.
.
.
عمر مفید یا Service Life رلهها به عوامل متعددی بستگی دارد. اما مهمترین نکته، انتخاب رلهی متناسب با کاربرد مورد نظر و بهکارگیری مدارهای محافظ است.
.
تاثیر نوع بار بر عمر مفید الکتریکی رلهها
کیفیت کلیدگری رلهها از عواملی چون دمای محیط، رطوبت، گرد و خاک، و گازهای آلاینده تاثیر میپذیرند.
خود رله در هنگام کار گرما و مواد اکسیدکننده تولید میکند. مخاطب هدف این مقاله، مصرفکنندهی عادی فرض شده که رله را در دماهایی بین 10- و 40+ درجهی سانتیگراد به کار میبرد.
جدای از عواملی که در بالا برشمردیم، عمر مفید الکتریکی رلهها به «قوس الکتریکی» (Arc) که هنگام باز و بسته شدن کنتاکتها پدید میآید نیز بستگی دارد. اصطکاک کنتاکتها، دقت و کیفیت مکانیکی آنها و غیره، تاثیر نسبی کمتری بر عمر الکتریکی رله دارند.
.
قوس الکتریکی هنگام بستهشدن
هنگامی که رله فعال شده و نقطههای کنتاکت (پلاتینها) به یکدیگر میرسند تا جریانی را از میان خود عبور دهند، یک قوس الکتریکی شکل میگیرد. این امر سبب بخارشدن مادهی کنتاکت میشود و اگر جریانهای عبوری در لحظهی اتصال خیلی بالا باشند (مثلاً وقتی بار کنتاکتها یک الکتروموتور یا یک لامپ فلورسنت باشد)، بخش بزرگی از سطح کنتاکت ذوب شده و باعث جوشخوردن آنها میشود. این فرآیند در صورت «تماس لرزشی» کنتاکتها با هم (Bounce) بسیار شدیدتر هم میشود.
پس از این که کنتاکتها روی هم نشستند، قوس الکتریکی محو میشود و همزمان، یک ضربهی ولتاژی، یک «پیک ولتاژی»، پدید میآید.
.
قوس الکتریکی هنگام بازشدن
برای قطعکردن مسیر جریان، باید کنتاکتی باز شود. در طول زمانی که عمل بازشدن کنتاکتها از هم در حال انجام است، با کمشدن نیروی فشار وارده بر کنتاکتها، رفتهرفته سطح تماس کنتاکتها با هم کاهش مییابد. این در حالی است که مقدار جریان گذرنده ثابت است. در نتیجه، با کاهش سطح تماس، چگالی جریان در باقیماندهی سطح تماس و مسیر جریان رفتهرفته بیشتر و بیشتر میشود که داغ و ذوبشدن کنتاکتها را در پی خواهد داشت. تبخیر مادهی کنتاکت فرآیندی انفجارمانند است که طی آن مادهی کنتاکت به اطراف پاشیده میشود. 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 میآید. چون جریان متناوب مکرراً از نقطهی صفر ولت گذر میکند، معمولاً سبب فرونشاندهشدن قوس الکتریکی میشود. قوسهای الکتریکی از عواملی چون نوع مادهی کنتاکت، کاهش در ولتاژ و جریانِ قوس و نیز سرعت عملکردی کنتاکتها تاثیر میگیرند.
.
.
هنگام کلیدگریِ یک مصرفکنندهی جریان مستقیم یا به عبارت دیگر «یک بارِ DC بزرگ»، زیاد گرفتن فاصلهی بین کنتاکتها و نصب یک «آهنربای مکنده»، میتواند تدابیر خوبی برای جلوگیری از پدیدارشدن قوس دایم باشد. در این روش، مانند تصویر بالا که از یک رله از سری JCی ساخت شرکت «پاناسونیک الکتریک» برداشته شده، خطوط میدان مغناطیسی باید بر مسیر عبور جریان کنتاکت عمود باشند. در این رله، یک آهنربای دایمی از جنس «فرّیت باریوم» در کنار کنتاکتهای «عادی-باز» بهکارگرفته شده است.
.
.
بار القایی مانند الکتروموتور
یک موتور الکتریکی در فرآیند استارت و آغاز به چرخش جریان بسیار زیادی از منبع تغذیهی خود میکشد. این امر در زمانی که کنتاکتهای رله بسته میشوند، سبب عبور «جریان وصل» (Make Current) خیلی بالایی میشود. در «بارِ موتوری»، بروز قلهی جریانی که 15 بار بزرگتر از «جریان بار کامل» (Full Load Current = FLC) موتور باشد، کاملاً عادی بوده و به هیچ وجه عجیب نیست. رلههای صنعتی طوری طراحی شدهاند که تا اندکی بالاتر از جریان بار کامل کار کنند و اغلب برای جریان قلهای استارت (پیک) مناسب نیستند. در این گونه موارد باید از کنتاکتور استفاده شود که از لحاظ ساختمانی، به جز چند استثنا، تفاوتهای زیادی با یک رله دارد.
.
بار لامپی
مقاومت حالت سرد رشتهی التهابی (فیلامان) لامپهای معمولی در حدود 5 تا 10% آن در مقایسه با حالت گداختگی رشته است. به عبارت دیگر، مقاومت الکتریکیِ رشتهی التهابیِ یک لامپ روشن در حدود 80% بیشتر از مقاومت همان فیلامان لامپ در حالت خاموش است. در نتیجه، جریان روشنشدن (Inrush Current) لامپهای التهابی 10 تا 20 برابر بیشتر از جریان روشنبودن آنها است. مثلاً، یک چراغ 100 وات در زمان روشنشدن توان لحظهای بالغ بر یک کیلووات (هزار وات) میکشد. بنابراین، هنگام انتخاب رله برای مصرف در کلیدگری لامپها، به «بیشینهی جریان مجاز کنتاکت»های آن دقت کنید و در عین حال مطمئن شوید که نقطه کنتاکتهای رلهی انتخابی از جنس آلیاژ «نقره-اکسیدقلع» (AgSnO) یا مادهی کنتاکت بهتری باشند.
.
اثر مدارهای محافظ رله بر دوام کنتاکتهای آن
برای حفاظت از مدارهای راه انداز در لحظهی بروز قلهی ولتاژ قطع در بوبین رله، چند راه حل وجود دارد. اما این راهحلها با وجود این که در سمت بوبین، و نه در سمت کنتاکتها، اجرا میشوند، بر کیفیت عملیاتی رله و دوام کنتاکتهای آن موثرند. در ادامه، با این راهحلها و تاثیرات آنها آشنا میشویم.
.
.
.
.
.
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. |