کنتاکتورها از جمله تجهیزات بسیار پرکاربرد در کنترل بارهای الکتریکی هستند. اتوماسیون صنعتی، پروژه های مسکونی، تجاری و صنعتی نمونه های بارزی از کاربرد کنتاکتورها هستند. این کلیدهای الکترومکانیکی، دارای دو بخش الکتریکی و مکانیکی هستند که در معرض اتفاقات مختلفی قرار دارند.
وقوع برخی حالت های ناخواسته در طول استفاده از کنتاکتور می تواند منجر به وقوع خرابی در کنتاکتور شود. در این مقاله به بررسی خرابی های کنتاکتور خواهیم پرداخت. همچنین علت وقوع هر یک از این خطاها در کنار راه حل آن مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
ساختار داخلی و عملکرد کنتاکتور
منابع مختلف دسته بندی و نامگذاری های مختلفی برای اجزای داخلی کنتاکتور بیان کرده اند. به صورت کلی می توان ساختار داخلی کنتاکتور را در 4 بخش خلاصه کرد. بخش اول کنتاکت ها هستند که شامل یک تیغه ثابت و یک تیغه متحرک است.
بخش دوم مکانیزم الکترومغناطیسی یا فرمان است که با دریافت یک سیگنال الکتریکی تیغه ثابت را به تیغه متحرک وصل می کند. یک مکانیزم برای کنترل جرقه های ناشی از قطع اتصال تیغه ها در کنتاکتور تعبیه می شود و یک قاب محافظ از جنس پلاستیک یا مواد نارسانا از ساختار داخلی کنتاکتور حفاظت می کند.
خرابی های کنتاکتور را می توان براساس بخش های مختلف ساختار داخلی دسته بندی کرد. قبل از پرداختن به چالش های کاربردی، توضیح مختصری از عملکرد این کلیدها بیان می کنیم. مکانیزم کنترل کنتاکتور شامل یک سیم پیچ است که با وصل ولتاژ فعال ساز تبدیل به آهنربای الکتریکی می شود. این آهنربا هسته سیم پیچ که به تیغه متحرک متصل است را جابجا کرده و سبب وصل شدن مسیر جریان می شود.
جزئیات بیشتر در مورد ساختار داخلی و عملکرد کنتاکتور را می توانید در مقاله “کنتاکتور چیست” مشاهده کنید.
اهمیت خرابی کنتاکتور
خرابی کنتاکتور می تواند عملکرد عادی سیستم ها و تجهیزات الکتریکی را مختل کند. از دیگر پیامدهای این خرابی می توان به خرابی تجهیزات و ایجاد خطرات احتمالی ایمنی اشاره کرد. درک علل بروز این خرابی ها و اجرای راه حل های مناسب برای جلوگیری یا رفع این مسائل، از چالش های بعدی پیشگیری می کند. رایج ترین خرابی های این تجهیزات شامل سوختن سیم پیچ و چسبیدن یا سوختن کنتاکت ها (تیغه) است. اصطلاحا از هر دو خرابی به عنوان سوختن کنتاکتور یاد می شود. بهترین راهکار برای خرابی های کنتاکتور، پیشگیری از وقوع آن ها است. با رعایت برخی استانداردها در زمان نصب و همچنین در طول فرآیند استفاده می توان از این خرابی ها جلوگیری کرد.
چگونه از سوختن کنتاکتور جلوگیری کنیم؟
کنتاکتورهای مدرن قابلیت اطمینان بالایی دارند زیرا فناوری آن ها طی سالیان متمادی بهبود یافته است. اگر کنتاکتور در پارامترهای عملیاتی تعریف شده مورد استفاده قرار بگیرد، می توان عملکرد پیش بینی شده ای را انتظار داشت. مانند هر تجهیز الکتریکی دیگری، رعایت برخی نکات کلیدی در نصب صحیح، استفاده مناسب و نگهداری به موقع می تواند خرابی های کنتاکتور را کاهش دهد. با ارائه نکات زیر به این هدف نائل خواهید شد.
قبل از نصب
- اطمینان حاصل کنید که ولتاژ کنترل (فرمان) با ولتاژ نامی سیم پیچ کنتاکتور متناسب است. هم اضافه ولتاژ و هم افت ولتاژ روی دوام سیم پیچ تاثیر می گذارد و در نهایت باعث فرسودگی سیم پیچ می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه به مقاله راهنمای انتخاب کنتاکتور مراجعه کنید.
- اگر از کنتاکتور استوک (دسته دوم) استفاده می کنید، با استفاده از یک پارچه خشک هسته سیم پیچ را تمیز کنید. برای از بین بردن زنگ های مقاوم روی هسته می توانید از بنزین استفاده کنید.
- افزایش دما بر روی عملکرد و طول عمر کنتاکتور تاثیر گذار است. قبل از نصب اطمینان حاصل کنید که دمای محیط اطراف کنتاکتور در سطح مشخص شده حفظ می شود. از قراردادن کنتاکتور در مکان های با دمای بالا اجتناب کنید.
ملاحظات مهم در حین نصب کنتاکتور
- در زمان نصب عمودی، کنتاکتور باید کمتر از 5 درجه باشد. در غیر این صورت عملکرد کنتاکتور تحت تاثیر قرار می گیرد.
- سیم ها را به گونه ای به کنتاکتور متصل کنید که بخش هادی آن ها کاملا داخل ترمینال قرار بگیرد. رعایت این نکته برای جلوگیری از اکسیداسیون سیم ها ضروری است.
- برای جلوگیری از ضعیف شدن اتصال در اثر لرزش، پیچ های ترمینال را کاملا سفت کنید.
- تکه های سیم شکسته را کاملا تمیز کنید. این کار برای جلوگیری از افتادن سیم داخل کنتاکتور است که باعث گیر کردن تیغه ها و سوختن سیم پیچ می شود.
راهنمای جامع و گام به گام “نصب کنتاکتور” را در این مقاله بخوانید
تعمیر و نگهداری مستمر
تعمیر و نگهداری نقش بسیار مهمی در پیشگیری از خرابی های کنتاکتور دارد. به طور کلی، تعمیر و نگهداری کنتاکتور به دو بخش در حال کار و نگهداری غیر فعال تقسیم می شود.
نگهداری در حال کار
- مطمئن شوید که جریان بار در محدوده طبیعی است.
- نسبت به هر گونه صدای غیرعادی مانند وزوز کردن در حین کار حساس باشید. این صداها می تواند نشانه اتصال ضعیف یا ولتاژ پایین باشد.
- از عدم تغییر رنگ تیغه ها و نسوختن سیم پیچ اطمینان حاصل کنید.
- داخل و خارج کنتاکتور را تمیز نگه دارید
- مراقب عوامل محیطی ناخواسته مانند رطوبت، گرد و غبار، روغن و … باشید
تعمیر و نگهداری غیر فعال (خارج از مدار)
- از سلامت کابل ها اطمینان حاصل کنید. عایق سیم و شل بودن ترمینال ها باید مورد بررسی قرار بگیرد.
- اطمینان حاصل کنید مقاومت عایق بین فازهای کنتاکتور AC کمتر از 10MΩ نباشد.
- برای نگهداری تیغه ها، از استقامت سیم پیچ و عملکرد فنر میانی اطمینان حاصل کنید.
- برای نگهداری هسته آهنی هنگام انجام بازرسی قطع برق، مطمئن شوید که هسته آهنی جدا شده است.
خرابی های رایج کنتاکتور
در صورت استفاده از کنتاکتور در شرایطی مغایر با داده های فنی، یا در صورت عبور جریان بیش از حد یا وقوع اتصال کوتاه در شبکه تغذیه، ممکن است شاهد خرابی کنتاکتور باشیم. به طور کلی کنتاکتورها عناصر مداری هستند که به راحتی خراب نمی شوند. در صورت انتخاب درست کنتاکتورها می توانند هزاران بار باز و بسته شوند و به کار خود ادامه دهند. رایج ترین خرابی کنتاکتورها، چسبیدن تیغه و سوختن سیم پیچ است.
علل و راه حل چسبیدن تیغه کنتاکتور
اگر جریان بیش از مقدار نامی از کنتاکت های اصلی عبور داده شود، کنتاکت ها بیش از حد گرم می شوند و ممکن است در نتیجه گرم شدن به هم بچسبند. سوئیچینگ جریان بالا، اتصال کوتاه یا خطا در انتقال ستاره به مثلث می تواند باعث این امر شود.
به عنوان مثال، اگر از کنتاکتور کلاس AC-1 برای کنترل موتور استفاده کنید، ممکن است تیغه ها بچسبند. دلیل این اتفاق جریان راه اندازی زیاد موتورهاست. برای پیش گیری از این اتفاق برای موتورها از کلاس AC-3 استفاده می شود.
بنابراین انتخاب کنتاکتور باید با توجه به نوع بار انجام شود. اگر اتصال کوتاه رخ داده است، ابتدا باید علت اتصال کوتاه را پیدا کنید و فیوز مدار کنترل را تعویض. از آنجایی که کنتاکتورها در حالت عادی مکانیزم محافظت از اضافه بار را ندارند، در جریان خاصی ممکن است به هم بچسبند.
حل مشکل جوش خوردن تیغه های کنتاکتور:
- در این شرایط کنتاکتور به درستی عمل نمی کند و مدار را قطع نمی کند. برای حل این مشکل ابتدا برق دستگاه را قطع کنید.
- سپس با یک پیچ گوشتی تیغه ها را از هم جدا کنید.
- بررسی کنید جسم خارجی بین تیغه ها قرار نگرفته باشد.
- بررسی کنید فشار فنر پشت تیغه ها تنظیم باشد.
- با استفاده از یک سوهان فلزی سر تیغه ها را تمیز کنید.
- بهتر است یدک تیغه ها را تهیه و آن را تعویض کنید.
حل مشکل داغ شدن بوبین کنتاکتور
رفع مشکل داغ شدن بوبین کنتاکتور بسیار اهمیت دارد. داغ شدن بیش از حد سیم پیچ باعث از بین رفتن عایق و اتصالی و سوختگی در آن می شود.
برای حل این مشکل ابتدا به کمک مولتی متر ولتاژ کاری روی دو سر سیم پچ بوبین را بررسی کنید. این ولتاژ باید با ظرفیت بوبین مطابقت داشته باشد.
سپس وضعیت تهویه هوای محفظه یا کابین تابلو را بررسی کنید. در صورت نیاز فن اضافه کنید.
گاهی هسته آهنی به دلیل رطوبت محیط دچار زنگ زدگی شده است . در این شرایط می توانید آن را تعویض کنید.
اگر با این موارد مشکل حل نشد، و سیم پیچ دچار سوختگی شد، بدون داشتن اطلاعات فنی آن را تعویض نکنید. عملکرد صحیح کنتاکتور به مشخصات سیم پیچ بوبین بسیار وابسته است.
علل و راه حل سوختن سیم پیچ
زمانی که ولتاژ اعمال شده به سیم پیچ کنتاکتور کمتر یا بیشتر از مقدار نامی باشد، ممکن است سیم پیچ بسوزد. علاوه بر این، ورود گرد و غبار و اجسام خارجی به شکاف هوا این امر را تسهیل می کند. زمانی که با سوختن سیم پیچ مواجه می شوید، ابتدا باید ولتاژ و فرکانس سیگنال فرمان را بررسی کنید. مطمئن شوید ولتاژ تغذیه سیم پیچ از پایداری لازم برخوردار است. برای جلوگیری از سوختن کویل، سیم پیچ باید با مقادیر ولتاژ و جریان مشخص شده در کاتالوگ تغذیه شود.
علاوه بر این طول بیش از حد کابل های مدار کنترل (کویل) می تواند منجر به خرابی کنتاکتور شود. در کابل های بلند، افت ولتاژ کابل زیاد است و بسته شدن تیغه ها را دشوار می کند. در حالی که ظرفیت کابل با سطح مقطع بیش از حد مانع از باز شدن تیغه ها می شود.
ورود کثیفی یا ذرات خارجی به کنتاکتور، شرایط سخت جوی و خوردگی می تواند در فرآیند بسته شدن کنتاکتور به خصوص در کنترل از راه دور اختلال ایجاد کند. در صورت مواجه شدن با چنین شرایطی، کنتاکتور باید با جریان هوای تمیز پرفشار تمیز شود. همچنین سلامت محفظه باید مورد بررسی قرار بگیرد و منافذ احتمالی آن بسته شود.
تست صحت عملکرد کنتاکتور
پیش از شروع به کار و نصب مجدد کنتاکتور لازم است از صحت عملکرد آن مطمئن شویم مخصوصا اگر قطعه ای را تعویض کرده باشیم .
به منظور انجام تست نیاز به فانکشن ژنراتور یا منبع تغذیه قابل تنظیم و مولتی متر داریم.
به این منظور انجام اقدامات زیر ضروروی است :
- برای انجام این تست نیاز به منبع تغذیه داریم. بوبین یا سیم پیچ کنتاکتور را تغذیه کنید. به مشخصات بوبین تعویض شده دقت داشته باشد. مقدار ولتاز و نوع AC یا DC بودن آن باید مد نظر قرار گرفته شود. به محض تغذیه بوبین و با ایجاد شار مغناطیسی در هسته باید صدای برخورد و حرکت کنتاکت ها به صورت ضربه ای شنیده شود.
- سپس با استفاده از یک مولتی متر از تک تک کنتاکت ها در وضعیت بسته و یا باز تست بیزر بگیرید. در حالتی که بوبین تغذیه نیست و کنتاکت ها باز هستند نباید هیچ ارتباطی بین تیغه های اصلی وجود داشته باشد. ورودی ها با L و خروجی ها با T مشخص می شوند. هر کدام از مسیر ها باید به صورت مجزا در حالت باز و بسته بررسی شوند. به طور مثال مسیر L1 به T1 در حالت باز که سیم پیچ تغذیه نشده است باید مقاومت بی نهایت یا اتصال باز را نشادن دهد. در حالتی که بوبین تغذیه شده مقاومت بین پایه ها باید صفر نمایش داده شود و یا صدای بیزر را بشنویم.
همچنین باید توجه داشته باشید هیچ یک از مسیر های کنتاکتور با مسیر دیگر اتصال نداشته باشد. به طور مثال L1 نباید علاوه بر اینکه نباید با T1 ، T2 و T3 در ارتباط باشد با L2 و L3 هم نباید ارتباطی داشته باشد.
اگر تیغه ها دچار مشکل باشد باید علت خرابی کنتاکتور مجددا بررسی شوند.
- شاید علت اصلی خرابی کنتاکتور به تیغه های کمکی مرتبط نباشد اما صحت عملکرد کنتاکت های کمکی اهمیت بالایی دارد. به همین دلیل بهتر است تیغه های کمکی هم پیش از قرار گرفتن مجدد در مدار مورد آزمایش قرار بگیرد. روش تست تیغه های کمکی مشابه با کنتاکت های اصلی است با این تفاوت که باید به وضعیت پایه تیغه ها توجه داشت. برخی تیغه ها ممکن است در حالت پایه NO و برخی NC باشند.
جمع بندی
خرابی کنتاکتور در اثر عوامل مختلفی می تواند اتفاق بیافتد. رایج ترین خرابی های کنتاکتور مربوط به سوختن سیم پیچ و چسبیدن تیغه ها می شود. در عین حال خرابی فنرهای نگهدارنده نیز می تواند در برخی موارد اتفاق بیافتد. مهمترین علل خرابی کنتاکتور عبارتند از:
- نصب نادرست
- تعمیر و نگهداری نامناسب
- اضافه بار الکتریکی
- تراز نبودن کنتاکتور یا شل بودن ترمینال ها
- ورود آلاینده ها و عوامل محیطی ناخواسته به فضای داخل کنتاکتور
- استرس مکانیکی بیش از حد
- بالارفتن عمر کنتاکتور و قطعات داخلی
- عدم پایداری ولتاژ تغذیه بوبین
با رعایت نکات لازم در زمان نصب و استفاده از کنتاکتورها و اجرای راه حل های مناسب، قابلیت اطمینان و طول عمر کنتاکتورها را می توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید و از عملکرد بی وقفه سیستم های الکتریکی اطمینان حاصل کرد.