर्कों के समानांतर स्थापित आरसी सर्किट के अनुकूलन पर एक विश्वविद्यालय की रिपोर्ट से ली गई हैं। रिपोर्ट के लेखक ने आरसी शंट के साथ आगमनात्मक भार के व्यवहार का एक जटिल गणितीय विश्लेषण किया, लेकिन अंत में, तत्वों की गणना के लिए सिफारिशों को दो सूत्रों में घटा दिया गया:

चित्र 33
आगमनात्मक भार को बंद करना एक बहुत ही जटिल क्षणिक का कारण बनता है

चित्र 34
उचित रूप से चयनित सुरक्षात्मक आरसी सर्किट क्षणिक को पूरी तरह से समाप्त कर देता है

जहां C RC सर्किट, माइक्रोफ़ारड की कैपेसिटेंस है, I लोड का ऑपरेटिंग करंट है। ए;

आर = ईओ / (10 * आई * (1 + 50 / ईओ))

जहां ईओ लोड पर वोल्टेज है। वी, आई - लोड ऑपरेटिंग करंट। ए, आर - आरसी सर्किट का प्रतिरोध, ओम।

उत्तर: सी = 0.1 माइक्रोफ़ारड, आर = 20 ओम। ये पैरामीटर पहले दिए गए नॉमोग्राम से बहुत मेल खाते हैं।

अंत में, आइए उसी रिपोर्ट की तालिका से परिचित हों, जो विभिन्न स्पार्क-बुझाने वाले सर्किटों के लिए व्यावहारिक रूप से मापा वोल्टेज और देरी का समय दिखाती है। 28 वीडीसी/1 डब्ल्यू के कॉइल वोल्टेज के साथ एक विद्युत चुम्बकीय रिले एक प्रेरक भार के रूप में कार्य करता है; रिले कॉइल के समानांतर एक स्पार्क-बुझाने वाला सर्किट स्थापित किया गया था।

एक अलग (रिले, ट्रांजिस्टर) आउटपुट होने के कारण, वे अक्सर एक आगमनात्मक लोड (ऐसे उपकरण जिनमें एक प्रारंभ करनेवाला शामिल होता है) कनेक्ट होते हैं। ऐसे विद्युत सर्किट के उद्घाटन के दौरान आर्क डिस्चार्ज की घटना रिले संपर्कों और सेंसर के आउटपुट चरणों के प्रदर्शन पर बेहद नकारात्मक प्रभाव डालती है, जिससे उनकी सेवा जीवन कम हो जाता है।

आर्क डिस्चार्ज के हानिकारक प्रभावों को खत्म करने के लिए, स्पार्क-बुझाने वाले सर्किट का उपयोग किया जाता है, जो रिले संपर्कों के समानांतर या लोड के समानांतर स्थापित होते हैं।

क्षणिक प्रक्रियाओं की भौतिकी और आर्क डिस्चार्ज के कारणों के बारे में जाने बिना, आइए सबसे प्रभावी और व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले स्पार्क-बुझाने वाले डीसी और एसी सर्किट पर विचार करें।

डीसी सर्किट:

सिलिकॉन डायोड आगमनात्मक भार के साथ समानांतर में जुड़ा हुआ है, जब संपर्क बंद होते हैं और स्थिर स्थिति में होते हैं, तो इसका सर्किट के संचालन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। जब लोड डिस्कनेक्ट हो जाता है, तो एक स्व-प्रेरण वोल्टेज उत्पन्न होता है, जो ऑपरेटिंग वोल्टेज की ध्रुवीयता में उलट होता है, डायोड खुलता है और प्रेरक भार को शंट करता है। डायोड किसी भी अन्य स्पार्क शमन सर्किट की तुलना में आर्क को खत्म करने और रिले संपर्कों को जलने से बचाने में असाधारण रूप से प्रभावी हैं। यह विधि ट्रांजिस्टर आउटपुट वाले सिग्नलिंग उपकरणों पर भी लागू होती है।

फ़्रीव्हीलिंग डायोड चुनने के नियम:

आरसी सर्किट एसी और डीसी सर्किट दोनों की सुरक्षा का सबसे सस्ता और सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला साधन है।

डायोड सर्किट के विपरीत, आरसी सर्किट को लोड के समानांतर और रिले संपर्कों के समानांतर दोनों में स्थापित किया जा सकता है। कुछ मामलों में, उस पर स्पार्क रोकने वाले तत्वों की स्थापना के लिए लोड भौतिक रूप से दुर्गम है, और फिर संपर्कों की सुरक्षा का एकमात्र तरीका आरसी सर्किट के साथ संपर्कों को शंट करना है।

रिले संपर्कों के समानांतर जुड़े आरसी सर्किट की गणना:

जहां C RC सर्किट, माइक्रोफ़ारड की धारिता है।

मैं - लोड ऑपरेटिंग करंट, ए।

जहां R, RC सर्किट का प्रतिरोध है, ओम।

मैं - लोड ऑपरेटिंग करंट, ए।

यूनिवर्सल नॉमोग्राम का उपयोग करना सबसे आसान तरीका है। बिजली आपूर्ति वोल्टेज यू और लोड वर्तमान I के ज्ञात मूल्यों के आधार पर, नॉमोग्राम पर दो बिंदु पाए जाते हैं, जिसके बाद वांछित प्रतिरोध मान आर दिखाने वाले बिंदुओं के बीच एक सीधी रेखा खींची जाती है। कैपेसिटेंस मान सी को वर्तमान स्केल I के बगल के पैमाने पर पढ़ा जाता है। नॉमोग्राम डेवलपर को काफी सटीक डेटा देता है, सर्किट के व्यावहारिक कार्यान्वयन में आरसी सर्किट के प्रतिरोधी और कैपेसिटर के लिए निकटतम मानक मानों का चयन करना आवश्यक होगा।

आरसी सर्किट लोड के समानांतर जुड़ा हुआ है

इसका उपयोग वहां किया जाता है जहां रिले संपर्कों के समानांतर आरसी सर्किट स्थापित करना अवांछनीय या असंभव है। गणना के लिए तत्वों के निम्नलिखित अनुमानित मान प्रस्तुत किए गए हैं:

सिग्नलिंग उपकरणों के आउटपुट ट्रांजिस्टर चरणों की सुरक्षा के लिए, आरसी सर्किट लोड के समानांतर जुड़ा हुआ है।