شرح كامل ومفصل لجميع مشاكل الكونتاكتور والاعطال التى يسببها فى دوائر التحكم وشرح تفصيلى لكيفية التغلب عليها وتحديد اسبابها بكل دقة
من المعروف ان الكونتاكتور احد المكونات الرئيسية فى معظم دوائر التحكم تقريبا, وعلى الرغم من ذلك هناك الكثير من المعلومات الهامة والتفاصيل الصغيرة حول الكونتاكتور واعطاله والتى يجهلها -للاسف- كثير من الفنيين والمهندسين العاملين بمجال التحكم الالى او بمجال الصيانة الكهربية بالمصانع والمنشئات المختلفة, فكثير مما يتعاملون مع الكونتاكتور جل مايعلموه حول مشاكله او اعطاله هى احتراق الكويل او تلف النقاط او التحام النقاط او "قفش" الكونتاكتور اى ثباته فى وضع التشغيل او زن الكونتاكتور ودمتم
لذا حاولت على قدر استطاعتى تقديم موضوع كامل لكل مشاكل الكونتاكتور واعطاله بالتفصيل الممل ليكون مرجعا هاما لكل العامليين بمجال التحكم الالى او الصيانة بل حتى يمتد ليكون مرجعا هاما للعامليين بالكثير من المجالات مثل مجال التبريد والتكييف او الضواغط او الشيللر او لوحات التحويل الالى ATS الخ
مشاكل الكونتاكتور
اهم مشاكل الكونتاكتور والتى تسبب تلف الكونتاكتور وحاجته للتغيير او الصيانة
- عدم غلق الكونتاكتور
- عدم فتح الكونتاكتور (الكونتاكتور قافش)
- قصر بنقاط الكونتاكتور (نادرة الحدوث جدا)
- طنين الكونتاكتور (زن الكونتاكتور)
- كربنة نقاط الكونتاكتور
- تأكل نقاط الكونتاكتور
- ارتداد النقاط contact bounce
عدم غلق الكونتاكتور
أحد أكثر المشكلات شيوعاً وتكون عادة بسبب مشكلة بدائرة التحكم وقليلا ما تكون بسبب تلف ملف تشغيل الكونتاكتور (الكويل), فعلى الرغم من ان تكوين الملف بسيط للغاية الا انه يشيخ مع الزمن!
تتعرض لفات الملف لقوى تنافر قوية بسبب التيار المتردد ويتم التغلب عليها بغمس الملف فى الورنيش لثتبيت الملفات معاً او بطلاء الملف بطلاء خاص وبتغليف الملف بالبولى ايثيليين (بلاستيك) لاحكام وتثبيت الملفات, مع الزمن قد يحدث تحرك بسيط للملفات تنتج عنها انخفاض الممانعة الحثية وارتفاع التيار وبالتالى انهيار العزل واحتراق الملف...
عزل الملفات نفسه يضعف مع الزمن خصوصا بزيادة درجة الحرارة الوسط او بزيادة درجة حرارة الملف نتيجة لظروف تشغيل خاطئة جهد/تردد منخفض او التشغيل والفصل المتكرر او فى حالة وجود عائق يمنع غلق نقاط الكونتاكتور, حيث ان تيار بدء الملف يكون اعلى من تيار التشغيل الطبيعى للملف
الملفات التى تعمل بجهد عالى تكون مساحة مقطع سلك الملف صغيرة جداً وتكون معرضة للقطع فى اضعف نقطة وهى نقطة توصيل اطراف الملف بالمكان المخصص لها بالكونتاكتور (ترامل او مسامير الملف A1-A2 ) وفى هذه الحالة لن تجد اى اثار احتراق على الملف لكن بقياسه سيعطى مالانهاية اى ملف مفتوح
(وعادة يسرع من هذه العملية وجود فلكس لحام على السلك متبقى من عملية لحام طرف الملف بطرف السلك الواصل الى الترامل بسبب سوء تصنيع)
مع العلم انه يمكن تغيير الملف التالف بأخر جديد , مع العلم ايضا ان عدم غلق الكونتاكتورلايكون دائماً بسبب الملف ولكن احياناً دخول مواد غريبة الى الملامس قد يمنع غلق النقاط (مثل الرايش حيث ان الكونتاكتور يكون غير محكم الاغلاق وعادة يسبب زن)
عدم فتح الكونتاكتور
عدم فتح نقاط الكونتاكتور هى مشكلة اقل شيوعاً ولها ثلاث اسباب
- توصيل جهد مستمر لكونتاكتور يعمل بجهد متردد سيؤدى الى مغنطة القلب الحديدى وستظل النقاط مغلقة حتى بعد فصل جهد التحكم بفضل المغناطيسية المتبقية حيث ان القلب المعدنى لكونتاكتوريعمل بجهد متردد يكون عادة من مادة رديئة وليس لها القدرة على فقد المغناطيسية بسهولة لانه يعتمد ان الجهد متردد اى منعكس الاتجاه اى ان القلب الحديدى لن يحتفظ بمغناطيسيته
- ضعف الياى الموجودة بداخل الكونتاكتورمع الزمن فتكون غير قادرة على فتح النقاط خصوصا فى حالة حدوث التصاق بسيط للاقطاب القلب الحديدى الثابت والمتحرك بسبب وجود بقايا زيت على شرائح القلب الحديدى (بقايا العملية التصنيعية للقلب الحديدى) مما يتسبب فى حدوث التصاق للاقطاب, ايضا يستخدم بعض الفنيين والمهندسين سبراى على الملامس لتنظيفه aerosol lubricants وعادة يكون به نسبة من الزيت تسبب المشكلة السالف ذكرها!!
- حدوث التحام لنقاط الكونتاكتورالرئيسية وهذا هو السبب الاكثر شيوعاً لعدم فتح الكونتاكتور نقاطه
تصنع النقاط عادة من سبيكة من معدنين او اكثر للحصول على خواص جيدة حيث تكون عادة من الفضة او النحاس الممزوجة مع مواد اخرى لزيادة مقاومة التأكل ولزيادة درجة الانصهار للتغلب على الالتحام وعادة تكون العملية صعبة حيث بزيادة مقاومة التأكل او درجة الانصهار تزيد المقاومة الكهربية وبخفض المقاومة الكهربية تقل مقاومة التأكل ودرجة الانصهار لذا لا توجد سبيكة ثابتة تستخدم مع النقاط ولكن تستخدم سبائك مختلفة فى تطبيقات وقدرات مختلفة.
المهم نتيجة التيار المقنن الكونتاكتورمع يحدث التصاق خفيف يتم التغلب عليه بسهولة بواسطة الياى اما حدوث قصر على الحمل مع اختيار خاطىء للحماية الكهربية (القاطع او المصهر) ينتج عنه مرور تيار كبير لزمن كافى لحدوث التحام كبير للنقاط لاتستطيع الياى التغلب عليه فيظل الكونتاكتور مع على وضع التشغيل حتى بعد فصل اشارة التحكم, ايضا تركيب الكونتاكتورمع فى مكان معرض للاهتزاز قد يؤدى لتوصيل وفصل سريع الكونتاكتورمع مما يؤدى لقوس كهربى متكرر خلال زمن صغير ينتج عنه حرارة عالية فتلتحم النقاط
فى حالة المحركات التى تطلب عزم بدء كبير لادارة مثلا مروحة كبيرة او طلمبة كبيرة يكون من الضرورى التأكد ان سعة غلق الكونتاكتور making capacity واقصى تيار لحظى للكونتاكتور short time withstand current يستطيع تحمل تيار البدء العالى للحمل, عدم مراعاة ذلك قد يؤدى للاتحام النقاط
اسباب التحام نقاط الكونتاكتور
- اختيار خاطىء لوسيلة الحماية الكهربية سواء القاطع او المصهر قد يؤدى لالتحام النقاط
- اعادة تشغيل المحرك وهو مازال يدور يتسبب فى تيار يعادل ضعف تيار البدء الطبيعى للمحرك المتوقف وقد يؤدى للالتحام النقاط
- ظبط زمن التحويل من ستار الى دلتا بقيمة منخفضة سيؤدى الى ان كونتاكتور ستار يفصل على تيار عالى (لان المحرك لم يصل الى 80-90% من سرعته) مما يتسبب فى زيادة معدل تلف النقاط لكونتاكتور ستار وقد يؤدى للالتحام النقاط
- ظبط زمن التحويل من ستار الى دلتا الى زمن اكبر من اللازم سيؤدى الى سخونة زائدة لكونتاكتور ستار لانه مصمم اساسا للعمل فترة قصيرة وقد يؤدى للالتحام النقاط
- اذا لم يكن هناك زمن كافى بين ستار ودلتا او كان هناك زمن صغير فقد يعمل كونتاكتور دلتا قبل ان يفصل كونتاكتور ستار تماما (لم يخمد القوس الكهربى بعد به) مما ينتج حدوث قصر يؤدى للالتحام النقاط
- اذا كان الزمن بين ستار ودلتا كبير (فصل كونتاكتور ستار ثم الانتظار زمن وتشغيل كونتاكتور دلتا) سيؤدى ذلك لانخفاض سرعة المحرك بالتالى عند غلق كونتاكتور دلتا يسحب المحرك تيار كبير يعادل ضعف تيار البدء المباشر!! وقد يؤدى للالتحام النقاط
عادة يكون الزمن بين فصل كونتاكتور ستار وتشغيل كونتاكتور دلتا ثابت ويكون هو نفسه الزمن بين فتح النقطة المغلقة وغلق النقطة المفتوحة لمؤقت ستار دلتا وهذا هو سبب استخدام مؤقت خاص لستار دلتا وليس مؤقت عادى! حيث يقوم مؤقت ستار دلتا بفتح النقطة المغلقة لفصل كونتاكتور ستار ثم الانتظار لزمن 30 مللى ثانية ثم غلق النقطة المفتوحة لتشغيل كونتاكتور دلتا (يزيد هذا الزمن بزيادة قدرة المحرك!)
قصر بنقاط الكونتاكتور
مشكلة نادرة الحدوث جداً بسبب التطور الكبير فى تصميم وتصنيع الكونتاكتور, وهى حدوث قصر بين النقاط الرئيسية للكونتاكتور اى قصر داخل الكونتاكتور وليس بسبب الحمل, بتطور تصميم وتصنيع الكونتاكتور والمواد العازلة وحجرة اخماد القوس الكهربى اصبحت هذه المشكلة نادرة الحدوث وعلى الرغم من ذلك فى التصميم الحديث للكونتاكتور تكون المسافة بين النقاط الرئيسية صغيرة ولكنها كافية لمنع حدوث قصر بين النقاط بفضل المواد العازلة العالية طالما ان الكونتاكتور يتم استخدامه فى ظروف التشغيل الطبيعية, وعلى الرغم من ذلك قد يحدث نادراً ان يضعف العزل بين النقاط الرئيسية مع الزمن وخصوصا فى حالة ظروف التشغيل الغير طبيعية (درجة حرارة-رطوبة-تيار مقنن) وفى حالة عدم ربط جيد لموصلات الحمل فى الكونتاكتور ينتج عنها قوس كهربى قد ينتج عنه قصر بين النقاط flash over فى حالة ضعف العزل للاسباب السالف ذكرها
احد الاسباب الرئيسية لحدوث قصر بين النقاط هو التجميع الخاطىء للكونتاكتور بعد الصيانة الدورية او بعد تغيير النقاط وحجرة اخماد القوس قد ينتج عنه قصر بين النقاط
طنين الكونتاكتور (زن الكونتاكتور)
اسباب زن الكونتاكتور او طنين الكونتاكتور اثناء عمله
- تراكم الغبار والاتربة على اقطاب القلب الحديدى الثابت او المتحرك مما يتسبب بوجود ثغرة هوائية بينهم عند عمل الكونتاكتور تمنع تطبيع القلبين معا مما يصدر صوت الطنين, والحل هو فك الاجزاء الداخلية للكونتاكتور وتنظيفها جيدا بقطعة قماش نظيف وجاف.
- حدوث صدأ على اقطاب القلب الحديدى الثابت او المتحرك يمنع تطبيع القلبين معا مما يصدر صوت الطنين والحل هو صنفرة ناعمة جدا او مزيل صدأ, وطبعا يجب مراعاة ظروف تشغيل الكونتاكتور من رطوبة منخفضة وليس عالية كما يراعى عدم حدوث تكثيف لبخار الماء بالكونتاكتور لمنع حدوث الصدأ.
- حدوث اعادة تشكيل سطح اقطاب القلب الحديدى الثابت او المتحرك اى انه لم يعد مستوى
- حدوث كسر للحلقة النحاس الموجودة على القطبين الطرفيين للقلب الحديدى shading ring مما يتسبب فى عدم تثبيت المجال المغناطيسى الناشىء عن الملف مما يؤدى لفصل وتوصيل مستمر وسريع للكونتاكتور يصدر عنه صوت طنين عالى واعلى من الحالات السابقة وفى هذه الحالة يجب تغيير الكونتاكتور!
لايحدث صوت الزن او الطنين للكونتاكتور الذى يعمل بجهد مستمر
كربنة نقاط الكونتاكتور
هى ارتفاع مقاومة النقاط او التوصيل السىء bad contact (كربنة النقاط)
نتيجة التوصيل والفصل المستمر يحدث قوس كهربى يسبب تأكسد نقاط التلامس مما قد يؤدى لكربنة نقاط الكونتاكتور حيث يتراكم الكربون عليها ويتسبب فى ارتفاع مقاومة النقاط بالتالى يزيد انخفاض الجهد عبر النقاط مما يؤثر بالسلب على المحركات والتى ينخفض عزمها بخفض الجهد مما قد يؤدى لفصلها بسبب مرحل الحمل الزائد overload.
لذا يجب فك الكونتاكتور وتنظيف نقاط التلامس بسبراى التنظيف او باستخدام صنفرة ناعمة جدا (حتى لا تؤثر على مساحة المقطع وبالتالى على التيار المقنن للكونتاكتور ) مع ملاحظة التالى
- قياس مقاومة النقاط باستخدام الافوميتر غير مجدى لانها تحتاج الى اجهزة خاصة لقياسها بدقة!
- عدم الربط الجيد لاطراف المحرك بالكونتاكتور او بروزتة المحرك سيؤدى الى خفض الجهد وفصل المحرك بسبب الحمل الزائد
تأكل نقاط الكونتاكتور
نتيجة التوصيل والفصل يحدث قوس كهربى بين الجزء المتحرك والجزء الثابت لنقاط التوصيل الرئيسية, ومع تكرار الفصل والتوصيل يحدث نقر فى نقاط التلامس اى تصبح النقاط ليست مستوية تماما مما يسبب عدم التلامس الجيد للنقاط يسبب مقاومة كهربية اى انخفاض للجهد وهو مايعرف بالتوصيل السىء bad contact خصوصا اذا كان الحمل محرك
يتم تنظيف النقاط بسائل تنظيف او باستخدام صنفرة ناعمة جدا تجنبا لتأكل النقاط حيث ان اى انخفاض فى مساحة او سمك النقاط يعنى انخفاض سعتها من التيار (انخفاض التيار المقنن للنقطة) وفى حالة تلف النقاط يمكن تغييرها
لايجب الحكم ان النقاط تالفة وتحتاج الى تغيير لمجرد تغير لون النقاط وتحول سطحها من املس الى خشن!!
مثلا الصورة اليمنى تظهر شكل النقاط لكونتاكتور تشغيل محرك حثى (حمل متردد3) بعد فترة تشغيل قصيرة ستلاجظ حدوث خشونة وتغير لون جزء من سطح النقاط!
الصورة اليسرى تظهر شكل النقاط بعد فترة عمل اكبر قليلا للكونتاكتور ستظهر تغير سطح ولون النقاط بالكامل مما يجعلها افضل توصيلية كهربياً من الصورة الاولى لانها تطبع بالكامل على عكس الصورة الاولى لاتطبع النقاط بكفائة بسبب خشونة جزء من السطح!!!
- نقاط الكونتاكتور الجديدة اقل كفائة من نقاط كونتاكتور عمل فترة معقولة لان النقاط تصبح مستوية ومسطحة وتطبع بكفائة اكبر electrically seated
- ربما لايكون معدل تلف جميع نقاط الملامس متساوى بمعنى ان كانت هناك نقطة او اثنين تالفة يتم تغيير جميع النقاط!!
معدل تلف نقاط الكونتاكتور يعتمد على طبيعة الحمل!
- حمل متردد 1 اى حمل المقاومة او الحمل ذا الممانعة الحثية المنخفضة يكون تيار التوصيل يساوى تيار الفصل يساوى التيار المقنن بالتالى تكون الشرر الناتج عن التوصيل والفصل اقل مايمكن ويصبح معدل تلف النقاط اقل ما يمكن اى العمر الافتراضى كبير!
- حمل متردد2 اى حمل محرك حلقات انزلاق حيث يكون تيار التوصيل والفصل 2.5 التيار المقنن بالتالى يكون الشرر اكبر قليلا من حمل متردد 1 لكن يظل معدل تلف النقاط منخفض والعمر الافتراضى كبير (اكيد اقل منه فى حالة حمل متردد1! )
- حمل متردد 3 اى توصيل محرك قفص سنجابى بتيار بدء 5-8 مرات التيار المقنن وفصل المحرك بالتيار المقنن وجهد 17% (قيمة الجهد المتولد من المحرك اثناء ايقافه بسبب المغناطيسية المتبقية به), مما ينتج عنه لجظة التوصيل شرر كبير بالتالى يكون معدل تلف النقاط كبير ويعتمد على عدد مرات توصيل الكونتاكتور تبعا للتطبيق
- حمل متردد4 اى توصيل/فصل محرك قفص سنجابى/حلقات انزلاق ويتم التوصيل على
تيار البدء والجهد المقنن والفصل ايضا على تيار البدء والجهد المقنن فى
حالة عكس الحركة او التشغيل والفصل المتكرر او الفرملة مما ينتج شرر كبير
عند التوصيل وايضا عند الفصل مما يزيد معدل تلف النقاط كما يؤدى ايضا لتلف
حجرة اخماد الشرر او القوس الكهربى arc chute
للاسباب السابقة فان الكونتاكتور يتحمل تيار اعلى فى حالة حمل متردد1 او متردد2 مقارنة بحمل متردد3 او متردد4
ارتداد النقاط contact bounce
يعمل الملف بمدى جهد 85-110% طبقا للمواصفات الدولية IEC
- تشغيل الملف بجهد اعلى من 110% من الجهد المقنن سيؤدى لزيادة سرعة غلق نقاط الكونتاكتور مما يؤدى لحدوث ارتداد للنقاط بمعنى ستغلق النقاط بقوة فترتد لوضع الفتح ثم تغلق وهكذا حتى تستقر فى وضع الغلق!
- تشغيل الملف بجهد اقل من 85% من الجهد المقنن سيؤدى لخفض سرعة غلق النقاط مما يؤدى لحدوث ارتداد للنقاط بمعنى ستغلق النقاط ببطء ثم ترتد لوضع الفتح ثم تغلق وهكذا حتى تستقر فى وضع الغلق!
زيادة معدل ارتداد النقاط بسبب انخفاض/ارتفاع الجهد عن الحدود المسموح بها يؤدى لزيادة معدل تلف النقاط بالاضافة لما قد يسببه من مشاكل للحمل...
لاحظ ان التشغيل بقيمة الجهد المقنن للملف سيؤدى ايضا الى حدوث ارتداد للنقاط حيث انها احد العيوب الاساسية للكونتاكتور او الريلاى الحركى (الذى يعتمد على حركة ميكانية), لكن معدل الارتداد سيكون منخفض فى حالة الجهد المقنن وعالى فى حالة الجهد خارج الحدود المسموح بها
اسباب انخفاض جهد تشغيل الكونتاكتور (جهد التحكم)
- تشغيل المحركات الحثية الكبيرة بصورة مباشرة او حتى بوسيلة بدء قد ينتج عنها انخفاض جهد المصدر اثناء البدء الى اقل من 85% لزمن 5-10 مللى ثانية (يصل الى ثوانى فى حالة البدء المباشر!) وهو زمن كافى لفصل الكونتاكتور !
- تلامس غير جيد لنقاط الريلاى المسؤل عن تشغيل الكونتاكتور bad contact قد ينتج عنه انخفاض جهد تشغيل الكونتاكتور الى اقل من 85% !
- اختيار خاطىء لقدرة محول الجهد الخاص بدائرة التحكم قد ينتج عنه انخفاض جهد التحكم الى اقل من 85%
تأثيره على الكونتاكتور
- حدوث انخفاض لحظى للجهد اثناء عمل الكونتاكتور قد يؤدى لفصل لحظى للكونتاكتور كما اوضحنا
- حدوث انخفاض للجهد اثناء بدء الكونتاكتور سيؤدى لزيادة معدل ارتداد النقاط كما اوضحت وسيؤدى لخفض عمر النقاط وقد يكون الجهد غير كافى ليغلق الكونتاكتور نقاطه مما يسحب الملف تيار كبير وسيحترق
فك الكونتاكتور وفحصه
يمكن فك الكونتاكتور وفحصه وعمل صيانة له لزيادة عمره الافتراضى كا ان فحص الكونتاكتور بعد حدوث مشكلة يمكنك من تحديد سبب المشكلة!!
- اذا كان هناك التحام للثلاث نقاط الرئيسية فهذا يعنى مشكلة بالحمل (حدوث قصر مع تأخير عمل الحماية الكهربية) او مشكلة بدائرة التحكم (فصل/توصيل سريع) او عدم اختيار قدرة ملامس مناسبة للحمل
- اذا كان هناك التحام للاثنين من النقاط الرئيسية فهذا يعنى حدوث قصر بين هذين الطرفين فى كابل الحمل او فى الحمل نفسه (قصر فى المحرك)
- اذا كان هناك التحام فى نقطة رئيسية واحدة فهذا يعنى حدوث قصر بين هذه الفازة والارضى سواء فى كابل الحمل او فى الحمل نفسه
- اذا كان هناك تلف كبير فى النقاط فهذا يعنى انتهاء العمر الافتراضى له, اما ان كان الملامس جديد نسبياً فهذا يعنى بالضرورة اختيار خاطىء لقدرة الملامس المناسبة للحمل (عادة الحمل متردد4 وتم استخدام قدرة ملامس متردد3 او عدد مرات التشغيل/الفصل كبير)
نصائح هامة
- يقوم البعض بعمل صنفرة ناعمة فى حالة عدم استواء سطح النقاط مع العلم ان ذلك يؤدى لنقص مساحة النقاط بالتبعية ينخفض تيار النقاط المقنن
- يقوم البعض بعمل ملء للنقاط بمعجون معدنى لتصبح مستوية مع العلم ذلك يؤدى لزيادة مقاومة النقاط بالتالى زيادة انخفاض الجهد عبر النقاط مما قد يسبب مشاكل للاحمال
- الربط الغير جيد لاطراف المحرك بالكونتاكتور او مرحل الحمل الزائد اوفرلود سيؤدى لانخفاض الجهد بالتالى ارتفاع التيار وقد يفصل المرحل بسبب الحمل الزائد, مع العلم يجب المراجعة على الربط كل فترة!
- التثبيت الغير جيد لمرحل الحمل الزائد الاوفزرلود الشوكة بالكونتاكتور سيؤدى ايضاً لانخفاض الجهد وقد يؤدى لقوس كهربى او شرر يولد حرارة عالية تصهر الكونتاكتور, وبزيادة هذا القوس سيتلامس القوس الناتج من فازة مع القوس الناتجة من الفازة الاخر مما يتسبب بحرارة عالية جدااا تسرع من انصهار الكونتاكتور والاوفرلود وقد تؤدى لحريق
اذا استفدت ولو بالقليل يمكنك دعمنا بعمل شير او مشاركة للموضوع على الفيس او تويتر, كما يمكنك عمل متابعة للمدونة والتعليق فى حالة وجود اى استفسار
جميع الحقوق محفوظة للمهندس ايمن ياسر عبدالعزيز ويمنع منعا باتا اعادة نشر الموضوع باى طريقة كانت
مَّا يَلْفِظُ مِن قَوْلٍ إِلَّا لَدَيْهِ رَقِيبٌ عَتِيدٌ