مهمترین عوامل خرابی کنتاکتور ها

در این مقاله به عناوین زیر می پردازیم 

اهمیت کنتاکتور

چند توصیه کلی

عوامل موثر بر خرابی کنتاکتور (عوامل کاربری)

عوامل خرابی پلاتین کنتاکتور

سایش کنتاکت ها در کاربردهای مختلف

اجزا کنتاکتور

نتیجه گیری

هدف این مقاله ارائه راهنمایی های لازم جهت آشنایی با مهمترین عوامل خرابی کنتاکتور ها در تاسیسات صنعتی است تا اطمینان پیدا کنید که آیا عملکرد آن ها ایراد دارد و آیا نیاز به تعویض آن خواهد بود یا خیر.

اهمیت کنتاکتور

همانطور که می دانید کنتاکتور ها از دسته کلید ها بوده و برای کار سوییچینگ یا قطع و وصل مدار بصورت متناوب استفاده می شوند. با این کار شما می توانید الکتروموتور ها و یا سایر تجهیزاتی که به آن ها وصل شده اند را روشن و خاموش و کنترل کنید. اگر یک کنتاکتور بدرستی کار نکند و نتواند وظیفه خود را در زمان مناسب و با کیفیت مورد انتظار انجام دهد ممکن به توقف در تولید یا بروز خسارات ناشی از عدم توقف دچار شویم. از این نظر بسیار مهم است که اولا یک کنتاکتور خوب و مناسب برای سیستم برق کارخانه خود انتخاب کنیم و دوم اینکه بصورت دوره ای به بازرسی و بررسی وضعیت آن ها بپردازیم تا در صورت وجود نشانه های عدم کارکرد صحیح آن ها را تعمیر و یا تعویض کنیم. این مقاله توصیه های کاربردی و مهم در زمینه خرابی کنتاکتور را به شما ارائه می دهد.

چند توصیه کلی

هر چند ما در مورد انتخاب کنتاکتور قبلا صحبت کرده ایم و می توانید با مراجعه به آن اطلاعات بیشتری بدست بیاورید اما در اینجا توجه شما را به برخی نکات جلب می کنیم برای اینکه مطمئن شوید ایراد یا اشکال موجود از خود کنتاکتور است و نه از شرایط نگهداری یا طراحی پروژه یا نصب صحیح دستگاه و بعد از اینکه این موارد را بررسی کردید بعد سراغ خود کنتاکتور بروید.

1.      کنتاکتور درست را انتخاب کنید.

برای این منظور باید موارد زیر را در زمان انتخاب مورد توجه قرار دهید:

• ماهیت وظیفه کنتاکتور مورد نظر شما چیست و قرار است برای چه کاربردی استفاده شود.
• موقعیت کنتاکتور در مدار
• ولتاژ و فرکانسی که قرار است کنتاکتور با آن کار کند.
• فرکانس عملیات یا تعداد سوییچینگ کنتاکتور چقدر باید باشد و قرار است مثلا در یک ساعت چند بار قطع و وصل شود.
• مقررات ایمنی محل پروژه چه اقتضائاتی دارد و آیا کنتاکتور انتخاب شده قابلیت استفاده در آن شرایط را دارد؟
• تنش های الکتریکی و مکانیکی محتمل چیست؟ آیا دستگاه مورد نظر شما تاب تحمل این تنش ها را دارد یا می توان این تنش ها را به نوعی مدیریت کرد؟

2. نصب کنتاکتور و دو نکته مهم:

• دستورالعمل های ارائه شده با هر کنتاکتور که معمولا در کاتالوگ و یا دیتاشیت موجود در بسته بندی وجود دارد، باید رعایت شود پس به دقت آن را بخوانید و از محدودیت ها و هشدار های آن آگاه شوید.
• در زمان سوراخ کردن پانل، مراقب ریزش براده های فلزی به داخل کنتاکتور باشید و آن را از ورود این براده ها محافظت کنید. در غیر این صورت ممکن است این براده های رسانا وارد دستگاه شما شده و منجر به تولید صدای وزوز بیش از اندازه و یا جرقه زدن شود.

3. شرایط نگهداری و آب و هوایی

محیط استفاده از کنتاکتور (دما، رطوبت،ارتفاع از سطح دریا و شرایط نگهداری و غیره) را در نظر بگیرید. برای اینکه با میزان تطابق شرایط استفاده با مشخصات کنتاکتور پی ببرید به دیتاشیت آن مراجعه کنید. در آن ها معمولا در مورد مسائلی مانند شرایط دمایی و رطوبت به وضوح صحبت شده است. برخی از کنتاکتور ها نیز برای استفاده در شرایط خاص آب و هوایی یا محیط های با شرایط خاص مانند محیط های دارای مواد خورنده و اسیدی یا محیط های مستعد انفجار طراحی و ساخته شده اند.

4. اتصالات

اطمینان حاصل کنید که سیم ها به درستی و محکم به محل قرار گیری خود در ورودی ها و خروجی های کنتاکتور متصل شده اند. همچینین از اتصال درست ماژول ها به کنتاکتور (مانند کنتاکت کمکی و وریستور) مطمئن شوید.

عوامل موثر بر خرابی کنتاکتور (عوامل کاربری)

قبل از هر گونه جداسازی قطعات کنتاکتور به یاد داشته باشید که ابتدا کنتاکتور را از مدار قطع کنید. برای این کار می توانید مدار اصلی را با خاموش کردن کلید اصلی یا با برداشتن فیوزهای اصلی در هر سه فاز برق را قطع کنید. برای محافظت بیشتر، مدار کنترل را نیز بازدید کنید. بطور کلی مهمترین قسمت های یک کنتاکتور را میتوان قسمت پلاتین ها (کنتاکت ها) و قسمت سیم پیچ (بوبین) دانست. و معمولا نیز ایراد ها خود را در این قسمت ها نشان می دهند.

در این جا می خواهیم به نمونه دلایل رایجی که باعث خرابی کنتاکتور می شود، بپردازیم.

1.افت ولتاژ در هنگام راه اندازی موتور

افت ولتاژ به کمتر از 85 درصد ولتاژ اسمی برای مدت زمانی 5 تا 10 میلی ثانیه می تواند برای شروع باز شدن کنتاکتور کافی باشد. همچنین سایر اختلالات در ولتاژ کنترل مانند کنتاکت های ضعیف در رله یا ترانسفورماتور کنترل و منبع تغذیه بسیار کوچک و ضعیف می تواند عامل این مشکل باشد. در نتیجه، مشکلات ولتاژ می تواند باعث افزایش سایش پلاتین ها و همچنین دلیل جوش خوردن کنتاکت های اصلی باشد. با استفاده از فناوری AF از این مشکلات جلوگیری می شود.

2.ارسال ولتاژ ضعیف به سیم پیچ

ولتاژ کنترل کمتر از 85 درصد ولتاژ نامی در حین نصب ممکن است برای بستن ایمن کنتاکتور کافی نباشد و به دلیل گرم شدن بیش از حد باعث ذوب شدن سیم پیچ شود. این اتفاق به این خاطر است که سیم پیچ برای مقاومت در برابر جریان هجومی با مدت زمان محدودی طراحی شده است. یکی از دلایل رایج این می تواند باشد که وقتی تغذیه سیم پیچ از منبع تغذیه اصلی گرفته می شود، جریان زیاد باعث افت ولتاژ می شود. ولتاژ کنترل بیش از حد بالا نیز می تواند باعث ذوب شدن سیم پیچ شود.

3.راه اندازی موتور بصورت مستقیم

اگر در هنگام راه‌اندازی به سطح بالایی از گشتاور نیاز باشد، به عنوان مثال یک فن یا یک پمپ بزرگ، ظرفیت ساخت کنتاکتور و جریان تحمل کوتاه مدت باید جریان راه‌اندازی و پیک جریان را بتواند مدیریت کند.

4.راه اندازی مجدد موتور با دور آرام

تلاش برای راه اندازی مجدد موتور قبل از توقف کامل آن باعث بوجود آمدن پیک جریان می شود که از نظر تئوری می تواند به دو برابر جریان مورد نیاز برای راه اندازی موتور از حالت سکون برسد. این اتفاق می تواند منجر به جوش خوردن پلاتین ها شود.

5.راه اندازی موتور بصورت ستاره مثلث

تنظیم زمان خیلی کوتاه بین تغییر حالت بین ستاره و مثلث اجازه نمی دهد که موتور به 80-90٪ سرعت اسمی خود برسد. این باعث می شود که کنتاکتور ستاره جریانی بالاتر از حد انتظار را بکشد. اگر واحد راه انداز برای مدت طولانی در موقعیت ستاره بماند، تنش در کنتاکتور ستاره را افزایش می دهد. زیرا کنتاکتور ستاره عمدتاً برای جریان کوتاه مدت تنظیم می شود.

تغییر در طول زمان بین ستاره و مثلث مهم است. اگر از هیچ تایمر یا وسیله دیگری برای دریافت زمان استراحت بین باز شدن کنتاکتور ستاره و بسته شدن کنتاکتور مثلث استفاده نشود، این خطر وجود دارد که قوس الکتریکی داخل کنتاکتور ستاره باقی بماند و یک اتصال کوتاه ایجاد کند. اگر زمان سپری شده بیش از حد طولانی باشد، موتور شروع به کند شدن می کند و بسته شدن مثلث یک پیک جریان بالاتر از حد انتظار ایجاد می کند. این می تواند منجر به جوش خوردن کنتاکت ها شود. به طور کلی زمان استراحت نباید از 50 میلی ثانیه تجاوز کند. هنگامی که از فناوری AF استفاده می شود، نیازی به تاخیر زمانی جداگانه نیست.

6.کنتاکتور نامناسب

عدم هماهنگی محصول با فیوز یا بریکر  یا نامناسب بودن آن برای کاربرد مورد نظر می تواند باعث سایش بیش از حد یا منجر به جوش خوردن پلاتین ها شود. بنابر این باید از متناسب بودن دستگاه با کاربرد تعریف شده برای آن مطمئن شوید. برای این کار می توانید از کارشناسان ماهر و یا راهنمای انتخاب کنتاکتور که تحت نام کوردینیشن کاتالوگ توسط هر برند منتشر می شود مراجعه کنید.

7.دمای بالا

هنگامی که نگران دماهای بالا روی کنتاکتور و اطراف آن هستید، لطفاً موارد زیر را بررسی کنید:

• مطمئن شوید که اتصالات به درستی محکم شده اند.
• مطمئن شوید که اندازه کابل همان چیزی است که در کاتالوگ های تولید کننده توصیه می شود.
• مطمئن شوید که سیم پیچ صحیح برای کنتاکتور انتخاب شده است.

همچنین برای آگاهی از حداکثر دمای مجاز به تصویر زیر مراجعه نمایید.

حداکثر دمای مجاز قسمت های مختلف:

1. آهنربا: 140 درجه سانتیگراد
2. کویل یا بوبین: 150 درجه سانتی گراد.
3. باسبار ها: 105 درجه سانتی گراد.

عوامل خرابی پلاتین کنتاکتور

در ادامه میخواهیم به سراغ پلاتین یا کنتاکت ها برویم و ببینیم که چه مشکلاتی برای آن ها رایج است و در درجه اول باید به آن ها توجه کنیم. مهمترین ایرادات را در زیر می خوانید.

1.سایش مکانیکی پلاتین ها

تعداد عملیات مکانیکی تأثیر کمی بر طول عمر کنتاکت های اصلی و عمر الکتریکی کلی آنها دارد. با این حال اطلاعات کلی در مورد سایش مکانیکی می تواند جالب باشد.

وزوز کردن کنتاکتور

آلودگی سطوح قطب های آهنربا (سیم پیچ) باعث ایجاد یک صدای خفیف از کنتاکتور در حالت بسته می شود.برای رفع آن باید تمیزش کنید و جهت این کار، از یک تکه پارچه نرم و خشک استفاده کنید. صدای وزوز در صورت تغییر شکل و دفورمه شدن سطوح قطب ها، نیز ممکن است رخ دهد. اگر سیم‌پیچ کمی شکستگی نیز داشته باشد ، صدا بلندتر خواهد بود. در این صورت باید کنتاکتور کامل تعویض شود. یکی دیگر از دلایل وزوز می تواند خوردگی ناشی از شرایط محیطی باشد (محیط های خورنده) که بیشتر از مشخصات قابل تحمل توسط کنتاکتور است. کنتاکتورها باید در برابر محیط های با تراکم بالا محافظت شوند تا سطوح قطب های آهنربا را از خوردگی دور نگه دارند.

پرش کنتاکت (پلاتین)

محدوده عملیاتی کنتاکتور بین 85 تا 110 درصد ولتاژ نامی سیم پیچ، طبق استاندارد IEC60947-4-1 است. تغییر ولتاژ 5±% از محدودیت های بالا، پرش کنتاکت را افزایش می دهد که منجر به افزایش سایش آن می شود. دلیل این امر این است که ولتاژهای بالاتر باعث افزایش سرعت آهنربای الکتریکی در هنگام بسته شدن می شود. ولتاژهای کمتر باعث کاهش سرعت در هنگام بسته شدن می شود. هر دوی این عوامل می توانند به میزان بیشتری از جهش کنتاکت در هنگام بسته شدن منجر شوند. ولتاژ بالا و افزایش سرعت در هنگام بسته شدن نیز به افزایش صدا کمک می کند.

2.عمر پلاتین ها

این درست است که اگر عمر پلاتین ها به اتمام برسد که معمولا در مولفه ای بنام عمر مکانیکی کنتاکتور این مورد عنوان شده است، باید آن ها را تعویض کرد. اما یک کنتاکت لزوما فقط به این دلیل که سطح آن ناهموار و تغییر رنگ داده، آسیب دیده یا فرسوده و خراب محسوب نمی شود. ممکن است کنتاکت ها در شکل زیر شبیه انواع خراب و بد به نظر برسند، اما واقعیت این است که آنها بهتر از یک مجموعه جدید از پلاتین ها هستند. این به این دلیل است که آنها به صورت “الکتریکی ست شده اند” و تماس خوبی بر روی سطح برقرار می کنند. بر این اساس، تغییر یک کنتاکت تنها با قضاوت از ظاهر آن کاملاً اشتباه است. همچنین کاملاً طبیعی است که کنتاکت ها در سه فاز به طور یکنواخت ساییده نمی شوند و به همین دلیل تمام کنتاکت ها اعم از ثابت و متحرک ممکن است نیاز به تعویض داشته باشند. در عین حال توصیه می شود که محفظه های کنترل جرقه یا آرک را تغییر دهید.

پلاتین کنتاکتور را تعمیر کنیم؟

با کنتاکتورهای با کارایی بالا امروزی، باید از سوهان کاری، سنگ زنی یا سایر تلاش ها برای درست کردن کنتاکت ها اجتناب شود. تجربه ما نشان می دهد که سوهان و سنگ زنی خطر ایجاد مشکلات دیگر را افزایش می دهد. به عنوان مثال خطر افزایش مقاومت کنتاکت ها به دلیل ضایعات این سنگ زنی و براده شدن زیاد وجود دارد. تعمیر و نگهداری باید به بازرسی کنتاکت ها از نظر میزان سایش پلاتین محدود شود و در صورت خرابی آن ها باید تعویض گردند نه اینکه با سمباده زدن مشکل را رفع کنیم. این کار برای اطمینان از عملکرد بدون مشکل کنتاکتور تا رسیدن به زمان سرویس بعدی است. در عین حال، می توان برای قضاوت در مورد اینکه آیا کنتاکتور در حین کار به خوبی عمل می کند و هیچ نشانه ای از سایش یا آسیب غیرعادی روی کنتاکت ها وجود ندارد، دستگاه را باز کرد و بررسی های لازم را انجام داد. همانطور که می دانید جنس پلاتین نیز از آلیاژهای بخصوصی است که در زمان تهیه به اصل بودن آن ها باید اطمینان داشته باشید. برای همین پیشنهاد می کنیم آن ها را از فروشنگان معتبر تهیه کنید. در تصویر اول وضعیت کنتاکت ها در فواصل زمانی مختلف استفاده را ملاحظه می کنید و در تصویر بعدی ظاهر کنتاکت ها که علی رغم کارکردن برای استفاده مناسب هستند را می بینید.

1. ظاهر کنتاکت ها پس از تعداد بسیار کم عملیات در یک کاربرد AC3
2. کنتاکتی که در یک کاربرد AC3 به سطح «سایش خوب» رسیده است

سایش کنتاکت ها در کاربردهای مختلف

سرویس زودهنگام کنتاکتورها هزینه کلی را افزایش می دهد در حالی که تاخیر در سرویس می تواند باعث وقفه یا خرابی پرهزینه شود. سرویس در زمان مناسب از این نوع مشکلات جلوگیری می کند. دسته های اصلی زیر رایج ترین نوع استفاده کنتاکتورها در صنعت هستند.

AC1

کاربرد عمومی: بارهای غیر القایی یا کمی القایی، کوره های مقاومتی.

در این نوع ولتاژ بسته شدن کنتاکت های اصلی نسبتا آسان است زیرا جریان اولیه معادل جریان نامی بار است. و فرایند جداشدن با ولتاژ کامل انجام می شود ، قوس الکتریکی حاصل دارای سطح نسبتاً کمی از انرژی است.

AC2

کاربرد عمومی: موتورهای Slip-ring

قطع و وصل معمولی با تقریباً 2.5 برابر جریان نامی موتور (یعنی x 2.5) است و ولتاژ مطابق با ولتاژ نامی است.

AC3

کاربرد عمومی: موتورهای قفسی. راه اندازی و خاموش کردن موتورهای در حال کار.

بسته شدن کنتاکت های اصلی با حدود 6 تا 8 برابر جریان نامی موتور بسته به ویژگی های موتور و نوع بار انجام می شود. باز شدن پلاتین ها در این نوع آسان تر است، زیرا جریان برابر با جریان نامی موتور است و ولتاژ به 17٪ ولتاژ نامی کاهش می یابد. سایش الکتریکی معمولی ناشی از عملیات ایجاد تماس است. بازرسی چشمی در یک کاربرد AC3 معمولاً هیچ ماده ای را نشان نمی دهد یا مقدار بسیار کمی از مواد سطح پلاتین را به داخل محفظه های کنترل قوس الکتریکی پرتاب می کند.

1. مرحله اولیه کنتاکت های ثابت و متحرک در یک کاربرد AC3
2. مرحله نیمه عمر کنتاکت های ثابت و متحرک در یک کاربرد AC3
3. پایان عمر کنتاکت های ثابت و متحرک در کاربرد AC3

AC4

کاربرد عمومی: موتورهای قفسی. راه اندازی، وصل کردن، اینچ کردن.

جریان قطع و وصل راه اندازی موتور تقریباً 6 تا 8 برابر جریان نامی موتور است. ولتاژ کاهش نمی یابد و برابر با ولتاژ نامی موتور است. هم وصل و هم قطع به سایش کنتاکت منجر می شود. محفظه های کنترل قوس الکتریکی نقش مهمی در خاموش کردن قوس دارند. بنابراین مواد حاصل از روی کنتاکت ها در بیشتر موارد در محفظه ها ریخته می شود. تصویر B را در زیر ببینید.

1. مرحله اولیه کنتاکت های ثابت و متحرک، 5000 عملیات
2. مرحله میانی عمر کنتاکت های ثابت (بالا) و متحرک (راست) 10000 عملیات
3. پایان عمر در کاربرد های AC4
4. A. ظاهر معمولی کنتاکت ها
5. B. ظاهر معمولی یک محفظه قوس

بنابراین در انواع AC3 و AC4 امکان سایش کنتاکت ها بیشتر از کاربردهای دیگر است و باید بازرسی های بیشتری را برای این استفاده ها نسبت به بقیه کاربردها در نظر بگیریم.

اجزا کنتاکتور

بهتر است که بطور کلی با اجزای اصلی کنتاکتور را در این مقاله نشان دهیم. در شکل زیر میتوانید قسمت های مختلف یک کنتاکتور را که در این مقاله نام برده شد را ببینید.

جمع بندی

در این مقاله به بررسی عوامل موثر بر خرابی کنتاکتور ها پرداختیم.یکسری از این عوامل به نوع استفاده ما از این دستگاه و نحوه کارکرد آن مربوط است و یکسری دیگر به وضعیت پلاتین ها مرتبط است. جهت انتخاب کنتاکتورهای مناسب برای تهیه و استفاده در پروژه و یا جایگزین کردن آن ها به شما پیشنهاد می کنیم تا از لیست قیمت کنتاکتور زیمنس و یا لیست قیمت کنتاکتور اشنایدر ما که از پر مصرف ترین و قابل اطمینان ترین برند های موجود در ایران هستند بازدید نمایید.