کاربرد رله شیشه ای و تفاوت ان با کنتاکتور چیست؟

رله شیشه ای چیست؟

رله شیشه ای وسیله ای حفاظتی است که عملکردی مشابه به کنتاکتور دارد. رله های شیشه ای جهت قطع و وصل بارهای کوچک و در مدار فرمان مورد استفاده قرار میگیرند. زمانی که برق به بوبین متصل می شود، کنتاکتها تحریک شده و تغییر وضعیت می دهند. این رله ها در صنعت به دلیل ارزان بودن، عمر طولانی و ابعاد کوچک، بسیار مورد استقبال قرار گرفته اند. رله ها در دو نوع قابل نصب بر روی سوکت و روی برد تولید می شوند.

تفاوت رله کمکی و کنتاکتور؟

اما تفاوت اصلی رله کمکی و کنتاکتور به این شرح است؛ که کنتاکتور یک بوبین دارد. با برق دار شدن بوبین، 3 فاز ورودی و 3 فاز خروجی کنتاکتور به هم وصل می شود. مانند کلید تک پل. ولی برای سه فاز هم زمان این اتفاق خواهد افتاد. اما رله ها در واقع مانند در برق ساختمان هستند. کنتاکت آن ها قطع و وصل نمی شود. فقط وقتی بوبین داخل رله تحریک شد؛ کنتاکت ها از حالت اول به حالت دوم منتقل می شود. همچنین تفاوت عمده دیگر که های کمکی و کنتاکتور ها دارند؛ میزان تحمل جریان آن ها است. یعنی رله های کمکی تحمل جریان 10 آمپر را دارند. اما کنتاکتور ها در جریان های مختف از 9 تا 1000 آمپر، در حال تولید و بهره برداری می باشند.

از طرفی رله ها ابعادی کوچکتر و تحمل جریان کمتری نسبت به کنتاکتور ها دارند. (از رله ها فقط در بارهای ضعیف و مدار فرمان میتوان استفاده کرد ولی کنتاکتورها قابلیت استفاده در مدارات قدرت با جریان های بالاتری را دارند). یکی از مهترین تفاوت بین آنها نحوه عملکرد بوبین است، که به زبان ساده میتوان گفت، بوبین کنتاکتور، به صورت کلید برق عمل میکند و با قطع و وصل کردن برق بوبین، کنتاکت های کنتاکتور تغییر وضعیت میدهند (باز و بسته میشود) و برق اصلی را قطع و یا وصل میکند، اما رله شیشه ای عملکردی مشابه کلید تبدیل دارد. چون رله شیشه ای مستقیما برق اصلی را قطع و وصل نمی کند. به این صورت که با فرمانی  که به بوبین داده می شود و کنتاکت هایی که بازو بسته می شوند، عمل دستور دادن به قسمت های متفاوت مدار کنترلی انجام می شود. همچنین  طول عمر رله های شیشه ای نسبت به کنتاکتور ها بیشتر است.

تفاوت انواع رله های کمکی با توجه به جنس کنتاکت و کاربرد آن ها در مدارات مختلف:

در دنیای امروز استفاده از رله شیشه ای کمکی در صنعت بسیار گسترده شده است. این رله ها در حیطه های مختلفی از جمله ارسال و دریافت سیگنال، سیستم های حفاظتی می باشند. همچنین در سیستم های الکتریکی و کنترلی نیز کاربرد های فراوانی دارند.

اما چرا انتخاب جنس کنتاکت به این اندازه اهمیت دارد. حتی در بعضی محصولات امکان تنوع انتخاب تا 4 نوع آلیاژ مختلف وجود دارد. پس برای یک پروژه مشخص، از چه نوع جنس کنتاکتی باید استفاده کرد؟

با وجود این که در ظاهر برای همه کاربرد ها، رله هایی با ظاهر مشابه استفاده می شود. در مصارف مختلف، انتخاب درست جنس و متریال کنتاکت مورد استفاده در کنار بقیه مشخصات رله جهت رسیدن به کارایی و طول عمر مورد نظر از اهمیت بالایی برخوردار است. تنوع مختلفی از انواع جنس کنتاکت برای استفاده های مختلف وجود دارد. در این نوشته انواع ترکیب جنس کنتاکت مورد نیاز در صنایع ولتاژ پایین مورد بررسی قرار می گیرد.

موادی که در کنتاکت رله ها استفاده می شوند به شرح زیر هستند:

مواد خام(pure material):

مس Cu،نقره Ag ،طلا Au ، تنگستن W،پلاتینیوم Pt، پالادیوم Pd، مولیبدن Mo.

آلیاژها(alloys):

AgCdO ،AgNi ،AgSnO2 ،AgPd ،AgW ،AuPt ،AuAg ،AuNi ،PtIr ،PtNi ،PdCr ،PdNi ،CuW ،AgNiW ،CuCr ،Ag-graphite

مواد پایه مورد استفاده در کنتاکت ها، مس و نقره است. مس، در مقایسه با دیگر فلز های مورد استفاده در کنتاکت ها، ارزان قیمت تر است. البته به راحتی لایه اکسید و سولفات روی آن شکل می گیرد. در صورت استفاده از آن نیاز به تقویت در سطوح بالایی کنتاکت وجود دارد. در مقابل مس، نقره فلز گرانتری است. شدیدا مستعد واکنش نشان دادن و تغییر حالت است. کنتاکت های نقره خالص به سادگی دچار چسبیدگی و خال خوردگی می شوند. به علت دمای ذوب پایین نقره، به سادگی از آن در ساخت کنتاکت ها استفاده می کنند. کنتاکت های آبکاری شده، با نقره در مدارات با فرکانس بالا استفاده می شود. ولی برای مدارات با شدت جریان بالا مناسب نیستند.

زمان قطع و وصل شدن کنتاکت ها احتمال بروز پدیده های خاصی، نظیر گرم شدن یا تغییر حالت مواد در تیغه ها وجود دارد. گرم شدن تیغه ها، با افزایش مقاومت کنتاکت در زمان قطع شدن رابطه مستقیم دارد؛ که این موضوع بعد از مدتی تبدیل به جرقه در آن نقطه خواهد شد.

مورد دیگری که امکان دارد مشاهده شود: چسبیدگی کنتاکت ها است. در مدت زمانی که کنتاکت ها بسته هستند، شدت جریان بالا، می تواند باعث بروز پدیده چسبندگی کنتاکت ها شود.

معمولا به دلیل مشکلات ذکر شده، مس خالص یا نقره ی خالص انتخاب درست نیست. باید از آلیاژ ها استفاده کرد.

مشخصات یک کنتاکت خوب با موارد زیر سنجیده می شود:

• چگالی
  • دمای ذوب
  • دمای جوش
  • سختی
  • رسانایی گرمایی
  • رسانایی الکتریکی
  • ضریب حرارتی

بسته به کاربرد و مکان استفاده از رله الکترومکانیکی، همیشه این سوال در مورد جنس کنتاکت انتخابی وجود دارد. زمانی که مدار ما شامل یک بار اهمی خالص، مثل هیتر یا لامپ های رشته ای باشد؛ خطرات الکتریکی چندانی کنتاکت ها را تهدید نمی کند. لذا نیازی به استفاده از مدل های با مشخصات ذوب بالا و ضد جرقه نیست. اما مدارات با ضریب توان پایین، یا اندوکتانس و ظرفیت خازنی بالا، در زمان سوییچ زنی با مشکلات فراوانی روبرو می شوند. از جمله این مشکلات، می توان به جرقه و قوس الکتریکی، که زمان رها شدن کنتاکت در بار القایی و وصل شدن کنتاکت در مدارات خازنی اتفاق می افتد، نام برد. در این موارد، باید از کنتاکت مناسب که در مقابل قوس الکتریکی و چسبندگی مقاومت دارد؛ استفاده شود.

آلیاژ های مرسوم مورد استفاده و کاربرد هر یک در کنتاکت رله های کمکی بدین شرح هستند:

آلیاژ نقره – نیکل(AgNi)

این نوع کنتاکت بیشتر برای استفاده در بار های با جریان مستقیم DC مناسب است. همچنین، به منظور جلوگیری از تبدیل مواد در کنتاکت ها، این نوع رله به صورت گسترده برای سوییچ زنی در بارهای جریان متناوب AC غیر القایی در شدت جریان پایین مورد استفاده قرار می گیرد.

آلیاژ نقره – اکسید کادیوم AgCdO

این نوع کنتاکت، به علت دارا بودن مقاومت در برابر چسبندگی و قوس الکتریکی، به طور گسترده در مدارات قدرت با شدت جریان بالا مورد استفاده قرار می گیرد. دامنه ولتاژ و شدت جریان مورد استفاده در این نوع کنتاکت از 12 تا 380 ولت جریان متناوب است. از 100 میلی آمپر تا 30 آمپر می باشد. این نوع کنتاکت، مخصوصا برای بار های اهمی و القایی، مثل موتور الکتریکی، هیتر ها، لامپ ها و … مورد استفاده قرار می گیرد.

آلیاژ نقره – اکسید قلع(کربن) AgSnO2

مشخصات و کاربرد این نوع کنتاکت، بسیار شبیه نوع قبل(آلیاژ نقره-اکسید کادیوم) می باشد. با این تفاوت که، این نوع کنتاکت دارای پایداری حرارتی بالاتر است. همچنین تبدیل پذیری کمتر مواد کنتاکت ها می باشد. این خصوصیات مثبت در جریان مستقیم DC باعث پایداری و مقاومت بیشتر می شود. همچنین این ترکیب به علت داشتن یک پوشش منحصر به فرد روی کنتاکت ها، برای مواردی که بار هایی با شدت جریان ناگهانی بالا و یا بار های القایی شدید وجود داشته باشد مناسب هستند.

آلیاژ نقره-نیکل+طلا AgNi+Au

این نوع کنتاکت، بیشتر برای توان های پایین مورد استفاده قرار می گیرد. مثلا، برای شدت جریان های زیر 1 آمپر. همچنین، در مدارات کنترلی که ماهیت و جزییات سیگنال اهمیت دارد. از این نوع کنتاکت برای جلوگیری از تاثیرات نویز هنگام وصل و قطع شدن کنتاکت و به سلامت منتقل شدن سیگنال استفاده می شود.

منبع : بابا ادیسون