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Prüfung von Leistungsschaltern: Wo hohe Leistung auf hohe Genauigkeit treffen muss

 

In diesem Whitepaper wird das von Sensata Technologies entworfene Projekt erläutert, bei dem die Genesis HighSpeed-Produkte von HBM ein traditionelles und veraltetes Setup mit Oszilloskopen ersetzten.

Sicheres Testen von Hochleistungsleistungsschaltern

Leistungsschalter sind überall dort allgegenwärtig, wo es elektrische Stromkreise gibt, die vor Überstrom geschützt werden müssen, der durch eine Überlastung oder einen Kurzschluss verursacht wird. Sie reichen in Größe und Kapazität von Geräten in der Größe eines Fingernagels, die für den Halbleiterschutz verwendet werden, bis hin zu Geräten, die so groß wie ein Lastwagen sind und zum Schutz der Hochspannungskreise entwickelt wurden, die Städte mit Strom versorgen.

Grundlagen des Leistungsschalters

Die Funktion eines Leistungsschalters besteht darin, eine automatische Möglichkeit zu bieten, die Stromversorgung eines fehlerhaften Systems zu unterbrechen, um es vor Schäden durch Überstrom zu schützen. Wenn normal Strom durch den Leistungsschalter fließt, müssen seine Kontakte den Laststrom ohne übermäßige Erwärmung führen. Sobald ein Fehler erkannt wird, muss der Leistungsschalter öffnen, um den Stromfluss zu unterbrechen. Wenn ein hoher Strom oder eine hohe Spannung unterbrochen wird, wird ein Lichtbogen erzeugt. Leistungsschalter müssen auch der durch den Lichtbogen erzeugten Hitze standhalten. Angesichts der hohen Spannungen und Ströme, die mit Hochleistungsleistungsschaltern verbunden sind, können Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten für diese Geräte äußerst gefährlich sein. Da sie zu diesem Zeitpunkt noch nicht gründlich charakterisiert wurden, können überlastete Leistungsschalter explodieren und/oder brennen. Um mögliche Schäden zu begrenzen, werden die Tests in der Regel in Prüfzellen mit dicken Wänden und kugelsicherem Glas durchgeführt. Oft ist der Prüfort durch genügend Abstand von den Prüfinstrumenten getrennt, um Bediener und Ausrüstung vor umherfliegenden Trümmern und Rauch zu schützen.

Prüfung von Leistungsschaltern bei Sensata

Sensata Technologies ist der weltweit führende Anbieter von Sensoren und Steuerungen und bedient eine breite Palette von Märkten und Anwendungen. Als technischer Testmanager für die AIRPAX-Schutzschalter®- und Leistungsschalterlinie von Sensata Technologies mit Sitz in Cambridge, Maryland, weiß Gene Dobbs, wie schwierig das Testen von Leistungsschaltern sein kann. Bis vor relativ kurzer Zeit hatten er und seine Mitarbeiter auf mehrere oszilloskopbasierte Testsysteme gesetzt, die seit mehr als zwei Jahrzehnten im Einsatz waren. Dobbs selbst hatte die Steuerungssoftware des Systems entwickelt. Als die Systemkomponenten in die Jahre kamen und repariert werden mussten, hatte das technische Testteam immer größere Schwierigkeiten, Hilfe vom ursprünglichen Hersteller zu erhalten. Als eines der beiden Systeme vollständig ausfiel und der OEM den Support einstellte, erkannte das Unternehmen, dass es an der Zeit war, in neue Testsysteme für die Forschung und Entwicklung von hydraulisch-magnetischen Schutzschaltern/-schutzschaltern, Produktionstests und UL-Testanwendungen zu investieren.

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