Высоковольтные реле компании GIGAVAC в России

№ 12’2014
PDF версия
Основанная в Санта-Барбаре, штат Калифорния, компания GIGAVAC известна как мировой лидер по разработке и выпуску высоковольтных реле, контакторов, ручных автоматических выключателей и других изделий силовой электроники.
Продукция GIGAVAC может использоваться в широком спектре приложений. Потребителями продукции фирмы являются производители военной и аэрокосмической аппаратуры, транспортных средств, оборудования горнодобывающей промышленности, энергетических систем промышленной автоматизации, медицинского оборудования и многие другие. Изделия GIGAVAC соответствуют мировым стандартам качества (ISO 9001) и прошли испытания в аттестованных лабораториях на соответствие параметрам, заявленным в технической документации изготовителей на территории России.
Основные производственные мощности компании расположены в США, Великобритании и Китае.

Высоковольтные реле находят широкое применение в радиовещательных передатчиках для радио и телевидения, в оборудовании с большими бросками тока и напряжения, в источниках питания, в приборах для измерения напряжения пробоя, сопротивления изоляции и другой контрольно-измерительной аппаратуре, в промышленных коммутаторах постоянного тока, в медицинском оборудовании, в аппаратуре спутниковой связи и дальнего космоса, в бортовых и мобильных устройствах связи, в оборудовании для проведения магниторезонансных исследований.

К достоинствам реле следует отнести их долговечность и высокую надежность, низкое сопротивление замкнутых контактов, способность выдерживать высокое напряжение и ток, высокоскоростное переключение, возможность работать в жестких климатических условиях, а также компактный дизайн данных устройств.

Для увеличения электрической прочности изоляции в качестве диэлектрика в высоковольтных реле используется вакуум или инертный газ. В этих средах не происходит окисление контактов, что позволяет изготовлять их из меди или родия. Такие контакты, имеющие малое сопротивление, способны выдерживать большие токи, недопустимые для контактов, находящихся в воздушной среде. Для маломощных приложений с большим сроком службы компанией выпускаются высоковольтные герконовые реле.

Высоковольтные реле GIGAVAC предназначены как для «холодной», так и для «горячей» коммутации, что необходимо учитывать при выборе типа прибора. В первом случае напряжение питания выключается до момента коммутации контактов реле, во втором — контакты коммутируют нагрузку, когда через нее протекает ток.

Для применения в устройствах с «горячей» коммутацией при относительно малых токах компания разработала вакуумные реле с контактами, выполненными из высокопрочных материалов, таких как вольфрам и молибден. В условиях больших бросков тока и разрядов емкостных нагрузок, что присуще, например, аппаратуре тестирования на электростатический пробой и подобной ей, используются предлагаемые фирмой реле с заполнением гексафторидом серы (SF6).

Газонаполненные реле обеспечивают очень малый и стабильный ток утечки, что важно для устройств, чувствительных к флуктуациям тока в течение длительного времени. Для работы в таких устройствах предлагаются конструкции реле, показанные на рис. 1.

Высоковольтные реле

Рис. 1. Высоковольтные реле:
а, б) с вращаемой арматурой;
в) с диафрагмой и стержнем

В конструкциях, представленных на рис. 1а, б, контакты перемещаются благодаря движению подпружиненной арматуры при подаче напряжения на катушку. Катушка (изображена на рисунках снизу) располагается снаружи запаянной оболочки и при необходимости легко заменяется. В конструкции, данной на рис. 1в, используется молибденовая диафрагма, позволяющая перемещаться металлическому стержню, который проходит через отверстие в первом контакте реле и соединяется с ним. Как только стержень доходит до второго контакта, контакты замыкаются.

GIGAVAC предлагает различные виды высоковольтных реле. Для каждого из них, включая герконовые, вакуумные и с газовым наполнением, есть несколько вариантов дизайна, имеющих уникальные преимущества в зависимости от применения.

Рассмотрим основные виды высоковольтных реле.

 

Однополюсные однопозиционные (на одно направление) реле

Однополюсные однопозиционные (на одно направление) реле SPST (Single Pole Single Throw) обеспечивают наиболее простой подход к изоляции контактов. Один непо-движный стационарный контакт и подвижный контакт выполняют простую операцию «вкл./выкл.», Существует две версии реле: нормально-разомкнутые (NO) и нормально-замкнутые (NC). Первые из них обеспечивают изоляцию контактов до тех пор, пока катушка обесточена, а после ее запитывания контакты замыкаются. У вторых, наоборот, изоляция контактов предусмотрена при запитанной катушке, а их соединение — при обесточенной.

Диапазон коммутируемых напряжений реле — от 1500 В до 70 кВ.

Внешний вид реле SPST приведен на рис. 2а, а электрическая схема — на рис. 2б.

Реле SPST

Рис. 2. Реле SPST:
а) внешний вид;
б) электрическая схема

 

Однополюсные двухпозиционные (на два направления) реле

Однополюсные двухпозиционные (на два направления) реле SPDT (Single Pole Double Throw) выпускаются с нормально-разомкнутыми (NO) и нормально-замкнутыми (NC) контактами в одном реле. Подвижный контакт обеспечивает соединение одного непо-движного контакта с другим, в зависимости от того, находится катушка под напряжением или обесточена. Напряжение изоляции существует между противоположными неподвижными контактами и подвижным контактом.

Диапазон коммутируемых напряжений реле — от 3500 В до 70 кВ.

Внешний вид реле SPDT приведен на рис. 3а, а электрическая схема — на рис. 3б.

Реле SPDT

Рис. 3. Реле SPDT:
а) внешний вид;
б) электрическая схема

 

Двухполюсные двухпозиционные (на два направления) реле

Двухполюсные двухпозиционные (на два направления) реле DPDT (Double Pole Double Throw) представляют собой два SPDT, объединенные в одном корпусе, с одной катушкой. Эта комбинация делает конструкцию чрезвычайно гибкой. Двойным реле можно управлять с помощью одной катушки. Поскольку во многих применениях контакты механически связаны, то по одному из контактных наборов используется в качестве вспомогательных контактов для обеспечения цепи обратной связи.

Диапазон коммутируемых напряжений реле — от 7500 В до 20 кВ.

Внешний вид реле DPDT показан на рис. 4а, а электрическая схема — на рис. 4б.

Реле DPDT

Рис. 4. Реле DPDT:
а) внешний вид;
б) электрическая схема

 

Триггерные моностабильные реле Mono-Stable

Благодаря самоблокировке триггерные моностабильные реле Mono-Stable обладают уникальной особенностью, которая может быть использована в какой-либо базовой форме SPST, SPDT или DPDT. Для поддержания включенного состояния требуется постоянная подача питания на катушку. Если питание с катушки снимается, подвижный контакт реле возвращается в положение «по умолчанию». Кратковременное (импульсное) запитывание катушки приводит к первоначальному положению подвижного контакта. Таким реле достаточно одного импульса, подаваемого на катушку, чтобы изменить положение подвижного контакта.

Диапазон коммутируемых напряжений реле — от 8 до 70 кВ.

Внешний вид триггерного моностабильного реле виден на рис. 5а, а электрическая схема — на рис. 5б.

Триггерное моностабильное реле

Рис. 5. Триггерное моностабильное реле:
а) внешний вид;
б) электрическая схема

В таблице приведены основные характеристики типовых высоковольтных реле, предлагаемых фирмой GIGAVAC.

Таблица. Основные характеристики высоковольтных реле

Тип реле

Горячая
коммутация

Максимальное
рабочее напряжение, кВ/
Максимальный рабочий ток, А

Напряжение пробоя
изоляции катушки, В

Конфигурация
контактов

Максимальная
емкость
контактов, пФ

Максимальное
сопротивление

контактов, Ом

Время
срабатывания, мс

Время
отпускания, мс

Уровень пиковой
вибрации, g

Пиковая вибрация,
g (частота, Гц)

Количество
переключений

Вес, г

0–60 Гц

2,5 МГц

16 МГц

32 МГц

Между
открытыми
контактами

Между
контактами

GR3 BJA335

Нет

1,5/3

SPST-NO

0,3

4

0,05

0,8

0,5

100

30 (10–2000)

108

7

GR6 CBA335

2/6

6

0,025

2

GR2DNA

Нет

3/2

SPST-NO

1,5

6

0,1

1

1

100

30 (10–2000)

108

5

GH5

При замыкании

3,5/8

500

SPDT

0,5

6

6

50

10 (55–2000)

106

28

GH3

Да

3,5/18

0,02

2×106

GH1

Нет

3,5/25

2,5/14

2/9

1,5/7

500

SPDT

2

2,5

0,01

6

6

50

10 (55–2000)

2×106

28

GR6

FNA218

Нет

5/8

5/6

SPST-NO

4

3

0,05

3

1

100

20 (10–500)

108

24

G45C

Да

5/20

4,5/16

3,5/10

2,8/8

500

SPDT

1,6

2

0,05

10

10

30

10 (10–2000)

2×106

21

G41A

Да

5/30

4,5/24

3,5/16

2,8/12

500

SPST-NO

1,2

1,2

0,02

10

10

50

10 (55–2000)

2×106

28

G41B

SPST-NC

G41C

SPDT

GR6

HBA318

Нет

7/10

7/6

SPST-NO

0,4

5

0,05

2

1

100

20 (10–500)

108

24

G17

При замыкании

7,5/10

500

DPDT

0,5

1

1

15

9

50

10 (55–500)

106

140

GR6

JNB218

Нет

8/8

8/6

SPST-NC

4

3

0,05

3

2

100

20 (10–500)

108

5

GH6

При замыкании

8/8

500

SPDT

0,5

6

6

50

10 (55–2000)

106

40

G12

Да

8/10

5/7

3/3

2/2

500

DPDT

0,8

1,5

0,02

15

9

30

10 (10–2000)

106

71

G12L

DPDT поляризованное

G47A

Да

8/12

7,5/10

7/5

5/3

500

SPST-NO

1,2

1,2

0,03

10

10

30

10 (55–1000)

2×106

26

G47B

SPST-NC

GH4

Да

8/15

500

SPDT

0,02

6

6

50

10 (55–2000)

2×106

40

GH2

Нет

8/25

0,01

GR5LTA

Да

10/5

SPST-NO

1

8

0,25

2

2

100

20 (10–500)

109

28

GR5LTB

SPST-NC

G43A

Да

10/25

7/20

6/13

4/10

500

SPST-NO

1,2

1,2

0,02

10

10

50

10 (55–2000)

2×106

28

G43B

SPST-NC

G43C

SPDT

G81A

Да

10/5,
20
или 30

SPST

0,03

10

10

30

10 (55–500)

2×106

57

G81B

G81C

SPDT

0,05

71

GR5MTA

Да

15/5

SPST-NO

1

8

0,25

3

2

100

20 (10–500)

108

28

G13

При замыкании

15/10

500

DPDT

0,5

1

1

15

9

50

10 (55–500)

106

142

G13L

DPDT поляризованное

G15

При замыкании

15/12

500

SPDT

1

15

9

50

10 (55–500)

106

85

G15L

SPDT поляризованное

G8

С ограничениями

15/30

12/18

9/10

7/6

500

SPDT

0,5

1

0,025

15

9

50

10 (55–500)

106

85

G8L

G18

Да

15/30

500

SPDT

0,5

1

0,025

15

9

50

10 (55–500)

106

85

G2

Нет

15/50

12/30

9/17

7/10

500

SPDT

0,5

1

0,012

15

9

50

10 (55–500)

106

85

G2L

G9

Да

15/75

13/35

10/22

500

SPDT

3

3,5

0,01

30

8

50

10 (55–500)

106

300

G2SPD

Да

15/50

12/30

9/17,5

7/10

500

DPDT

1

2,5

0,012

20

8

1,5

10 (55–2000)

106

160

G8SPD

Да

15/30

12/18

9/10

7/6

500

DPDT

1

2,5

0,025

20

8

1,5

10 (55–2000)

106

160

G15SPD

Да

15/30

500

DPDT

0,025

20

8

1,5

10 (55–2000)

106

160

G23

Да

20/75

12/35

8/22

5/15

500

DPDT

3

3,5

0,01

30

10

50

10 (55–300)

106

380

G53

Нет

20/150

15/70

10/45

500

DPDT

5

5

0,012

100

15

10

10 (55–500)

106

1600

G38

При замыкании

25/15

500

SPST-NC

1

18

20

30

10 (55–500)

2×106

342

G25

Да

25/18

500

SPDT

0,1

15

15

20

10 (55–500)

106

320

G62

Да

25/18

500

SPST

SPDT

0,5

15

15

20

10 (55–500)

106

340

G62L

G28

При замыкании

25/30

500

SPST-NO

1

18

10

30

10 (55–500)

2×106

342

G32

Да

25/45

SPST-NC

2,5

2,5

0,01

20

G22

25/65

SPST-NO

0,005

10

G50

Да

25/110

500

SPDT

5

5

0,005

100

15

30

10 (55–500)

106

992

G52

С ограничениями

25/150

15/120

10/75

7/30

0,003

G20

Нет

28

22

12

10

500

SPST-NO

2,5

2,5

0,005

18

10

30

10 (55–500)

2×106

342

110

60

40

30

G61

При замыкании

35/10

500

SPST

SPDT поляризованное

1

15

15

20

10 (55–500)

106

336

G61L

G60C

При замыкании

35/12

500

SPDT

1

15

15

50

10 (55–500)

106

85

G60L

SPDT поляризованное

G64

При замыкании

50/10

500

SPST

SPDT поляризованное

1

15

15

10

10 (55–500)

106

340

G64L

SPDT поляризованное

G71

При замыкании

70/10

500

SPST

SPDT

2

20

15

20

10 (55–500)

5×106

336

G71L

Литература
  1. gigavac.com
  2. escltd.ru
  3. Лахно А. Высоковольтные реле и контакторы фирмы GIGAVAC // Компоненты и технологии. 2010. № 10.
  4. Лахно А. Высоковольтные реле и контакторы фирмы GIGAVAC // Современная электроника. 2013. № 7.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *