سوئیچینگ بانکهای خازنی یکی از سنگینترین و حساسترین فرآیندها در سیستمهای توزیع برق فشار ضعیف است. هنگام وصل شدن یک خازن تخلیهشده به شبکه، یک جریان هجومی شدید (Inrush Current) با فرکانس بالا (بین ۱ تا ۱۵ کیلوهرتز) و دامنه ۱۰۰ تا ۲۴۰ برابر جریان نامی خازن رخ میدهد. این جریان ضربهای در کسر کوتاهی از ثانیه، خطر جوش خوردن پلاتینهای کنتاکتور معمولی، تخریب دیالکتریک خازن و ایجاد نویزهای شدید ولتاژی روی شبکه را به همراه دارد.
شرکت اشنایدر الکتریک (Schneider Electric) برای حل این چالش، کنتاکتورهای خازنی سری TeSys D Capacitor را بهطور اختصاصی برای اصلاح ضریب توان (PFC) طراحی و روانه بازار کرده است.
کنتاکتورهای خازنی اشنایدر از یک سیستم دو مرحلهای وصل (Two-step Insertion) استفاده میکنند:
کنتاکتهای کمکی پیشرقت (Pre-charge Contacts): هنگام فرمان وصل، ابتدا کنتاکتهای کمکی که متصل به مقاومتهای سیمی مستهلککننده (Damping Resistors) هستند، چند میلیثانیه زودتر از پلاتینهای اصلی بسته میشوند.
مهار جریان هجومی: جریان اولیه خازن از این مقاومتها عبور کرده و پیک جریان هجومی تا حداکثر ۶۰ برابر جریان نامی محدود میشود.
وصل پلاتینهای اصلی: پس از شارژ اولیه خازن، پلاتینهای اصلی قدرت بسته شده و جریان نامی را عبور میدهند. در همین لحظه، کنتاکتهای کمکی از مدار خارج میشوند تا از داغ شدن مقاومتها در کارکرد مداوم جلوگیری شود.
کنتاکتورهای خازنی اشنایدر معمولاً با پیشوند LC1D و پسوندهای مشخصی که نشاندهنده توان خازنی (بر حسب kvar در ولتاژ 400 ولت) هستند شناخته میشوند:
کد مدل (Part Number) | توان خازنی در 400 V (50/60 Hz) | توان خازنی در 230 V | جریان نامی موثر (Ie) |
LC1DFK11 | 12.5 kvar | 6.7 kvar | 18 A |
LC1DGK11 | 16.7 kvar | 8.5 kvar | 24 A |
LC1DLK11 | 20 kvar | 11 kvar | 29 A |
LC1DMK11 | 25 kvar | 15 kvar | 36 A |
LC1DPK11 | 33.3 kvar | 20 kvar | 48 A |
LC1DTK11 | 40 kvar | 24 kvar | 58 A |
LC1DWK11 | 60 kvar | 32 kvar | 87 A |
نکته کدخوانی ولتاژ بوبین: عدد بعد از کد اصلی نشاندهنده ولتاژ بوبین است. برای مثال LC1DWK12M7 نشاندهنده کنتاکتور ۶۰ کیلووار با بوبین 220 ولت (فرکانس 50 هرتز) است.
استاندارد مرجع: تطابق کامل با استاندارد بینالمللی IEC/EN 60947-4-1 (بند مربوط به کنتاکتورهای سوئیچینگ خازن - رده بهرهبرداری AC-6b).
طول عمر الکتریکی (Electrical Durability): تا ۱۰۰,۰۰۰ بار مانور قطع و وصل در بار نامی خازنی (در صورت رعایت فواصل استراحت و خنککاری).
ولتاژ عایقی نامی: 690 ولت مطابق استاندارد IEC.
تحمل دمای کاری: از 5- تا 60+ بدون کاهش توان (Derating).
کنتاکت کمکی: تمامی مدلها دارای کنتاکتهای کمکی استاندارد برای مدارهای فرمان و اعلام وضعیت هستند.
استفاده از کنتاکتورهای معمولی (مانند سری standard LC1D) برای سوئیچینگ خازن، یکی از شایعترین خطاهای طراحی تابلوسازی است.
ویژگی / شاخص | کنتاکتور خازنی اشنایدر (AC-6b) | کنتاکتور معمولی اشنایدر (AC-3) |
کنترل جریان هجومی | مجهز به مقاومت پیشرقت (محدودکننده پیک) | بدون محدودکننده (ورود کامل پیک به پلاتین) |
خطر خال زدن / جوش پلاتین | بسیار پایین به دلیل افت پیک جریان | بسیار بالا پس از چند بار مانور |
تأثیر بر طول عمر خازن | افزایش طول عمر خازن با جلوگیری از شوک | کاهش شدید طول عمر و آسیب به دیالکتریک |
نویز و هارمونیک روی شبکه | حداقل ایجاد نوسان ولتاژی | ایجاد افت ولتاژ لحظهای و نویز شدید |
نیاز به سلف خفه کن (Inductor) | بینیاز در حالت استاندارد | نیازمند سیمپیچی مهارکننده (Air Core) روی سیم |
اگر در بانک خازنی از راکتورهای حذف هارمونیک (فیلتر دروتیوند) استفاده میکنید، نیازی به استفاده از کنتاکتور خازنی (دارای مقاومت پیشرقت) نیست؛ زیرا خودِ راکتور/سلف موجود در مدار، نرخ تغییرات جریان و پیک جریان هجومی را مهار میکند. در این حالت میتوانید از کنتاکتورهای استاندارد سری TeSys D (رده AC-3) با انتخاب سایز مناسب براساس جریان نامی خازن و راکتور استفاده کنید.