Componentes industriales de alto valor técnico
Test y medida de potencia
Automatización avanzada y robótica colaborativa
La solución en 30 segundos
En un cortocircuito, el calor funde los contactos y el impulso magnético los separa: un contactor de gas sellado puede acabar en explosión.
Conmutación en aire con extinción de arco por imanes permanentes y cámara abierta.
Un fallo contenido en lugar de una explosión dentro del armario.
El ingeniero que diseña un banco de baterías BESS o un armario de alta tensión para EV se enfrenta a una decisión con consecuencias de seguridad reales: elegir contactor de gas encapsulado o de conmutación en aire puede ser la diferencia entre un fallo contenido y una explosión dentro del armario.
En caso de cortocircuito se producen dos fenómenos. Uno de ellos es térmico; la corriente de sobrecarga (el caso extremo es un cortocircuito) genera un calentamiento en los contactos de I²t W. Este calor puede provocar la fusión del material del contacto, quedando estos pegados. Otro fenómeno es el impulso magnético; la corriente de corto genera una fuerza que abre el contacto, provocando arco eléctrico. El fenómeno térmico de fusión de contactos es más lento que el impulso magnético; un cálculo correcto del fusible y elegir la tecnología adecuada en el contactor puede hacer que este fallo sea seguro y no dañe a los elementos circundantes. El impulso magnético es crítico: la apertura del contactor con gran fuerza genera tanto arco eléctrico como una gran fuerza mecánica sobre el contacto que puede destruirlo.
Existen dos tecnologías para conmutar continua con contactores. Al abrir un circuito de continua se genera un arco eléctrico, con una energía que depende de la tensión abierta y del tipo de carga (crítico en cargas inductivas). Una tecnología consiste en encapsular el contacto en una cámara con un gas inerte, de tal forma que al abrir el circuito no se genere arco eléctrico visible. Se consiguen así contactores de tamaño reducido para alta tensión. Estos son los contactores de gas encapsulado, usados en aplicaciones de fotovoltaica, automoción, etc. desde hace unos 30 años.
Otra tecnología es sacar el arco eléctrico de los contactos. Esto se consigue mediante soplado magnético: unos imanes desplazan el arco eléctrico fuera de los contactos, hacia una cámara donde se extingue. Esta tecnología se lleva usando en el ámbito ferroviario desde hace un siglo, y sigue vigente en este sector por seguridad.
El problema de los contactores de gas encapsulado es que, en caso de sobrecarga, los contactos se calientan con una potencia de I²t W. Este calor provoca dos efectos: el calentamiento del gas en un recinto cerrado aumenta su presión, pudiendo llegar a explotar. Esta explosión destruye el contactor y proyecta partes que dañan los elementos circundantes, el terminal conectado a la batería o fuente de energía puede salir despedido y tocar cualquier parte del recinto.
Con la tecnología de conmutación en aire no se produce este fenómeno. Los contactos están a presión ambiental; la sobrecarga o cortocircuito calientan el contacto, pudiendo llegar a fundirlo y quedarse pegado, pero no explotará ni dañará elementos circundantes.
El cálculo correcto del fusible debe ayudar a prevenir estas circunstancias, pero es claro cómo los contactores de aire aportan una mayor seguridad.
Cómo lo resuelve Kolbi
Nuestro partner Schaltbau aporta una experiencia y un know-how de más de 90 años conmutando continua. Esta experiencia, desarrollada durante casi un siglo en aplicaciones ferroviarias, se aplica ahora a los nuevos sectores en auge, adecuando los contactores a estas nuevas áreas de aplicación.
El foco tecnológico de Schaltbau es la conmutación segura. Se asegura que, en el peor de los casos, un fallo en el sistema no provocará daños más allá del propio componente, produciéndose un fallo seguro: un fallo que no provoque explosiones ni dañe los equipos adyacentes. Esta conmutación segura se consigue gracias a la tecnología patentada de conmutación en aire, probada y contrastada durante más de 90 años en el sector ferroviario y que ahora se aplica a BESS y EV. Las nuevas familias de contactores DC se han adaptado a unos tamaños, pesos y formatos compatibles con los requerimientos de las nuevas aplicaciones en BESS, fotovoltaica, automoción y electromovilidad.
Contactores bidireccionales disponibles en 250, 350, 500, 1.000 y 1.500A hasta 1.500Vdc. Aleación especial AgSnO₂ en los contactos que permite un elevado número de maniobras mecánicas. Bidireccionalidad nativa. Circuitos de muy bajo consumo en la bobina. Aplicaciones de BESS, cargadores de vehículo eléctrico.
Contactores con mayor capacidad de apertura en carga, para conmutar elementos que aporten mayor energía al arco eléctrico. Aplicaciones en BESS, naval (certificaciones DNV en algunos modelos), AGVs. Contactores bidireccionales disponibles en 150, 300, 500 y 1.000A y hasta 1.500Vdc (1.800Vdc el C320). El C310 está disponible también en versión biestable, de muy bajo consumo, orientada a aplicaciones de batería donde el consumo de la bobina en reposo debe ser mínimo.
| Componente | Función en esta solución |
|---|---|
| Schaltbau C303 / C305 / C330 | Contactores DC 250-1.500A hasta 1.500V, conmutación en aire |
| Schaltbau C310 bidireccional | Contactores DC 150-1.000A, mayor capacidad de cortocircuito |
| Schaltbau C320 | Contactores DC hasta 1.800V, mayor capacidad de cortocircuito |
| Schaltbau C310 biestable | Versión bajo consumo para aplicaciones de batería |
Comparativa técnica
| Característica | Conmutación en aire (Schaltbau) | Gas encapsulado |
|---|---|---|
| Riesgo de sobrepresión | No, cámara abierta | Sí, en sobrecarga/cortocircuito |
| Riesgo de explosión | No | Posible en condiciones extremas |
| Extinción de arco en DC | Por imanes permanentes | Por gas no ionizable |
| Contactos auxiliares | Con función espejo, según IEC 60947 | Sin función espejo |
| Transparencia de inspección | Alta | Baja (cámara sellada) |
| Experiencia sectorial | 90 años ferroviario + EV/BESS | Variable |
Diferencial técnico
Schaltbau usa de forma masiva contactos de plata-óxido de estaño (AgSnO₂) frente al cobre estándar de otros fabricantes. Este material presenta:
Impacto en el coste del sistema: la baja resistencia óhmica se traduce en menos calor disipado. Un C303 con AgSnO₂ (0,13mΩ) disipa 15,9W a 350A, frente a 36,8W y 61,3W de contactores equivalentes de otros fabricantes con mayor resistencia de contacto. En armarios con varios circuitos DC (habitual en BESS), esa diferencia se multiplica y reduce directamente la capacidad de refrigeración necesaria.
La serie C303 está disponible en variantes Ecosave (bobina estándar), HED (reductor electrónico de consumo de bobina hasta 2W) y Precharge (optimizada para aplicaciones de precarga con tiempo limitado en estado cerrado).
Cuéntanos la tensión de bus, la corriente nominal y si la aplicación es bidireccional. Te hacemos la recomendación de contactor correcta con los datos técnicos de respaldo.
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años de Kolbi en automatización industrial.
Soporte técnico
Revisamos tu aplicación, proponemos la solución adecuada y resolvemos dudas técnicas durante la integración.
DivisiónComponentes industriales
Sectores donde aplica
Sistemas BESS donde la bidireccionalidad es obligatoria y el riesgo de explosión en armario es inaceptable.
Packs de baterías EV donde el contactor principal de seguridad tiene que abrir en cualquier condición.
Tracción ferroviaria donde Schaltbau tiene 90 años de experiencia documentada.
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