Perché utilizzare un isolatore solare IMO?


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Convertitore CC

I prodotti IMO “SI” sono dei veri e propri isolatori-convertitori CC, non un tipo a CA che diminuisce il voltaggio o prevede il ricablaggio per il funzionamento in CC. È importante considerare che qualsiasi isolatore CA è fondamentalmente progettato con materiali scelti in modo che il carico sia in CA, ciò significa che l'alimentazione del carico sarà un'onda sinusoidale a 50/60 Hz, sia che si tratti di 230 V CA che di 400 V CA, ecc. Si noti che quando si passa alla CA, la natura dell'alimentazione del carico passerà sempre attraverso 0 V CA, pertanto, benché i carichi possano essere notevoli, l'alimentazione stessa si autoestingue. Con ciò si desidera sottolineare che, anche se l'isolatore passa a un carico al massimo punto di picco, e si forma un arco tra i contatti, l'azione dell'alimentazione si riduce a 0 V, ossia il carico tenderà a zero e l'arco si estinguerà da solo. Al contrario il carico CC sarà sempre presente e, a meno che non si azzeri, la potenza spinta attraverso i contatti sarà sempre la stessa, di conseguenza, se il carico è di 500 V CC 25 A sarà ora di 500 V 25 A, tra 1 secondo, 1 minuto, tra 1 ora, ossia resterà costante. In tal caso, a differenza della CA sopra menzionata, così come si “SPEGNE ” un carico, così lo si “ATTIVA”; La CC non passa attraverso un livello di 0 V, a meno che non vi sia un guasto di alimentazione del sistema (o di altro tipo).

Velocità del commutatore

I prodotti IMO “SI” prevedono un passaggio di velocità indipendente dall'operatore, ossia il meccanismo IMO è tale che non vi è collegamento diretto tra il manipolo dell'operatore e i contatti del commutatore. Dato che il manipolo IMO viene spostato, interagisce con un meccanismo a molla che quando raggiunge un punto stabilito causa lo “SNAP OVER” di tutti i contatti, causando pertanto un'azione di interruzione molto rapida, che fa sì che gli archi prodotti dal carico CC costante si estinguano normalmente entro 5 ms. In un isolatore CA, c'è un collegamento diretto tra l'operatore che gira il manipolo e il commutatore dei contatti, pertanto, se l'operatore gira il manipolo lentamente, i contatti si interromperanno lentamente portando i tempi dell'arco a massimo 100 ms o più. Dato che gli isolatori CA prevedono un'azione diretta, l'operatore può sempre arrestare l'azionamento/interruzione dei contatti, facendoli così oscillare a tal punto che l'azionamento/interruzione dell'arco potrebbe causare una notevole usura del contatto. Con la gamma IMO “SI” è impossibile arrestare il meccanismo di azionamento/interruzione una volta dato inizio al movimento, di conseguenza, l'operazione sarà completata prima che si verifichi qualsiasi altro movimento secondario. Un certo numero di isolatori CA presenta rating CC, ma essi di norma sono coperti da un avviso in piccolo: “Solo commutazioni rapide”. Ne consegue la domanda “Cosa si intende per commutazione rapida?” soprattutto dove, come menzionato prima, questi isolatori fanno affidamento sull'azione dell'operatore.

Formazione dell'arco

I prodotti IMO “SI” funzionano con un meccanismo di “interruttore a coltello” ossia quando l'unità è azionata il funzionamento produce una doppia interruzione [double break] ma l'effetto di creazione dell'arco si verifica solo negli angoli dell'interruttore e pertanto il contatto principale viene a crearsi su un'area dove non si verifica l'arco. La natura rotatoria del nostro meccanismo di contatto fa sì che quando il “SI” viene azionato, si verifica un'azione di autopulizia sui punti di creazione dell'arco, comportando una buona integrità dei contatti durante il ciclo di vita del prodotto. Un vantaggio secondario di questo tipo di funzionamento, in un design fotovoltaico, dove sono disponibili alti voltaggi, è che in caso di guasto della messa a terra, l'alto voltaggio del corto circuito spinge i contatti insieme, fornendo un elevato withstand del corto circuito fino a 1700 A (a seconda del prodotto). Se ora si considera il tipo di isolatore CA del prodotto, quest'ultimo di norma usa una doppia interruzione [double break] ma su un ponte di contatto, simile a quello nel contattore; pertanto, benché offra anche una doppia interruzione [double break] come il meccanismo IMO, l'arco si verifica al punto di commutazione/contatto, e qualsiasi operazione successiva comporta continuità (o un tentativo di) nello stesso punto. In caso di saldatura del contatto, dove i contatti si toccano, l'isolamento dell'unità si interrompe e viene a mancare di conseguenza anche la sua efficacia nel passare a potenze superiori. Se poi consideriamo, come sopra, una situazione di corto circuito, allora la capacità di un isolatore CA prevede solo massimo 400 A (a seconda del prodotto). A causa della natura del commutatore CA, l'alimentazione CA passa attraverso un punto di 0 V, pertanto, vi è davvero una portata commerciale molto limitata per la progettazione di meccanismi di soppressione degli archi negli isolatori CA. Al contrario, quando si passa alla corrente CC, l'arco è presente e pertanto IMO “SI” include delle piastre di estinzione dell'arco all'interno dell'area di contatto del design, in modo da ridurre l'effetto di riscaldamento generato da tale arco e aumentare notevolmente il ciclo di vita operativo del prodotto, a differenza degli isolatori CA.

Perdite e guasti

Il meccanismo di tipo a coltello IMO “SI” offre una serie di contatti per polo; tuttavia, il tipico isolatore CA utilizza il meccanismo con ponte di contatto, in quanto ciascun lato del polo subisce perdite dovute alla resistenza del contatto (ossidazione, ecc), ciò porta a un autoriscaldamento all'interno del dispositivo. Pertanto, se si considera un'installazione dove per ottenere l'isolamento viene cablato un isolatore CA a quattro poli con ciascun set di poli in serie, si offriranno al cliente 8 set di contatti, comportando 8 perdite per polo e 8 effetti di riscaldamento per polo; questo, ad elevati livelli di voltaggio, potrebbe produrre un notevole riscaldamento del prodotto, nonché perdite nel sistema. Inoltre, se consideriamo quanto descritto sopra come un'installazione, allora, se un isolatore CA presenta 4 set di poli in serie per eseguire la stessa funzione delle unità IMO “SI”, dove si vanno posizionati 2 poli in serie, a causa delle differenze di meccanismo, ci sarà una quantità di guasti ai contatti potenzialmente 6 volte superiore.

Isolatore solare

Il meccanismo di tipo a coltello IMO “SI” offre tuttavia una serie di contatti per polo, il tipico isolatore CA utilizza il meccanismo ponte di contatto, in quanto ciascun lato del polo subirà perdite dovute alla resistenza del contatto (ossidazione, ecc), ciò significa che si verifica autoriscaldamento all'interno del dispositivo. Pertanto, se si considera un'installazione dove per ottenere l'isolamento viene cablato un isolatore CA a quattro poli con ciascun set di poli in serie, si offriranno al cliente 8 set di contatti, comportando 8 perdite per polo e 8 effetti di riscaldamento per polo; che ad elevati livelli di voltaggio potrebbe produrre un notevole riscaldamento del prodotto, nonché perdite nel sistema. Inoltre se consideriamo quanto descritto sopra come un'installazione, se un isolatore CA presenta 4 set di poli in serie per eseguire la stessa funzione delle unità IMO “SI”, dove si devono posizionare 2 poli in serie, a causa delle differenze di meccanismo ci sarà una quantità di guasti ai contatti potenzialmente 6 volte superiore.