کنتاکتور خلاء

اشتراک :

کنتاکتور خلاء چیست؟

تا قبل از پدید آمدن کنتاکتورها از کلیدهای دستی جهت اتصالات استفاده می شد که انواع مختلفی دارند. ولی به علت محدودیت جریانی که داشتند، در جریان های بسیار بالا تیغه های آنها ذوب شده و هنگام قطع و وصل جریان در آنها، ایجاد جرقه شدید می کردند. این موضوع، سازندگان را بر آن داشت تا نوع پیشرفته تری نسبت به رله ها، یعنی کنتاکتورها را طراحی کرده و گسترش دهند. به کنتاکتورهایی که محفظه قطع جرقه در آنها از خلاء پر شده باشد، کنتاکتور خلاء می گویند که با نام (VC  (Vacuum Contactor شناخته می شوند.

کنتاکتور های خلاء یک کلید در رده متوسط قدرت و اساساً رله های تقویت شده هستند، اما دارای برخی از ویژگی های تخصصی برای کنترل بارهای با توان بالا می باشند. در سیستم ها اصولا با قطع برق شبکه، تا لحظه صفر شدن جریان در شبکه، یک تاخیر خواهیم داشت که این تاخیر موجب ایجاد جرقه یا قوس الکتریکی می شود. کنتاکتورهای خلاء دارای محفظه هایی برای خاموش کردن قوس یا جرقه در هنگام قطع و وصل جریان هستند.

کنتاکتور خلاء

کنتاکتور خلاء به علت وجود خلاء در آن و مزیت هایی که به تفصیل خواهیم گفت، این جرقه یا قوس به وجود آمده را در حداقل زمان ممکن نسبت به سایر کنتاکتورها قطع می کند و از این جهت در مدارات ولتاژ متوسط و بالا کاربرد بسیار زیادی دارد.

کنتاکتورهای خلاء برای قطع قوس از محفظه کپسوله شده از خلاء استفاده می کنند. این نوع محفظه باعث می شود که کنتاکتور به علت سرعت بالای خاموشی قوس در خلاء و فضای حرکتی کم مورد نیاز کنتاکت ها برای دفع قوس، دارای حجم بسیار کوچکی باشد و فضای کمتری نسبت به سایر کنتاکتورها اشغال کند.

خلاء به کار رفته در کنتاکتور باعث جلوگیری از برخورد مجدد قوس در کنتاکت های باز کنتاکتور می‌ شود؛ به علت خصوصیات عملکردی خلاء در جاهایی که به سوئیچینگ با سرعت بسیار بالا نیاز است، از کنتاکتور خلاء استفاده می کنند. این کنتاکتورها معمولا در ولتاژهای متوسط از 600 ولت تا 5000 ولت به طور بسیار گسترده تری مورد استفاده قرار می گیرند.

یکی از بزرگترین مزیت های آنها عمر بالای مکانیکی و الکتریکی آنها به نسبت سایر کنتاکتورها و کلیدهاست. این کنتاکتورها به طور ویژه برای کاربردهای صنعتی و سوئیچینگ انواع بارهای سلفی، خازنی و اهمی که تعداد عملکرد کنتاکتور در آن ها بسیار زیاد است و یا جاهایی که تعداد دفعات مجاز سوئیچینگ به طور معمول در آنها حتی تا 1 میلیون بار است، طراحی شده اند.

تاریخچه کنتاکتور خلاء

در سال 1982، شرکت Eaton اولین کنتاکتور خلاء AC خود را روانه بازار کرد. این کنتاکتور ولتاژ متوسط که SJ نام داشت، برای جایگزینی کنتاکتورهای با محفظه قطع هوا در زمان خود استفاده میشد و به سرعت توانست انقلابی در صنعت کنترل ولتاژ متوسط ایجاد کند. امروزه، بعد از گذشت حدود 40 سال، به مرور و با گذشت زمان، تولید و توسعه این کنتاکتورها بیشتر شد و با کاربری های متفاوتی که دارند، در مدل های متفاوتی ساخته می شوند.

تصویری از کنتاکتورهای خانواده SJ

تصویری از کنتاکتورهای خلاء خانواده SJ

ساختمان کنتاکتور خلاء

کنتاکتور خلاء دارای ساختار بسیار ساده ای است. مانند رله ها، دستگاه های الکترومکانیکی به حساب می آیند. دارای چند قسمت اصلی هستند: کنتاکت ها، سیم پیچ (آهن ربای الکتریکی) و محفظه.

  1. کنتاکت: کنتاکت یا همان تیغه، شامل دو بخش ثابت و متحرک بوده و بخش اصلی کنتاکتور است که وظیفه هدایت و حمل جریان الکتریکی را به عهده دارد.
  2. سیم پیچ: کوئل یا سیم پیچ زمانی که برق دار شود، باعث حرکت مکانیکی کنتاکت ها و تغییر وضعیت آنها می شود.
  3. محفظه: قاب یا محفظه جهت ایزوله بین کنتاکت ها، عایق جهت حفاظت کاربر از برق گرفتگی و حفاظی جهت حفاظت از ورود آلاینده های موجود در هوا به داخل کنتاکتور می باشد.

خصوصیات موجود در کنتاکتورهای خلاء تاثیرات زیادی در ظرفیت شکست آنها، دوام الکتریکی و میزان حساسیت آنها به جریان اضافه بار می باشد.

نکاتی در رابطه با کنتاکتور خلاء

کنتاکتورهای خلاء تنها برای سیستم های AC قابل استفاده هستند. این کنتاکتورها در مختل کردن انرژی قوس الکتریکی بسیار کارآمد هستند و هنگامی که به کلید زنی (سوییچینگ) سریع نیاز باشد استفاده می شوند.

به علت فشار بسیار پایین داخل کپسول خلاء، فاصله دو کنتاکت کلید خلاء در حالت قطع برای ولتاژ تا 30 کیلوولت خیلی کم و در حدود 20 میلی متر است. به دنبال آن، به علت کوچک بودن طول جرقه (در حدود 20 میلیمتر) و کوتاه بودن زمان جرقه که ماکزیمم از 6 میلی ثانیه تجاوز نمی کند، انرژی آرک یا قوس الکتریکی موجود در این کلید خیلی کوچکتر از کلیدهای مشابه دیگر است و با توجه به اینکه اغلب آرک قبل از رسیدن جریان به صفر قطع می شود، می توان کلید را به وسیله قطع و وصل سریع نیز مجهز کرد. کنتاکتور خلاء امروزه به خاطر دارا بودن مزایایی از قبیل دوام زیاد، عدم نیاز به مراقبت زیاد، امکان قطع و وصل سریع و مکرر، در شبکه های فشار متوسط تا 30 کیلو ولت به خصوص برای وصل شبکه های کاپاسیتیو (خازنی) بسیار مناسب می باشد.

کاربرد کنتاکتور خلاء

کنتاکتورهای خلاء دستگاه های همه کاره ای هستند که به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می شوند و برای تعیین صحیح و کاربرد درست کنتاکتورها باید تفاوت های بسیار زیادی را در نظر گرفت. برخی از کاربردهای کنتاکتور خلاء عبارتند از:

  1. سوئیچینگ انواع موتورهای سه فاز تا قدرت ۵ مگاوات
  2. سوئیچینگ انواع ترانسفورماتورهای تا قدرت ۵ مگاولت آمپر
  3. کلیدزنی خازن ها و همچنین سوئیچینگ انواع بانک های خازنی تا ظرفیت ۴.۸ مگاولت آمپر
  4. بسیاری از موتورهای قفس سنجابی
  5. کنترل مرکزی تاسیسات نورپردازی بزرگ
  6. کارخانجات فولاد و سیمان
  7. کنترل پمپ
  8. محیط های سخت و کثیف مانند حفاری و استخراج در معادن
  9. سیستم کمپرسور تهویه مطبوع
  10. صنایع نفت و گاز و پتروشیمی
  11. صنعت خودرو و غیره
  12. به عنوان استارتر موتور: کنتاکتورها معمولا با یک رله اضافه بار ترکیب می شوند تا از اتصالات موتور و منبع تغذیه حفاظت بهتری داشته باشند. هنگامی که کنتاکتور به این صورت با رله اضافه بار جفت می شود و در سرویس کنترل موتور استفاده می شود، به آن استارتر گفته می شود.

دامنه ولتاژ کمکی و همچنین ملحقات آن بسیار زیاد است و بر اساس نیاز و الزامات فنی پروژه‌ها قابل انتخاب است.

مزایای کنتاکتور خلاء
  1. حفاظت بالا و کامل
  2. عملکرد بسیار بالا
  3. رفع خطای راه اندازی مجدد ماشین در مواقع خاموشی
  4. قابلیت دریافت فرمان از چندین نقطه
  5. قابلیت دریافت فرمان از راه دور
  6. طراحی ویژه برای موتور های القایی قفس سنجابی و روتور سیم پیچی
  7. به علت قابلیت قطع اتومات در صورت قطع شدن برق شبکه، امکان طراحی مدارات اتوماتیک را برای ما فراهم می کند.
  8. تلفات و استهلاک پایین
  9. به دلیل عمر بالایی که دارند، از نظر اقتصادی مفید هستند.
  10. به علت خاصیت های خلاء، انرژی قوس در این کنتاکتور بسیار کم بوده و زمان تشکیل آن تا خاموشی آن بسیار کوتاه است.
  11. به علت وجود خلاء در آن، کنتاکت ها با حرکت بسیار کم، می توانند قوس را خاموش کنند. به همین علت این کنتاکتورها جمع و جور هستند.
  12. دارای عمر بالای الکتریکی و مکانیکی است.

نقاط ضعف کنتاکتورهای خلاء

  1. عمر بالای تجهیزات آن، سبب می شود هنگامی که کنتاکتور در معرض رطوبت قرار بگیرد، در قسمت فلزات آن دچار خوردگی شود.
  2. امکان سوختن سیم پیچ در نبود میدان مغناطیسی وجود دارد.

بازار کنتاکتورهای خلاء

کنتاکتورهای خلاء از نظر رتبه بندی ولتاژی به چهار دسته بازاری تقسیم می شوند:

  1. کمتر از 5 کیلو ولت
  2. 5 تا 10 کیلو ولت
  3. 10 تا 15 کیلو ولت
  4. بیش از 15 کیلو ولت

بازار کنتاکتور خلاء بر اساس رتبه بندی ولتاژ

کنتاکتورهای خلاء بر اساس کاربرد مداری در بازار به شش طبقه دسته بندی می شوند: موتورها، ترانسفورماتورها، خازن ها، راکتورها، بارهای مقاومتی و سایر مواردی مانند: ژنراتورها، پمپ ها، درایو (اینورتر) های فرکانس متغیر، تغذیه کننده ها، فرستنده های برق و سوئیچینگ ها؛ که از میان موارد ذکر شده 3 کاربرد برتر این کنتاکتور در موتورها، ترانسفورماتورها و خازن هاست که درصدی حدود 65 درصد از کاربرد این کنتاکتور در بازار را شامل می شود.

کنتاکتورهای خلاء هم چنین بر اساس استفاده نهایی در بازار به شش دسته تقسیم می شوند که عبارتند از تاسیسات، صنعتی، تجاری، معدن، نفت و گاز، و سایر کاربردهای کاربران نهایی ولتاژ متوسط شامل: بخش دریایی، پمپاژ آب و فاضلاب، روشنایی خیابان و حمل و نقل و غیره

از لحاظ منطقه کاربری نیز بیشترین کاربری بازاری آنها در آسیا و اقیانوسیه به علت رشد در صنعت و شهرنشینی این مناطق است و بعد از این مناطق، آمریکای شمالی و اروپا بیشترین سهم بازار را در اختیار دارند.

بازار کنتاکتور خلاء بر اساس تقسیم بندی منطقه ای

دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید
امتیاز:





دیدگاه کاربران
صدرا قاسمی
 ارسال شده در : پنجشنبه 22 آبان 1399

سلام بسیار عالی

مدیر سایت
 ارسال شده در : شنبه 24 آبان 1399

ممنون از شما دوست عزیز...