.
.
.
عمر مفید یا Service Life رله ها به عوامل متعددی بستگی دارد. اما مهم ترین نکته، انتخاب رله ی متناسب با کاربرد مورد نظر و به کار گیری مدارهای محافظ است.
.
تاثیر نوع بار بر عمر مفید الکتریکی رله ها
کیفیت کلیدگری رله ها از عواملی چون دمای محیط، رطوبت، گرد و خاک، و گازهای آلاینده تاثیر می پذیرند.
خود رله در هنگام کار گرما و مواد اکسیدکننده تولید می کند. مخاطب هدف این مقاله مصرف کننده ی عادی فرض شده که رله را در دماهایی بین 10- و 40+ درجه ی سانتی گراد به کار می برد.
جدای از عواملی که در بالا برشمردیم، عمر مفید الکتریکی رله ها به «قوس الکتریکی» (Arc) که هنگام باز و بسته شدن کنتاکت ها پدید می آید نیز بستگی دارد. اصطکاک کنتاکت ها، دقت و کیفیت مکانیکی آنها و غیره، تاثیر نسبی کمتری بر عمر الکتریکی رله دارند.
.
قوس الکتریکی هنگام بسته شدن
هنگامی که رله فعال شده و نقطه های کنتاکت (پلاتین ها) به یکدیگر می رسند تا جریانی را از میان خود عبور دهند، یک قوس الکتریکی شکل می گیرد. این امر سبب بخارشدن ماده ی کنتاکت می شود و اگر جریان های عبوری در لحظه ی اتصال خیلی بالا باشند (مثلاً وقتی بار کنتاکت ها یک الکتروموتور یا یک لامپ فلورسنت باشد)، بخش بزرگی از سطح کنتاکت ذوب شده و باعث جوش خوردن آنها می شود. این فرآیند در صورت «تماس لرزشی» کنتاکت ها با هم (Bounce) بسیار شدیدتر هم می شود.
پس از این که کنتاکت ها روی هم نشستند، قوس الکتریکی محو می شود و همزمان، یک ضربه ی ولتاژی، یک «پیک ولتاژی»، پدید می آید.
.
قوس الکتریکی هنگام باز شدن
برای قطع کردن مسیر جریان باید کنتاکتی باز شود. در طول زمانی که عمل باز شدن کنتاکت ها از هم در حال انجام است، با کم شدن نیروی فشار وارده بر کنتاکت ها، رفته رفته سطح تماس کنتاکت ها با هم کاهش می یابد. این در حالی است که مقدار جریان گذرنده ثابت است. در نتیجه، با کاهش سطح تماس چگالی جریان در باقیمانده ی سطح تماس و مسیر جریان رفته رفته بیشتر و بیشتر می شود که داغ و ذوب شدن کنتاکت ها را در پی خواهد داشت. تبخیر ماده ی کنتاکت فرآیندی انفجارمانند است که طی آن ماده ی کنتاکت به اطراف پاشیده می شود. در اینجا بروز قوس الکتریکی ممکن است بر اثر عوامل زیر صورت گیرد:
- بارهای مقاومتی و خازنی در کنار ولتاژهای بالا
- بارهای القایی یا اندوکتیو
قوس الکتریکی دایمی در بیشتر موارد در مدارهای جریان مستقیم پیش می آید. چون جریان متناوب مکرراً از نقطه ی صفر ولت گذر می کند، معمولاً سبب فرونشانده شدن قوس الکتریکی می شود. قوس های الکتریکی از عواملی چون نوع ماده ی کنتاکت، کاهش در ولتاژ و جریانِ قوس و نیز سرعت عملکردی کنتاکت ها تاثیر می گیرند.
.
.
هنگام کلیدگریِ یک مصرف کننده ی جریان مستقیم یا به عبارت دیگر «یک بارِ DC بزرگ»، زیاد گرفتن فاصله ی بین کنتاکت ها و نصب یک «آهنربای مکنده»، می تواند تدابیر خوبی برای جلوگیری از پدیدار شدن قوس دایم باشد. در این روش، مانند تصویر بالا که از یک رله از سری JC ی ساخت شرکت «پاناسونیک الکتریک»برداشته شده، خطوط میدان مغناتیسی باید بر مسیر عبور جریان کنتاکت عمود باشند. در این رله، یک آهنربای دایمی از حنس «فرّیت باریوم» در کنار کنتاکت های «عادی-باز» به کار گرفته شده است.
.
.
بار القایی مانند الکتروموتور
یک موتور الکتریکی در فرآیند استارت و آغاز به چرخش جریان بسیار زیادی از منبع تغذیه ی خود می کشد. این امر در زمانی که کنتاکت های رله بسته می شوند، سبب عبور «جریان وصل» (Make Current) خیلی بالایی می شود. در «بارِ موتوری»، بروز قله ی جریانی که 15 بار بزرگ تر از «جریان بار کامل» (Full Load Current = FLC) موتور باشد، کاملاً عادی بوده و به هیچ وجه عجیب نیست. رله های صنعتی طوری طراحی شده اند که تا اندکی بالاتر از جریان بار کامل کار کنند و اغلب برای جریان قله ای استارت (پیک) مناسب نیستند. در این گونه موارد باید از کنتاکتور استفاده شود که از لحاظ ساختمانی، به جز چند استثنا، تفاوت های زیادی با یک رله دارد.
.
بار لامپی
مقاومت حالت سرد رشته ی التهابی (فیلامان) لامپ های معمولی در حدود 5 تا 10% آن در مقایسه با حالت گداختگی رشته است. به عبارت دیگر، مقاومت الکتریکیِ رشته ی التهابیِ یک لامپ روشن در حدود 80% بیش تر از مقاومت همان فیلامان لامپ در حالت خاموش است. در نتیجه، جریان روشن کردن (Inrush Current) لامپ های التهابی 10 تا 20 برابر بیش تر از جریان روشن بودن آنها است. مثلاً، یک چراغ 100 وات در زمان روشن شدن توان لحظه ای بالغ بر یک کیلووات (هزار وات) می کشد. بنابراین، هنگام انتخاب رله برای مصرف در کلیدگری لامپ ها، به «بیشینه ی جریان مجاز کنتاکت»های آن دقت کنید و در عین حال مطمئن شوید که نقطه کنتاکت های رله ی انتخابی از جنس «نقره-اکسیدقلع» (AgSnO) یا ماده ی کنتاکت بهتری باشند.
.
اثر مدارهای محافظ رله بر دوام کنتاکت های آن
برای حفاظت از مدارهای راه انداز در لحظه ی بروز قله ی ولتاژ قطع در بوبین رله، چند راه حل وجود دارد. اما این راه حل ها با وجود این که در سمت بوبین، و نه در سمت کنتاکت ها، اجرا می شوند، بر کیفیت عملیاتی رله و دوام کنتاکت های آن موثرند. در ادامه، با این راه حل ها و تاثیرات آنها آشنا می شویم.
.
.
.
.
.
مطالب مرتبط:
طراحی «اسنابر» برای حفاظت از مدارهای الکترونیک قدرت - بخش 1
ما برای (قطع و) وصل کردن آمدیم!
.
.
تاریخ آخرین بازبینی و بازنگاری:
25 آذر 1395
22 فروردین 1397
.
.
www.etesalkootah.ir || 2015-07-20 © 2015 www.etesalkootah.ir © All rights reserved. تمامی حقوق برای www.etesalkootah.ir محفوظ است. بیان شفاهی بخش یا تمامی یک مطلب از www.etesalkootah.ir در رادیو، تلویزیون و رسانه های مشابه آن با ذکر واضح "اتصال کوتاه دات آی آر" بعنوان منبع مجاز است. هر گونه استفاده کتبی از بخش یا تمامی هر یک از مطالب www.etesalkootah.ir در سایت های اینترنتی در صورت قرار دادن لینک مستقیم و قابل "کلیک" به آن مطلب در www.etesalkootah.ir مجاز بوده و در رسانه های چاپی نیز در صورت چاپ واضح "www.etesalkootah.ir" بعنوان منبع مجاز است. |