릴레이 스위칭 - AT 테스터 작동

릴레이 스위칭 기술 - 20노드 릴레이 매트릭스

Voltech AT5600은 스프링 프로브 쌍으로 종료되는 20노드 릴레이 매트릭스를 사용하여 표준 조명을 장치에 연결할 수 있습니다.
각 스프링 프로브 쌍(노드)은 전체 켈빈(4선) 측정을 위해 구성된 4개의 고전압 릴레이에 연결됩니다.
이러한 릴레이 중 두 개('소스 Hi'와 '소스 Lo', 즉 "전력" 쌍)는 테스트 중인 구성 요소에 전압/전류 소스를 공급하기 위해 전원이 공급됩니다.
나머지 두 개의 릴레이('Measure Hi'와 'Measure Lo', 즉 '감지' 쌍)는 전압/전류 소스를 측정 회로로 전송하기 위해 활성화됩니다.
이러한 구성은 테스트 중인 변압기 권선의 한쪽 끝에 연결된 노드 중 하나에 대한 것으로, 아래 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1

20개 노드 각각의 이러한 유형의 켈빈 릴레이 배열은 AT5600으로 완전히 제어되며 제공된 AT Editor 소프트웨어를 통해 프로그래밍할 수 있습니다.
변압기 권선의 어느 노드에 어떤 노드를 사용해야 하는지에 대한 제한은 없습니다.

그림 2
오른쪽 그림은 AT Editor 소프트웨어의 화면 캡처입니다.
이는 AT 테스터 자체의 실제 20노드 릴레이 매트릭스를 그래픽으로 표현한 것입니다.
번호가 매겨진 각 노드(1~20)는 위 그림 1에 표시된 4개 릴레이 회로도를 나타냅니다.
노드당 4개의 릴레이가 있고, 노드는 20개로 총 80개의 릴레이가 있습니다.

릴레이 신뢰성 최적화

릴레이는 종종 스위칭 장치로서 솔리드 스테이트 스위치에 비해 열등한 대안으로 여겨진다. 그러나 릴레이는 개방 시 수천 볼트를 유지할 수 있는 수단을 제공하며, 폐쇄 시에도 수십 밀리옴의 접촉 저항을 제공한다. 이러한 특성은 현재나 가까운 미래에 솔리드 스테이트 장치에서는 제공할 수 없다.
릴레이가 열등한 부품으로 여겨지는 주된 이유는 릴레이가 신뢰할 수 없다고 여겨지기 때문입니다.
그러나 릴레이의 기계적 수명은 100,000,000회가 넘습니다. 릴레이를 전환하는 데 적절한 기술을 사용한다면, 10년 이상 많이 사용되는 변압기 테스터 애플리케이션에서 지속될 수 있습니다. Voltech에서 이러한 기술을 개발했습니다.

릴레이의 수명을 극대화하기 위해, 80개의 고전압 릴레이를 열거나 닫기 전에 AT3600의 전압 및 전류 소스가 꺼집니다.
모든 테스트가 시작될 때, 전압이 상승하기 전에 릴레이가 닫힙니다.
테스트가 끝나면 AT3600은 릴레이에 흐르는 전류를 확인하고, 여전히 전류가 흐르고 있으면 AT3600은 전류가 0으로 감소할 때까지 기다렸다가 릴레이를 엽니다.
이 기술은 콜드 스위칭으로 알려져 있으며 릴레이 접점에서 아크 발생을 최소화하여 접점의 열화를 최소화하고 릴레이와 AT3600 자체의 수명을 최대화합니다.

콜드 스위칭에서 전류를 측정하는 것이 중요한 이유는 아래 그림 3에 설명되어 있습니다.

전원을 끈 후 일정 시간 후에 릴레이를 열면 최악의 구성 요소에 대처하는 데 오랜 시간이 걸리므로 대부분 구성 요소에 대한 테스트 시간을 불필요하게 낭비하게 됩니다.
반면, 선택한 시간이 너무 짧으면 릴레이에 차단 전류가 흐르고, 아크가 발생하여 수명이 짧아집니다.

외부 매트릭스를 사용하는 대부분의 변압기 테스터 솔루션은 단순히 고정된 시간을 사용하여 릴레이를 개방할 시기를 결정하는데, 이로 인해 릴레이 아크 발생 및 성능 저하의 위험이 있습니다.
Voltech의 AT 시리즈 제품은 소스 및 측정 기능이 있는 통합 매트릭스, 전류를 가능한 한 빨리 감소시키는 능동 방전 방식, 전류가 0으로 떨어진 시점을 측정한 후 개방하는 방식을 사용하여 속도와 안정성을 극대화했습니다.
릴레이의 개폐 동작은 매우 빠릅니다(닫히는 시간이 약 3밀리초이고, 해제되는 시간이 약 1밀리초).

AT3600의 작동 정확성을 유지하기 위해 AT5600에는 매우 포괄적인 자체 테스트 루틴이 통합되었습니다.
셀프 테스트 시퀀스는 전원 켜기 시퀀스가 완료된 후 사용자가 시작합니다. 셀프 테스트는 40개 소스 및 40개 측정 릴레이의 접촉 저항을 포함하여 제품의 작동 범위를 완전히 테스트하도록 설계되었습니다.
수개월간 사용하면 분자 두께의 불순물이 접촉 표면으로 이동하여 접촉 저항이 증가할 수 있습니다.
릴레이 접점에서 미리 결정된 값보다 큰 접촉 저항이 감지되면 릴레이 접점이 원래 낮은 값에 도달할 때까지 고유한 전자 세척 프로세스가 자동으로 전개됩니다. 이 동작은 릴레이의 수명 주기를 더욱 극대화합니다.

결론

AT3600의 80개 릴레이는 각각 1억 회 이상의 평균 고장 간격(MTBF)을 현장에서 검증했으며, 10kV DC 또는 피크 AC의 고전압 스탠드오프 정격과 최대 3A DC 또는 피크 AC의 스위칭 전류를 제공합니다.
이를 내장된 셀프 테스트 시퀀스, 릴레이 스위칭 속도, 켈빈 측정 시스템, 실제 스위칭 방법 및 AT3600의 고유한 전자 릴레이 세척 프로세스와 결합하면 하나의 계측기에서 사용할 수 있는 변압기 고정 및 테스트 방법 중 가장 정확하고 신뢰할 수 있는 방법 중 하나가 됩니다.

알아채다

Voltech AT 시리즈 테스터에 사용되는 다중 릴레이, 신호 소스 및 측정 회로의 배열은 다음 특허에 의해 보호됩니다.
미국: US5500598 ; 영국: 2261957B ; 유럽: 0621953B .