کنتاکتور خازنی و نحوه ی عملکرد آن

کنتاکتور خازنی

کنتاکتور خازنی، کنتاکتوری است که برای تغذیه خازن های قدرت مانند بانک خازن اصلاح ضریب قدرت در مدارات برق صنعتی و قدرت استفاده می شود. در ساختار آن سلف های کوچکی وجود دارند که از طریق کنتاکت های کمکی، با کنتاکت های اصلی به صورت موازی قرار گرفته و با توجه به خاصیت سلف، از تغییرات شدید جریان هجومی در لحظه وصل جلوگیری نموه و آن را محدود می کند. بدین صورت که کنتاکت های کمکی، با اختلاف چند میلی ثانیه سریع تر از کنتاکت های قدرت وصل می شوند و درصد زیادی از مقدار جریان هجومی را کاهش می دهند.

دیاگرام قدرت یک کنتاکتور خازنی و نیز نحوه ارتباط کنتاکت های کمکی و مقاومت ها در شکل زیر مشخص شده اند که در آن، کنتاکت های کمکی با اختلاف 10-5 میلی ثانیه، سریع تر از کنتاکت های قدرت بسته خواهند شد.

جریان هجومی (Inrush Current)

به طور کلی، به جریان مصرفی بار الکتریکی در لحظه اتصال بار به منبع تغذیه، جریان هجومی گفته می شود. مقدار این جریان در وسایل مختلف متفاوت است، به طوری که در یک ترانسفورماتور با هسته آهنی (مثلا در بالاست های سنتی لامپ های فلورسنت) می تواند بین 5 تا 10 برابر جریان نامی باشد که ناچیز تلقی می شود و در وسایل الکترونیکی مدرن مانند منابع تغذیه، ممکن است تا 20 برابر جریان حالت عادی باشد. این جریان اغلب طول عمر کوتاهی دارد (در حد میلی ثانیه) با این وجود، در مقادیر بیشتر می تواند باعث صدمه رساندن به سیم ها یا کابل های ارتباطی و نیز عملکرد ناخواسته کلید های حفاظتی شود.

نمودار جریان هجومی در کنتاکتور های خازنی

جریان هجومی در خازن انفرادی به حدود 30 برابر جریان نامی، و در صورت استفاده از بانک های خازنی در ساخت تابلو برق، بدلیل اتصال موازی با دیگر خازن ها، به بیش از 180 برابر جریان نامی خود می رسد. این عامل مخرب، باعث جوش خوردن کنتاکت ها و نیز صدمه رسیدن به کابل ها و تجهیزات حفاظتی خواهد شد که در صورت استفاده از کنتاکتور خازنی، این تاثیرات تا حد بسیار زیادی کاهش می یابد.

همانطور که در شکل سمت چپ مشاهده می نمایید، در حالت معمول و بدون استفاده از کنتاکتور خازنی، نمودار جریان در لحظه وصل یک خازن 12/5 کیلووار، با جریان نامی 18 آمپر نشان داده شده که پیک جریان هجومی نزدیک به 100 برابر جریان نامی خازن، برابر با 1200 آمپر می رسد. در صورتی که طبق نمودار شکل سمت راست، پس از نصب کنتاکتور خازنی، توسط مقاومت و کنتاکت های کمکی، پیک جریان، به مقدار 280 آمپر کاهش می یابد که این مقدار تقریبا 15 برابر جریان نامی خازن می باشد.

نمودار های فوق تا حدی ما را با تاثیراتی که خازن می تواند در مدار ایجاد نماید، آشنا می سازد. این تاثیرات حتی بعد از نصب کنتاکتور خازنی در مدار نیز ادامه دارد، چه بسا در نمودار دوم دیدید که پیک جریان، به 15 برابر جریان نامی رسید، یعنی مقدار جریان در لحظه وصل همچنان در سطح بالایی قرار دارد. این نمودار مربوط به یک خازن می باشد، حال فرض نمایید در یک بانک خازنی 500 کیلووار، چه صدمات و اثراتی می تواند به سیستم اعمال شود. بنابراین، بانک های خازنی، تمهیدات و اقدامات بیشتری را برای حفاظت و ایمنی مدار می طلبد که به چند مورد مهم آن اشاره می نماییم:

– سیم ها و کابل ها ی ارتباطی در بانک های خازنی را حداقل یک پله بالاتر از جریان نامی در نظر بگیرید.

– از کنتاکتورهای خازنی مرغوب و معتبر استفاده نمایید.

– بانک خازن حتما از سیستم تهویه و فن برخوردار باشد.

– برای حفاظت هر پله خازنی از کلید های کمپکت و یا فیوز های کندکار تاخیری استفاده نمایید تا شاهد قطع ناگهانی و در نتیجه، خارج شدن خازن از مدار نباشید.

بیمتال یا رله اضافه بار حرارتی (Thermal overload relay)

این قطعه، برای حفاظت جریان حرارتی الکترو موتور ها در مدارات قدرت طراحی شده است و بسیار پرکاربرد می باشد. بیمتال متشکل از دو فلز با ضرایب انبساط طولی مختلف می باشد که روی هم پرس شده اند. هنگامی که حرارت ایجاد شده در اثر عبور جریان، در مدار قدرت، بالا می رود باعث گرم شدن و انبساط دو فلز و در نتیجه، خمیده شدن آنها و قطع مدار خواهد شد.

نحوه ی عملکرد و قابلیت ها

– بیمتال در صورت ایجاد بار اضافه، فرمان قطع به کنتاکتور می دهد، یعنی مستقیما مدار قدرت را قطع نمی کند. (همیشه با کنتاکتور نصب می شود). برای عمل نمودن آن، کافیست کنتاکت بسته (NC) آن را که با شماره 95-96 نشان می دهند، با بوبین کنتاکتور سری کنیم تا در صورت بروز اضافه بار، آن را قطع کند.

– نصب آن بسیار ساده می باشد، کافیست شاخک های ورودی بیمتال را به خروجی کنتاکتور وصل کرده و مدار فرمان آن را ببندیم.

– دارای درجه تنظیم جریان است که تنظیم آن برابر با جریان نامی موتور می باشد.

نکته مهم: در صورت قرار داشتن بیمتال در مدار، حتما باید فیوز دیگری مانند مینیاتوری، در مدار نصب شود تا آن را در مقابل جریان مغناطیسی محافظت کند، زیرا بیمتال، فقط محافظ جریان حرارتی است.

 

قسمت های قابل تنظیم یک بی متال

پیچ تنظیم H-A: این شستی بر روی برخی بیمتال ها وجود دارد که H به معنای حالت دستی و A، به معنای حالت اتوماتیک می باشد. همانطور که گفتیم، وقتی بیمتال عمل می کند، کنتاکت هایش نیز تغییر وضعیت می دهند. برای بازگرداندن به حالت اولیه (نرمال) باید دکمه ریست reset را فشار دهیم. حال، اگر بخواهیم پس از هر بار عملکرد، کنتاکت های بیمتال بصورت خودکار به حالت اولیه برگردد، باید آن را روی حالت A یا اتوماتیک قرار دهیم. در غیر اینصورت، پس از هر بار عملکرد، بیمتال باید ریست شود.

Stop نیز برای آزمایش قطع مدار فرمان تعبیه شده است تا کاربر از اتصال صحیح مدار فرمان، اطمینان حاصل کند.

test: برای تست و آزمایش صحیح کارکرد بیمتال و سالم بودن یا خراب بودن آن مورد استفاده قرار می گیرد. به این صورت که وقتی این دکمه را فشار می دهید، باید مدار قطع شود. ورودی سه فاز قدرت یا شاخک های ورودی، مستقیما به زیر کنتاکتور و خروجی بیمتال به موتور وصل می شوند.

گستره تنظیم آمپر آن بصورت

0.28-0.63, 0.7-1, 1.1-2.4, 2.5-4, 4-6, 6-8, 7-10, 9-12, 10-17, 17-25, 22-32,
28-40, 36-45, 45-57, 50-63, 57-75, 70-90, 80-100, 90-125 A, … , 300-450A