کنتاکتور خازنی چیه و چه فرقی با کنتاکتور عادی داره؟

اگه توجه کرده باشید توی تابلوهای بانک خازنی از کنتاکتورهای عادی استفاده نمیشه، اگه مشخصات اون کنتاکتورها رو بخونید می‌بینید به جای ظرفیتشون به KW (کیلو وات – واحد توان حقیقی یا اکتیو) از KVar (کیلو وار – واحد توان موهومی یا راکتیو) استفاده شده. حالا شاید براتون سوال پیش بیاد که اصلا کنتاکتور خازنی فرقی با کنتاکتور عادی داره یا نه؟ و اصولا چرا باید کنتاکتور خازنی با کنتاکتور عادی فرق داشته باشه؟ مگه قراره چه کار اضافی‌ای انجام بده؟ اینا سوال‌هایی بود که وقتی برای اولین بار به سراغ تابلو خازن رفتم برای خودم پیش اومدن. در واقع موقعی بود که یه تابلو خازن قدیمی که تو کارخونه بود رو اوراق کرده بودن، یکی از تکنسین‌ها از من پرسیده بود که آیا می‌تونه کنتاکتورهای این تابلو رو به جای کنتاکتور عادی استفاده کنه یا نه؟ اونجا برای اولین بار بود که من تازه متوجه شدم کنتاکتورهای خازنی با کنتاکتورهای عادی فرق دارن.

اگه شما هم این سوال براتون پیش اومده باید بگم: بله! کنتاکتورهای خازنی یخورده تو عملکرد با کنتاکتورهای عادی فرق دارن. اما این تفاوت کجاست؟ و اصلا چرا تفاوتی هست؟

یکی از اولین چیزهایی که توی درس مدار الکتریکی می‌خونیم اینه که خازن‌ها وقتی شارژ نباشن (منظور اینکه خالی باشن) در لحظه‌ی اول مثل اتصال کوتاه رفتار می‌کنن. پس در لحظه‌ی سوئیچینگ خازن جریان زیادی می‌کشه، این جریان هجومی خازن می‌تونه تا ۱۵۰ برابر جریان نامی‌ش بالا بره! و این می‌تونه هم به کنتاکتور و مدار سر راهش آسیب وارد کنه و هم اختلال به شبکه وارد کنه.

ممکنه سوال بپرسید خازنی که یه بار شارژ شده که دیگه نباید موقع سوئیچینگ جریان زیادی بکشه! اما باید بگم خازن وقتی از مدار خارج میشه توسط مقاومت‌هایی که به ترمینال خروجیش متصل شدن تخلیه می‌شه. بنابراین هر بار که می‌خواد بیاد تو مدار تقریبا خالی از بار هست. حالا ممکنه بپرسید چرا مقاومت به ترمینال‌های خازن متصل می‌کنن که خازن خالی بشه؟ جوابش هم همینه: چون خازن خالی بشه 😀 …. سوال پیش میاد، چرا باید خازن وقتی از شبکه جدا شد خالی بشه؟ چون اگه خازن موقع ورود به شبکه شارژ باشه (به قولی سرش ولتاژ وجود داشته باشه) این امکان وجود داره که تو شرایط بدتری نسبت به حالتی که خالیه قرار بگیره! چرا؟ چون ولتاژ شبکه متناوب هست، نه ثابت!… ها؟ آمیرزا اینکه گفتی یعنی چه؟ خوب با یه مثال توضیح میدم. همونطور که می‌دونیم، برقی که ما ازش استفاده می‌کنیم متناوبه. حالا فرض کنید خازن وقتی که داره از شبکه قطع میشه ولتاژ سرش در حالت پیک مثبت (+V) بوده باشه. این خازن بعد از مدتی می‌خواد برگرده تو مدار، حالا اگه موقع ورود به شبکه، ولتاژِ شبکه تو حالت پیک منفی (-V) باشه چی میشه؟ هیچی دیگه، اون موقع‌ست که باید خر بیاریم و باقالی بار کنیم، چرا؟ چون ولتاژ سر خازن می‎شه دو برابر ولتاژ پیک (۲V) که این می‌تونه به خازن آسیب وارد کنه و هم به کنتاکتور سرِ راهش. القصه، رله‌های کنترل توان راکتیو (یا به قولی رگولاتور توان راکتیو) به طور معمول تا وقتی که ولتاژ یه خازن تا ۱۰ درصد ولتاژ نامی‌ش پائین نیاد اون رو دوباره به مدار وارد نمی‌کنن. البته این تنظیم توی این رله‌ها به صورت زمانی انجام میشه. یعنی این رله‌ها بعد از خارج کردن یه خازن تا یه زمان معین که تو رله تنظیم شده صبر می‌کنن و فرض می‌کنن که تو این زمان خازن تقریبا خالی شده، و بعد از گذشت این زمان اگه لازم بود دوباره خازن رو برای ورود به مدار سوئیچ می‌کنن. به طور کلی می‌گن که یه خازن باید به مقاومتی مجهز باشه که حداکثر تو سه دقیقه بتونه ولتاژش رو از پیک به ۷۵ ولت برسونه.

خوب، پس خازن موقع سوئیچینگ و ورود به شبکه جریان هجومی زیادی می‌کشه. یه بانک خازنی عادی (کنتاکتوری) مجهز به رگولاتور هم که الی ماشالله تو روز سوئیچ می‌شه. حالا تکلیف چیه؟

یکی از راه‌هایی که تو تابلوهای خازن برای محدود کردن جریان هجومی خازن انجام میدن، قرار دادن مقاومت سری سر راه خازن موقع ورودش به مدار هست، وظیفه‌ی این کار هم به عهده‌ی کنتاکتور خازنیه!

کنتاکتورهای خازنی طوری طراحی شدن که موقع وصل شدن، اول کنتاکت‌های کمکی‌ای که روشون نصب شده وصل میشن و بعد از چند لحظه (لحظه‌ی خیلی کوتاه) کنتاکت‌های اصلی وصل میشن. یعنی وقتی یه خازن می‌خواد وارد مدار بشه، اول از طریق این مقاومت‌ها میاد توی مدار و این مقاومت‌ها جریان هجومی خازن رو محدود می‌کنن.

البته یه راه دیگه برای کم کردن جریان هجومی هم اینه که کلا قید استفاده از بانک خازنی کنتاکتوری رو بزنیم و بریم سراغ بانک خازنی تریستوری. که اون موقع، بحث دیگه فرق داره و هزینه‌ش هم بیشتر میشه. برای همین برای کاربردهای خاص که نیاز هست تابلوهای خازنی با سرعت خوبی سوئیچ بشن از تابلوهای بانک خازنی تریستوری استفاده میشه، مثل جاهایی که از کوره‌های القایی استفاده میشه.

الغرض، حواسمون باشه که از کنتاکتورهای عادی تو بستن تابلو خازن استفاده نکنیم. چون باعث میشه موقع سوئیچینگ خازن‌ها جریان شدیدی رو بکشن و یه شوک لحظه‌ای به شبکه وارد کنن و موجب نوسانات ولتاژ بشن.

.

پی‌نوشت ۱: این نوشته رو بر اساس تجربه‌ی شخصیم نوشتم، اگه به جایی از نوشته ایرادی وارد می‌دونید حتما بهم اطلاع بدید.

پی‌نوشت ۲: اگه می‌خواهید تو زمینه تابلو خازن اطلاعات بیشتری کسب کنید، بهتون توصیه می‌کنم سری به کانال مثلث زرد تو آپارات بزنید.