چرا کنتاکتورها همیشه خراب می‌شوند؟ حفاظت از بارگیری زیاد و کوتاه شدن باید همزمان اعمال شود
کنتاکتورها برای بستن و باز کردن بارهایی که در استفاده معمولی نیاز به چنین عملیاتی دارند، به خصوص برای فعالیت‌های خاص مانند روشنایی عمومی ولتاژ متوسط و موتورهای الکتریکی صنعتی استفاده می‌شوند.
ترکیب کنترل‌کننده کنتاکتور ولتاژ متوسط + افیوز (F-C) می‌تواند موتورهای تا ۱۲ کیلوولت را کنترل کند. با این حال، کنترل‌کننده‌های ولتاژ متوسط همچنین برای تغذیه انواع دیگر بارها، به ویژه ترانسفورماتورها مناسب هستند. برای چنین بارهایی، کنتاکتورها معمولاً به گونه‌ای اصلاح می‌شوند که شامل قفل مکانیکی شوند، بنابراین کنتاکتور وقتی ولتاژ سیستم رها شود به طور خودکار باز نمی‌شود.
کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی اساساً از نظر ساختار با کنتاکتورهای حفظ‌شده الکترومغناطیسی یکسان هستند. با این حال، به جای تکیه بر سیم پیچ اصلی که به طور مداوم تغذیه می‌شود تا کنتاکتور بسته بماند، کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی از قفل مکانیکی برای حفظ وضعیت بسته بودن استفاده می‌کنند. در اصل، کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی شکست‌دهنده‌های ولتاژ متوسط را شبیه‌سازی می‌کنند. با این حال، باید در نظر داشت که بین کنتاکتورها و شکست‌دهنده‌ها تفاوت‌های مشخصی وجود دارد.
اعتبارات مدارهای کنترل
پس از بسته شدن یک کنتاکتور حفظ‌شده الکترومغناطیسی سنتی، آن به طور مداوم بسته می‌ماند تا زمانی که سیم پیچ اصلی تغذیه شود. به طور معمول، منبع تغذیه کنترل برای مدار سیم پیچ اصلی یک ترانسفورماتور تغذیه کنترل است که بخشی از کنترل‌کننده کلی است. بنابراین، برای بارهای موتور، وقتی ولتاژ سیستم رها شود، موتور به طور خودکار قطع می‌شود، که این امر جلوگیری از آسیب به موتور می‌کند.
در مقابل، کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی وقتی ولتاژ سیستم رها می‌شود بسته می‌مانند. این به ویژه ضروری است وقتی بار از نوعی است که نیاز به تغذیه خودکار مجدد وقتی ولتاژ سیستم بازگردانی می‌شود دارد، مانند ترانسفورماتورهای روشنایی.
کنتاکتورهای حفظ‌شده الکترومغناطیسی وقتی تماس‌های در مدار کنترل سیم پیچ اصلی باز می‌شوند باز می‌شوند. از سوی دیگر، کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی با بسته شدن تماس‌های در مدار قفل‌گیری قفل‌گیری می‌شوند و اجازه می‌دهند کنتاکتور باز شود. بنابراین، کنترل مورد نیاز برای کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی به حدودی مشابه با شکست‌دهنده‌های ولتاژ متوسط است.
کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی به یک منبع تغذیه کنترل قابل اعتماد برای قطع نیاز دارند. منبع تغذیه جریان مستقیم (باتری) ترجیح داده می‌شود، اما اگر تنها منبع تغذیه کنترل یک ترانسفورماتور تغذیه کنترل متصل به منبع ولتاژ اصلی است، دستگاه قطع با کندانسور جریان متناوب مناسب است.
مدار بسته شدن باید از دکمه‌های تماس موقت استفاده کند تا سیم پیچ اصلی فقط در دوره بسته شدن تغذیه شود. به طور مشابه، مدار قطع (آزادسازی قفل) باید از دکمه‌های تماس موقت استفاده کند. برای قطع خودکار رله‌های محافظ، یک تماس باز باید در مدار قطع (آزادسازی قفل) و یک تماس بسته از رله محافظ در مدار بسته شدن متصل شود. هدف تماس بسته رله در مدار بسته شدن این است که مطمئن شود مدار سیم پیچ اصلی در حین قطع بی‌قدرت شود. همچنین مطلوب است که عملکرد رله قفل‌گیری (۸۶) شامل شود، یا از طریق عملکرد ۸۶ در برخی از رله‌های میکروپروسسور چندکاره یا از طریق یک رله قفل‌گیری جداگانه.
مهم است که مدار کنترل خارجی کاربر شامل تماس‌های حفظ در مدار بسته شدن نباشد. کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی به همان روش کنتاکتورهای حفظ‌شده الکترومغناطیسی عمل می‌کنند با اضافه شدن یک قفل مکانیکی. اگر مدار سیم پیچ اصلی به طور مداوم تغذیه شود، کنتاکتور حتی اگر قفل‌گیری عمل کند همچنان بسته می‌ماند.
منابع در برآورد مدت زمان لازم بین قطع عیب و تغذیه مجدد متفاوت هستند. بیشتر منابع نشان می‌دهند که باید حداقل شش چرخه بین قطع قوس (هنگام باز شدن) و بسته شدن تماس در عملیات بسته شدن بعدی وجود داشته باشد.
اعتبارات قطع کوتاه مدت و بیش باری
کنتاکتورهایی که برای تغذیه ترانسفورماتورها استفاده می‌شوند فقط در ویژگی‌های افیوزهای محدودکننده جریان با کنتاکتورهایی که برای تغذیه موتورها استفاده می‌شوند متفاوت هستند. افیوزهایی که برای محافظت از مدارهای موتور استفاده می‌شوند افیوزهای کلاس M هستند که ویژگی‌های محافظتی آنها برای نیازهای کاربردی موتورها مناسب است. برای تغذیه‌دهنده‌های ترانسفورماتور، افیوزها باید افیوزهای کلاس T باشند که طراحی شده‌اند تا محافظت مناسب برای ترانسفورماتورها فراهم کنند.
کنتاکتورهای بدون افیوز فقط ظرفیت محدودی برای قطع دارند. بنابراین، کنتاکتورها باید همیشه در ترکیب با افیوزهای محدودکننده جریان استفاده شوند. ترکیب یک کنتاکتور (که جریان بار عادی و بیش باری متوسط را قطع می‌کند) و یک افیوز محدودکننده جریان (که جریان‌هایی که فراتر از ظرفیت کنتاکتور است را قطع می‌کند) ظرفیت کامل قطع بیش باری و قطع کوتاه مدت را فراهم می‌کند.
رله‌های بیش باری باید برای فراهم کردن محافظت در برابر جریان‌های بیش باری متوسط استفاده شوند تا از عملکرد غیرضروری افیوز جلوگیری شود. این محافظت باید با ظرفیت جریان پیوسته ترکیب افیوز-کنتاکتور هماهنگ شود. چون افیوزها مقدار قابل توجهی گرما تولید می‌کنند، نادر است که افیوزها به اندازه‌ای بزرگ‌تر از توصیه شده برای جریان پیوسته سایز‌بندی شوند. بنابراین، رله‌های بیش باری محافظت بیش باری نه تنها برای ترانسفورماتور بلکه برای ترکیب افیوز-کنتاکتور فراهم می‌کنند. این مناسب است زیرا وظیفه افیوز ارائه محافظت در برابر قطع کوتاه مدت است، نه محافظت در برابر بیش باری.
محافظت تک‌فازی
دستگاه‌های محافظت بیش باری موتورهای مدرن معمولاً شامل یک عملکرد محافظت برای قطع خودکار موتور وقتی یک فاز از تغذیه ورودی از دست داده می‌شود. با این حال، برای خطوط تغذیه غیرموتوری، این "محافظت تک‌فازی" ممکن است لازم یا مرغوب نباشد. به عنوان مثال، بارهای خازن یا روشنایی معمولاً توسط شرایط تک‌فازی آسیب نمی‌بینند. با این حال، کاربران باید در نظر بگیرند که آیا محافظت تک‌فازی مناسب است. روش معمول اجرای این عملکرد ارائه یک لوازم جانبی قطع افیوز است که به صورت مکانیکی با یک پیچک روی افیوز محدودکننده جریان عمل می‌کند. با این گزینه، وقتی هر یک از افیوزهای محدودکننده جریان اصلی عمل کند، پیچک نشان‌دهنده روی افیوز یک دستگاه قطع را فعال می‌کند که باعث باز شدن کنتاکتور می‌شود.
اعتبارات دیگر کاربردی
کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی بسیاری از ویژگی‌های کاربردی کنتاکتورهای حفظ‌شده الکترومغناطیسی را دارند. برخلاف شکست‌دهنده‌ها، کنتاکتورها برای عملکرد مکرر طراحی شده‌اند، با ۲۰۰۰۰۰ عملکرد الکتریکی. اندازه ترانسفورماتوری که می‌تواند از یک کنتاکتور تغذیه شود البته محدود به افیوزهای موجود (به ویژه در ۷.۲ کیلوولت) و ظرفیت جریان پیوسته کنتاکتور است.
کنتاکتورها طراحی شده‌اند تا نیازهای انرژی کنترل پایین داشته باشند. بنابراین، سرعت‌های بسته شدن و باز شدن آنها ممکن است نسبتاً کند باشند. یک زمان بسته شدن معمولی ۴۰ میلی‌ثانیه برای ۴۰۰ آمپر و ۷۰ میلی‌ثانیه برای ۷۲۰ آمپر است، در حالی که زمان باز شدن ۹۰ میلی‌ثانیه برای ۴۰۰ آمپر و ۳۵ میلی‌ثانیه برای ۷۲۰ آمپر است. اگرچه این زمان‌ها بسیار بیشتر از زمان‌های عملکرد شکست‌دهنده‌ها هستند، معمولاً نیاز به هیچ ملاحظات خاصی برای مدارهای کنترل یا رویه‌های عملیاتی سیستم ندارند. کنتاکتورهای قفل‌دار در طراحی کنترل‌کننده‌های ولتاژ متوسط یکپارچه شده‌اند، که بخش‌های انتقالی و پوشش‌های بزرگ دستگاه‌های قطع مورد نیاز برای شکست‌دهنده‌ها را حذف می‌کنند. چون کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی از افیوزها برای محافظت در برابر قطع کوتاه مدت استفاده می‌کنند، افیوزها ممکن است در صورت رخ دادن یک عیب شدید عمل کنند. اگر این اتفاق بیفتد، مدت زمان توقف مربوط به تعویض افیوزها بیشتر از زمان مورد نیاز برای استفاده از شکست‌دهنده‌ها است. با این حال، تجربه نشان داده است که عیب‌های شدید نسبتاً نادر هستند، بنابراین این مسئله احتمالاً یک موضوع مهم نخواهد بود.
خلاصه
کنتاکتورها برای تغذیه ترانسفورماتورها و دیگر بارهای غیرموتوری برای دهه‌ها استفاده شده‌اند و استفاده از آنها در سال‌های اخیر به طور قابل توجهی افزایش یافته است. استفاده از کنتاکتورهای قفل‌دار مکانیکی به ویژه زمانی مناسب است که ترانسفورماتورها از طریق کنتاکتورهای ولتاژ متوسط تغذیه می‌شوند.
