Die zunehmende Nachfrage und Popularität und damit auch die wachsenden Märkte im Bereich der erneuerbaren Energien, z. B. Solarkraftwerke und Batteriespeichersysteme, generieren ein immer stärkeres Interesse an Hochspannungs- und Hochstrom-Schaltgeräten, die den aktuellen Anforderungen an Sicherheit, Produktivität und Effizienz gerecht werden.
Mit der HE-V-Serie hat Panasonic Industry ein kompaktes, kostengünstiges, dabei jedoch hocheffizientes Relais entwickelt, das eine Last von bis zu 1.000 VDC bei einem Einschaltstrom von 20 A und 40 A schalten kann. Der Schwerpunkt liegt auf Lichtbogenparametern zur Minimierung von Größe und Kosten. Es verfügt über einen sehr effektiven Blow-Out-Mechanismus und einen optimierten Löschspalt.
Ein epischer Sprung in der Struktur von Stromversorgungssystemen
In den letzten zwei Jahrzehnten unterlagen Energieversorgungssysteme erheblich Veränderungen. Immer mehr Photovoltaikanlagen und Batteriespeichersysteme sind auf dem Markt verfügbar. Die weltweite Solarstromproduktion und die Nachfrage nach entsprechenden Energiespeichersystemen sind exorbitant gestiegen – und werden voraussichtlich weiter steigen.
Die mit Abstand höchste Leistung wird in Wohnanlagen erzeugt: Allein in Europa sind bereits Millionen von DC/AC-Inverter mit einer typischen Leistung zwischen 2 und 10 kW installiert. Sie werden als Einphasen- oder Dreiphasensystem direkt an das Netz angeschlossen. Um die Sicherheit der Netzsysteme zu gewährleisten, müssen diese Inverter verschiedene internationale und lokale Normen und Vorschriften erfüllen. Um eine vollständige galvanische Isolation zu erreichen, muss zwischen der DC-Seite des Inverters und dem Solargenerator in Photovoltaik (PV)-Anlagen ein DC-Hauptschalter als Schutzvorrichtung eingebaut werden. Die Einzelheiten sind in der Norm IEC 60364-7-712:2017 zum Schutz von Menschen während Installation und Wartung geregelt.
Die meisten Installationen befinden sich in Wohngebäuden und enthalten nur einen oder zwei Inverter. Hier reichen manuell betätigte Schalter aus, um grundlegende Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Angesichts des jüngsten Trends zu größeren PV-Installationen in Solaranlagen oder auf Dächern von Industriegebäuden gibt es neue Vorschriften seitens der Energieversorgungsunternehmen für die Steuerung der Stromerzeugung. Aufgrund von Überkapazitäten an sonnigen Tagen benötigen Solaranlagen mit mehr als 100 kW Leistung eine Abschaltfunktion, um die Produktionskapazität zu reduzieren. Daher benötigen viele Inverter eine Fernbedienungsfunktion, um sie mit dem Netz verbinden oder vom Netz trennen zu können.
Mit der HE-V-Serie von Relais bietet Panasonic Industry ein DC-Unterbrechungsrelais speziell für Solarstromanlagen und Batteriespeichersysteme an.
Das Ziel bestand vor allem darin, ein ausfallsicheres Relais zu entwickeln, das sich gut für den Einsatz in Solaranlageninvertern, String-Boxen und Batteriespeichersystemen sowie als Allzweckrelais für verschieden Gleichstromanwendungen eignet.
| Eigenschaft | Leistung |
|---|---|
| Kontaktwerte (ohmsche Last) | 20 A 1.000 VDC |
| Maximale Schaltspannung | 1.000 VDC |
| Maximaler Schaltstrom | 40 A |
| Stoßdurchbruchspannung | 12 kV |
| Nennbetriebsleistung | 1,8 W |
| Kontaktlücke | > 3,8 mm |
| Haltekraft | 210 mW |
| Abmessungen (L×B×H) | 41,0×50,0×39,4 mm |
| Umgebungstemperatur | –40 ° bis +85 °C |
Aus Gründen der Kosteneffizienz basiert es auf dem Spulen- und Ankersystem eines herkömmlichen 2-Form-A-Leistungsrelais mit zwei Doppelbrückenkontakten. Die äußeren Abmessungen betragen 41,0×50,0×39,4 mm (L×B×H).
Der Hauptunterschied zwischen dem Gehäuseblock des Standardrelais und des HE-V-Relais ist die verstärkte Kontaktfläche. Vier getrennte Lichtbogenkammern bieten Platz für vier Permanentmagnete. Um die Ziele für die Energieeinsparung zu erreichen, wurden Spulenkörper und Magnetkreis modifiziert. Dies führt zu einer auf 33 % der Nennbetriebsspannung reduzierten Spulenhaltespannung, was einer Dauerleistung von nur 210 mW entspricht. Der Ankerblock wurde leicht verändert, um die Anforderungen hinsichtlich einer verstärkte Isolation bis 10 kVDC zu erfüllen. Dank dieser Konstruktion werden ein Mindestabstand von mehr als 10 mm zwischen Spule und Kontakt und eine Stoßdurchbruchspannung von 12 kV erreicht.
Die beweglichen Kontakte sind durch Einfügungsformung über die Kontaktfeder direkt mit dem Anker verbunden. Der Anker ist über die Rückzugfeder mit dem Spulenblock verbunden.
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