Penerapan dan Pemeliharaan Kontak AC | Analisis Komprehensif Penanganan Kerusakan Umum Kuasai dalam Satu Artikel

1 Analisis Komponen Kunci dari Kontak AC

Kontak AC adalah saklar elektromagnetik otomatis yang digunakan untuk beralih sirkuit utama dan sirkuit kontrol AC dalam jangka panjang dan frekuensi tinggi. Ini memiliki keunggulan seperti operasi otomatis, perlindungan tegangan rendah dan tidak ada tegangan, operasi kapasitas tinggi, stabilitas kuat, dan persyaratan perawatan rendah. Dalam sirkuit kontrol listrik mesin, kontak AC terutama digunakan untuk mengontrol motor listrik dan beban lainnya.

Komponen kunci dari kontak AC termasuk sistem elektromagnet, sistem kontak, dan perangkat pemadam busur, dll. Terutama terdiri dari bagian struktural seperti kontak utama, inti besi bergerak, gulungan, inti besi diam, dan kontak bantu.

1.1 Sistem Elektromagnet

Sistem elektromagnet kontak AC terutama terdiri dari gulungan, inti besi bergerak, inti besi diam, dan cincin pendek. Ketika gulungan kontrol diberi atau dilepaskan daya, akan menyelesaikan tindakan tarik atau lepas masing-masing, yang dapat menjaga kontak bergerak dan kontak diam dalam keadaan terbuka atau tertutup masing-masing, sehingga mencapai tujuan beralih sirkuit.

Untuk mengurangi arus eddy dan kerugian histeresis, inti besi dan armatur kontak AC terutama dibuat dengan melaminasi lembaran baja silikon berbentuk E selama produksi. Untuk meningkatkan area pendinginan dan mencegah hangus, gulungan dibuat menjadi silinder tebal dan kecil yang dipilin di rangka isolasi, dengan jarak tertentu dipertahankan antara gulungan dan inti besi untuk mencegah tumpang tindih. Inti besi berbentuk E menyediakan celah udara 0,1 - 0,2 mm pada permukaan ujung tabung tengah untuk mengurangi efek medan magnet sisa dan mencegah armatur macet. 

Ketika kontak AC bekerja, arus bolak-balik dalam gulungan membentuk medan magnet bolak-balik dalam inti besi, menyebabkan armatur bergetar dan menghasilkan suara. Lubang disediakan di setiap ujung inti besi dan armatur, dan cincin pendek yang terbuat dari tembaga atau paduan nikel-kromium dimasukkan ke dalam lubang tersebut untuk menyelesaikan masalah di atas. Setelah memasang cincin pendek, ketika arus bolak-balik mengalir melalui gulungan, akan terbentuk fluks magnet Φ₁ dan Φ₂ dengan fase yang berbeda, sehingga memastikan bahwa selalu ada gaya tarik antara inti besi dan armatur, sangat mengurangi getaran dan suara.

1.2 Sistem Kontak

Ada tiga jenis kontak kontak AC, yaitu tipe kontak titik, tipe kontak garis, dan tipe kontak permukaan, seperti ditunjukkan pada gambar berikut. Berdasarkan bentuk struktur, mereka dapat dibagi menjadi kontak jembatan dan kontak jari. Kontak jembatan termasuk tipe jembatan kontak titik dan tipe jembatan kontak permukaan, yang cocok untuk kesempatan arus yang berbeda. Kontak jari sebagian besar dalam mode kontak garis, dan area kontaknya adalah garis lurus, yang cocok untuk kesempatan sering dan arus besar. Berdasarkan kapasitas membuat dan putus, mereka dapat dibagi menjadi kontak utama dan kontak bantu. Kontak utama cocok untuk sirkuit utama arus besar, dan biasanya ada 3 pasang kontak normal terbuka. Kontak bantu cocok untuk sirkuit kontrol arus kecil, dan biasanya ada 2 pasang kontak normal terbuka dan 2 pasang kontak normal tertutup.

1.3 Perangkat Pemadam Busur

Untuk sirkuit arus tinggi atau tegangan tinggi, busur pasti akan terjadi ketika kontak AC terbuka, menyebabkan pembakaran kontak, kerusakan perangkat, mempengaruhi umur layanan, dan bahkan mengganggu waktu pemutusan sirkuit; dalam kasus parah, dapat menyebabkan kebakaran. Untuk alasan keselamatan, semua kontak dengan kapasitas lebih dari 10 A harus dilengkapi dengan perangkat pemadam busur. Metode pemadaman busur yang umum digunakan dalam kontak AC termasuk pemadam busur gaya listrik ganda, pemadam busur slot longitudinal, dan pemadam busur grid.

Perangkat pemadam busur gaya listrik ganda membagi busur menjadi dua bagian, dan meregangkan busur melalui gaya listrik dari sirkuit kontak itu sendiri, sehingga mewujudkan pendinginan dan penguapan busur dan mencapai tujuan pemadaman. Perangkat pemadam busur slot longitudinal terbuat dari tanah liat tahan busur, semen asbes, dan bahan lainnya, dengan satu atau lebih slot longitudinal di sisinya, yang dapat memperluas area kontak antara busur dan dinding ruang pemadam busur, dan mencapai efek pemadaman busur dengan menekannya. Ketika kontak dalam keadaan terpisah, busur dikirim ke slot melalui medan magnet eksternal atau gaya listrik, dan energi panas ditransfer ke dinding ruang pemadam busur, sehingga busur padam dengan cepat.

Berdasarkan ini, struktur pemadam busur grid baru diajukan. Grid logam menggunakan pelat besi yang dicat tembaga atau galvanis berbentuk zigzag dan dimasukkan ke dalam penutup pemadam busur. Busur yang terbentuk oleh pemutusan kontak menghasilkan medan magnet yang kuat, dan adanya resistansi magnet membuat intensitas medan listrik di area tersebut tidak merata, sehingga menarik busur ke celah-celah grid untuk membentuk busur pendek. Setiap grid bertindak sebagai elektroda, membagi seluruh penurunan tegangan busur menjadi beberapa bagian, dan tegangan busur antara setiap bagian kurang dari tegangan penyalaan busur. Pada saat yang sama, grid menghilangkan panas untuk mengeliminasi busur dengan cepat, mencapai efek pemadaman [3-5].

1.4 Komponen Bantu

Komponen bantu kontak AC termasuk pegas reaksi, pegas penahan, pegas tekan kontak, mekanisme transmisi, dasar, dll. Pegas reaksi mendorong armatur untuk melepaskan energi setelah kehilangan daya, sehingga kontak kembali ke keadaan aslinya. Pegas penahan dapat mengurangi gaya dampak. Pegas tekan kontak dapat sangat meningkatkan tekanan kontak dan mengurangi resistansi kontak. Kontak operasional didorong oleh armatur atau pegas reaksi untuk mengendalikan koneksi atau pemutusan mereka.

2 Penggunaan Tepat Kontak AC

2.1 Prinsip Pemilihan Kontak AC

Tegangan nominal kontak utama tidak boleh kurang dari tegangan nominal sirkuit kontrol. Arus nominal kontak utama harus memenuhi persyaratan beban: untuk beban resistif, harus sama dengan arus nominal; untuk beban motor, harus sedikit lebih besar dari arus nominal. Tegangan gulungan tarik dipilih berdasarkan kompleksitas sirkuit kontrol: 380 V atau 220 V dapat dipilih untuk sirkuit sederhana, dan 36 V atau 110 V untuk sirkuit kompleks. Jumlah dan jenis kontak harus memenuhi standar dasar sirkuit kontrol.

2.2 Instalasi dan Pemeliharaan Kontak AC

Untuk inspeksi pra-instalasi, perlu dikonfirmasi apakah data teknis kontak (seperti tegangan nominal, arus, frekuensi operasi, dll.) sesuai dengan standar, periksa apakah penampilan rusak dan gerakannya fleksibel, dan ukur nilai resistansi DC dan resistansi isolasi gulungan. Posisi instalasi harus vertikal, dengan kemiringan tidak melebihi 5°, dan sisi dengan lubang pendingin harus menghadap ke arah vertikal. Selama instalasi dan pengkabelan, hindari bagian seperti sekrup, washer, dan terminal jatuh, yang mungkin menyebabkan kontak AC macet atau hubungan singkat.

Setelah instalasi, perlu diperiksa apakah pengkabelan benar. Tanpa memberi daya pada kontak utama, beri dan hilangkan daya pada kontak beberapa kali untuk memeriksa gerakan kontak utama dan apakah ada suara setelah inti besi ditarik. Hanya boleh digunakan jika tidak ada kesalahan. Tidak diperbolehkan menghubungkan kontak AC ke sumber daya DC, jika tidak, gulungan akan hangus.

3 Kerusakan Umum dan Metode Pemeliharaan Kontak AC

3.1 Kerusakan Kontak Utama

3.1.1 Berkobar Hebat Saat Koneksi dan Pemutusan Kontak Utama Bergerak dan Diam

Ketika beban bekerja normal, berkobar terjadi saat kontak terhubung dan diputus. Permukaan kontak membentuk lubang-lubang kecil tidak beraturan karena suhu busur yang tinggi, mengakibatkan penurunan area kontak, peningkatan arus, dan berkobar hebat. Untuk memperbaiki kontak yang rusak, perlu diperiksa tingkat kerusakan pada permukaan kontak; kontak hanya dapat diperbaiki jika ketebalannya lebih dari 2/3 ketebalan asli. Saat memperbaiki kontak, letakkan kertas amplas halus di permukaan datar, lalu ratakan kontak yang rusak di kertas amplas, periksa situasi perbaikan hingga semua titik rusak terampelas, dan akhirnya tangani burrs.

3.1.2 Melting, Pembakaran, dan Penempelan Kontak Utama Bergerak dan Diam

Penyebab utama melting, pembakaran, dan penempelan kontak utama bergerak dan diam termasuk hubungan singkat beban, hubungan singkat sirkuit utama, atau penurunan impedansi beban. Di antaranya, terjadinya hubungan singkat dan hubungan singkat sirkuit utama secara bersamaan adalah faktor kunci. Karena kebutuhan pekerjaan, frekuensi operasi kontak AC berkisar dari rendah hingga tinggi; selama koneksi dan pemutusan kontak yang sering, suhu permukaan naik, dan di bawah pengaruh busur, kontak utama bergerak dan diam akhirnya akan melting, terbakar, dan menempel.

Umumnya ada dua metode penanganan: pertama, ganti kontak AC dengan yang memiliki tegangan dan arus rating yang lebih tinggi; kedua, perbaiki kontak AC: ganti kontak dengan spesifikasi yang sama, bersihkan endapan karbon di sekitar kontak bergerak dan diam, dll., dan hubungkan Perangkat Pemadam Busur Resistor-Kapasitansi (RC) secara paralel dengan masing-masing 3 pasang kontak utama.

3.2 Kerusakan Kontak Bantu

3.2.1 Resistansi Kontak Kontak Bantu Bergerak dan Diam Terlalu Tinggi

Resistansi kontak kontak bantu bergerak dan diam yang terlalu tinggi akan menyebabkan peningkatan impedansi loop sirkuit kontrol dan penurunan tegangan. Ada dua alasan utama untuk fenomena ini: pertama, banyak minyak dan debu menumpuk pada kontak; kedua, lapisan oksida terbentuk pada permukaan kontak. Berdasarkan mekanisme perlindungan tegangan rendah kontak AC, ketika tegangan di seberang gulungan kontak AC kurang dari 85% tegangan nominal, sirkuit kontrol akan berhenti bekerja. Solusinya adalah mengambil kontak, lap dengan kain kasa bersih, lalu rawat permukaan kontak dengan kertas amplas halus.

3.2.2 Berkobar Hebat Saat Koneksi dan Pemutusan Kontak Bantu Bergerak dan Diam

Penyebab utama kerusakan ini mungkin karena sirkuit yang dikendalikan telah mengalami hubungan singkat, atau nilai impedansi komponen penghabisan energi dalam sirkuit kontrol berkurang, dll.

3.3 Kerusakan Gulungan

3.3.1 Putus Gulungan

Putus gulungan kontak AC akan menyebabkan sirkuit kontrol gagal bekerja. Fenomena ini relatif jarang, dan biasanya disebabkan oleh masalah kualitas kontak atau pemasangan yang tidak tepat selama perakitan.

3.3.2 Hubungan Singkat Gulungan

Hubungan singkat gulungan kontak AC akan menyebabkan fusible sirkuit proteksi hubungan singkat dalam sirkuit kontrol meledak. Situasi umum hubungan singkat gulungan adalah tegangan AC yang diterapkan di seberang gulungan bukan 0,85-1,05 kali tegangan nominal; operasi jangka panjang gulungan pada tegangan rendah atau tinggi dapat menyebabkan hubungan singkat. Gulungan kontak AC yang rusak harus diganti; saat mengganti gulungan, perhatikan ukuran gulungan, tegangan nominal, dan spesifikasi kontak AC.

3.4 Kerusakan Permukaan Kontak Inti Besi Bergerak dan Diam

3.4.1 Penempelan Permukaan Kontak Inti Besi Bergerak dan Diam

Penyebab utama kerusakan ini adalah adanya noda minyak pada permukaan kontak inti besi bergerak dan diam. Setelah menekan tombol start, motor berjalan normal, tetapi ketika menekan tombol stop, gulungan kontak AC kehilangan daya, kontak tidak kembali ke keadaan aslinya, dan motor terus berjalan. Setelah tangan meninggalkan tombol stop, gulungan tetap diberi daya, dan motor terus berjalan. Metode penanganan adalah membersihkan permukaan kontak inti besi bergerak dan diam.

3.4.2 Suara Bising dari Inti Besi

Penyebab utama suara bising dari inti besi adalah putusnya cincin pendek, atau banyak karat pada permukaan kontak inti besi bergerak dan diam. Untuk kasus banyak karat, kertas amplas halus dapat digunakan untuk merawat permukaan kontak. Jika cincin pendek rusak, inti besi biasanya diganti untuk memperbaiki kerusakan.

4 Kesimpulan

Penggunaan tepat, diagnosis kerusakan, dan keterampilan pemeliharaan kontak AC sangat penting untuk operasi stabil sistem kontrol listrik. Untuk meningkatkan efisiensi layanan kontak AC dan memperpanjang umur layanannya, kerusakan umum harus diperbaiki dengan segera untuk mengurangi tingkat kegagalan selama produksi.