Stel je voor dat een precisie-instrument uitvalt door oververhitting – de gevolgen reiken verder dan verloren tijd en kunnen leiden tot economische verliezen. Thermische beveiligingen dienen als cruciale componenten die apparatuur beschermen tegen schade door hitte. Dit artikel onderzoekt de kernparameters, prestatiekenmerken, toepassingsscenario's en industriële certificeringen van thermische beveiligingen om ingenieurs en inkoopmedewerkers te helpen weloverwogen beslissingen te nemen.

Thermische Beveiligingen: De Veiligheidsbewakers van Elektrische Apparatuur

Een thermische beveiliging is een enkelpolig of meerpolig contactsysteem dat is ontworpen om de stroom betrouwbaar af te sluiten wanneer elektrische apparatuur een vooraf ingestelde temperatuurdrempel bereikt, waardoor schade door hitte wordt voorkomen. Deze apparaten worden veel gebruikt in verschillende elektrische apparatuur, waaronder motoren, transformatoren, verwarmingstoestellen en huishoudelijke apparaten (zoals blenders en elektrische waterkokers). Op basis van de contacttoestand worden thermische beveiligingen in twee typen ingedeeld:

• Normaal Gesloten (NC) Thermische Beveiligingen: Ideaal voor klassieke apparatuurbescherming, waarbij circuits onmiddellijk worden losgekoppeld wanneer abnormale temperatuurstijgingen optreden.
• Normaal Open (NO) Thermische Beveiligingen: Geschikt voor operationele veiligheid, zoals het aansluiten van signaalgeneratoren of ventilatoren om ervoor te zorgen dat apparatuur alleen binnen specifieke temperatuurbereiken werkt.

Belangrijkste Parameters: Temperatuur, Impedantie en Levensduur

De prestaties van thermische beveiligingen worden bepaald door verschillende kritieke parameters die direct van invloed zijn op hun beschermende effectiviteit en levensduur.

1. Nominale Schakeltemperatuur (NST)

De NST vertegenwoordigt de meest cruciale parameter en definieert de temperatuur waarop de beveiliging moet activeren. Voor NC-beveiligingen geeft dit de temperatuur aan waarop contacten openen om de stroom te onderbreken. Voor NO-beveiligingen geeft dit de temperatuur aan waarop contacten sluiten. NST wordt typisch uitgedrukt in graden Celsius (°C).

Het selecteren van een geschikte NST vereist een zorgvuldige afweging van het normale bedrijfstemperatuurbereik en de maximale toelaatbare temperatuur van de te beschermen apparatuur. Een te lage instelling kan valse triggers veroorzaken, terwijl een te hoge instelling het risico op onvoldoende bescherming tegen oververhitting met zich meebrengt.

2. Schakeltemperatuurtolerantie

NST-specificaties omvatten een tolerantiebereik gemeten in Kelvin (K), dat de toegestane afwijking tussen de werkelijke en nominale schakeltemperaturen beschrijft. De standaardtolerantie is ±5K, hoewel voor toepassingen met een hogere precisie strakkere toleranties zoals ±2,5K beschikbaar zijn.

Kleinere toleranties zorgen voor activering dichter bij de nominale temperatuur, waardoor de beschermingsnauwkeurigheid wordt verbeterd, maar de productiekosten toenemen.

3. Reset Temperatuur

Deze parameter geeft de temperatuur aan waarop de beveiliging terugkeert naar zijn oorspronkelijke staat. Voor NC-beveiligingen is dit wanneer contacten opnieuw sluiten; voor NO-beveiligingen wanneer contacten opnieuw openen. De reset temperatuur ligt typisch onder de NST om snelle cycli tijdens kleine temperatuurschommelingen te voorkomen.

De selectie moet ervoor zorgen dat de reset temperatuur hoger is dan de maximale omgevingstemperatuur van de toepassing om een goede automatische resetfunctionaliteit te garanderen.

4. Contactweerstand

Een essentiële eigenschap die de weerstand tussen contacten weerspiegelt, typisch gespecificeerd als een maximale waarde in datasheets. De werkelijke weerstand meet vaak aanzienlijk lager als gevolg van operationele variabelen, waaronder piekstromen en reactieve belastingen.

Contactweerstand omvat meerdere serieweerstanden van componenten zoals contactsystemen, verbindingen, geleiders en kabels. Hoewel het moeilijk te isoleren is, beïnvloedt deze parameter kritisch temperatuurvariaties veroorzaakt door inherente verwarming.

5. Contact Bounce

Dit inherente mechanische fenomeen beschrijft het snel openen/sluiten van contacten tijdens schakelovergangen. Kortere bounce-duur geeft een hogere kwaliteit aan door booggeïnduceerde contacterosie onder belasting te minimaliseren.

6. Schakelcycli

Deze vitale prestatiemeting specificeert het aantal aan/uit-overgangen dat een beveiliging kan voltooien onder de meest ongunstige belastingsomstandigheden, terwijl de gespecificeerde parameters (NST, reset temperatuur, contactweerstand) worden gehandhaafd.

De levensduur hangt af van meerdere factoren, waaronder stroombelasting, spanning, omgevingstemperatuur en vochtigheid. De selectie moet overeenkomen met toepassingsspecifieke omstandigheden en de verwachte levensduur.

Speciale Toepassingsoverwegingen: Impregneerbestendigheid

Bij gebruik voor spoelbescherming ondergaan thermische beveiligingen vaak impregneerprocessen met isolerende vernissen of harsen. Effectieve afdichting is verplicht om het binnendringen van vloeistof te voorkomen, wat de functionaliteit tijdens foutcondities kan aantasten. Vacuümimpregnatie stelt de strengste eisen. Isolatie na montage met epoxy of siliconen kan de impregneerbestendigheid verbeteren indien nodig.

PTC-thermistors: Een Alternatieve Oplossing voor Oververhittingsbescherming

Positieve Temperatuurcoëfficiënt (PTC)-thermistors vertonen een toenemende weerstand bij stijgende temperatuur, waardoor ze geschikt zijn voor overstroom- of overtemperatuurbescherming. In tegenstelling tot bimetalen thermische beveiligingen vereisen PTC-apparaten extra evaluatie-elektronica. Hun voordelen zijn onder meer hogere en individueel configureerbare schakelcycli.

Industriële Certificeringen: Het Waarborgen van Veiligheid en Kwaliteit

Elektrische componenten vereisen doorgaans veiligheidscertificeringen van erkende instanties:

• VDE (Verband der Elektrotechnik): De belangrijkste certificering voor de Duitse markt, die de naleving van elektrische veiligheidsnormen verifieert.
• UL (Underwriters Laboratories): De belangrijkste veiligheidscertificering voor de Amerikaanse markt, die de naleving van strenge testprotocollen aangeeft.
• CSA (Canadian Standards Association): De equivalente certificeringsstandaard voor de Canadese markt.
• CQC (China Quality Certification Center): Certificeert de naleving van Chinese marktnormen en kwaliteitseisen.

Conclusie

Het selecteren van geschikte thermische beveiligingen vereist een uitgebreide evaluatie van technische parameters en toepassingsomgevingen. Gecertificeerde producten van erkende testinstanties bieden een verbeterde veiligheidsgarantie. De juiste selectie draagt bij aan een betrouwbare werking van de apparatuur, een langere levensduur, lagere onderhoudskosten en een verbeterde productconcurrentiepositie.