حفاظت از مدار الکتریکی ضروری است. برای نیل به این هدف انواع مختلفی از تجهیزات حفاظتی طراحی و به بازار عرضه شده است. کلید حرارتی و کلید اتوماتیک از جمله بریکرهای پرکاربرد صنعتی هستند. در مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک به تشابهات و تفاوت های متنوعی وجود دارد.
به عنوان مثال هر دو بریکر قادرند مدار را در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه محافظت کنند. با این وجود کلید اتوماتیک قابلیت های حفاظتی بیشتری دارد. از جمله می توان به حفاظت در برابر خطای زمین اشاره کرد. کاربرد این بریکرها نیز با هم متفاوت است.
با مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک همراه من باشید.
حفاظت از مدار
مدارهای الکتریکی در معرض وقوع انواع مختلفی از خطاها وجود دارند. وقع خطا در یک مدار الکتریکی به دلایل مختلفی رخ می دهد. از جمله می توان موارد زیر را خاطرنشان کرد:
- خطای انسانی
- فرسودگی سیم ها و زیرساخت شبکه توزیع
- وجود ایراد در دستگاه های الکتریکی متصل به شبکه
خطاهای الکتریکی انواع مختلفی دارند. برخی از خطاها از نوع ولتاژی هستند. یعنی سبب تغییر در ولتاژ خط می شوند. از جمله این خطاها می توان به قطع فاز اشاره کرد. اما اغلب خطاهای الکتریکی از نوع جریانی هستند. انواع خطای جریانی عبارتند از:
- خطای اتصال کوتاه
- خطای اضافه جریان
- خطای زمین
- خطای عدم تعادل فاز
در مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک آشنایی با خطاهای الکتریکی و روش تشخیص آن ها ضروری است. تنوع خطاهای الکتریکی سبب عرضه انواع مختلفی از تجهیزات حفاظت الکتریکی به بازار شده است. مهمترین مساله ای که در حفاظت از مدار الکتریکی باید مورد توجه قرار بگیرد، تشخیص به موقع خطا و قطع سریع مدار است.
هر کدام از تجهیزات حفاظتی قابلیت های متفاوتی دارند. به عنوان مثال به منظور حفاظت از اتصال کوتاه می توان از فیوز استفاده کرد. اما باید توجه داشت که فیوز یکبار مصرف است. انتخاب بهتر برای حفاظت ازمدار، استفاده از بریکرها است. انواع مختلفی از بریکرها با قابلیت های حفاظتی متنوع عرضه می شوند. به عنوان مثال می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کلید مینیاتوری یا MCB
- کلید حرارتی یا MPCB
- کلید اتوماتیک یا MCCB
- کلید هوایی یا ACB
هدف ما در این مقاله مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک است. در ادامه به معرفی هر یک از این بریکرهای پرکاربرد می پردازیم.
کلید حرارتی
بریکر محافظ موتور (MPCB) یا کلید حرارتی، یک دستگاه الکترومکانیکی ساده است که موتور الکتریکی را در برابر برخی خطاهای رایج محافظت می کند. بسته به برند تجهیزات و سری تولید، نوع خطاهای قابل تشخیص توسط MPCB متفاوت است. به عنوان مثال کلید حرارتی زیمنس قادر به تشخیص خطاهای اتصال کوتاه، اضافه بار، نوسانات جریان ورودی یا وقفه های برنامه ریزی نشده مدار اصلی است.
کلید حرارتی امکان پیاده سازی حفاظت بدون فیوز را فراهم می کند. مزیت این روش نسبت به حفاظت فیوزی، خاموش شدن سریع موتور و جلوگیری از آسیب دیدن آن است. کلید حرارتی در صورت بروز اتصال کوتاه، مدار را قطع و موتور را خاموش می کند. این عملکرد توسط سایر بریکرها از جمله کلید مینیاتوری زیمنس نیز انجام می شود.
کلید حرارتی قابلیت قطع زیر بار را دارد. این بریکر به صورت همزمان حفاظت مدار در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار را انجام می دهد. بنابراین نیاز مدار به بیمتال و کلید اتوماتیک را مرتفع می کند. MPCB را می توان تنها بریکر اختصاصی حفاظت از موتور دانست. رنج جریان این بریکرها در برندهای مختلف متفاوت است. اما به صورت کلی تار رنج جریان 100 آمپر عرضه می شوند.
کلید اتوماتیک
پس از معرفی MCCB، مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک به راحتی قابل انجام است. کلید اتوماتیک، کلید کامپکت یا MCCB، بریکری با قابلیت قطع زیر بار است. این کلید به منظور حفاظت از مدار و تجهیزات الکتریکی در برابر خطاها مورد استفاده قرار می گیرد.
در ساختار MCCB بخشی به نام تریپ یونیت وجود دارد که وقوع خطا در مدار را تشخیص می دهد. پس از تشخیص خطا، کنتاکت اصلی مسیر عبور جریان را قطع می کند. با وقوع خطا کلید اتوماتیک در وضعیت تریپ قرار می گیرد. در این حالت ابتدا خطا برطرف شده و سپس کلید در وضعیت روشن (وصل) قرار داده می شود.
تریپ یونیت کلید اتوماتیک انواع مختلفی دارد. نمونه های سنتی این بریکر از تریپ یونیت حرارتی – مغناطیسی بهره می برند. این واحدها تنها قادر به تشخیص خطای اتصال کوتاه و اضافه بار هستند. کلیدهای پیشرفته تر به تریپ یونیت الکترونیکی مجهز هستند. این واحد خطا قادر به تشخیص خطاهای بیشتری است. برخی نمونه های کلید اتوماتیک زیمنس مجهز به تریپ یونیت الکترونیکی هستند.
در مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک باید بیان کنیم که رنج جریان کلید اتوماتیک به مراتب بیشتر از کلید حرارتی است. به عنوان مثال کلید اتوماتیک 3VM زیمنس تا رنج جریان 1000 آمپر را پوشش می دهد. کلید اتوماتیک 3VA رنج گسترده تری دارد و تا 1600 را پوشش می دهد.
کلیدهای اتوماتیک را می توان به دو نوع ثابت و متغیر تقسیم کرد. کلید اتوماتیک ثابت یک جریان ثابت را به عنوان مرجع تشخیص خطا در نظر می گیرد. کلید اتوماتیک متغیر قادر به محافظت از مدار در یک بازه جریان (و نه یک جریان ثابت) است. لازم به ذکر است رنج جریان قابل تنظیم برای خطاهای مختلف متفاوت است.
مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک
در بخش های قبل به معرفی MCCB و MPCB پرداختیم. همچنین به کاربردها و برخی تفاوت های آن ها اشاره کردیم. در این بخش به صورت دقیق به مقایسه این دو بریکر خواهیم پرداخت. بریکرها را می توان در پارامترهای کلیدی زیر با هم مقایسه کرد:
- کاربرد و گستره استفاده
- ساختار و عملکرد
- مشخصات عملیاتی
- قابلیت های حفاظتی
با من همراه باشید.
کاربرد و گستره استفاده
اولین پارامتر مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک، کاربرد و گستره استفاده از آن ها است. کلید حرارتی به منظور حفاظت و کنترل دستی موتور استفاده می شود. به بیان دیگر این کلیدها به صورت ویژه جهت حفاظت و راه اندازی موتور طراحی شده اند. لازم به ذکر است در توان های بالا از درایو و سافت استارتر برای راه اندازی موتور استفاده می شود.
تصویر درایو
در سوی دیگر کلید اتوماتیک یک بریکر عمومی و پرکاربرد است. MCCB را می توان برای حفاظت از موتور نیز مورد استفاده قرار داد. حفاظت از ترانسفورماتور، ژنراتور و تابلوهای توزیع از جمله مهمترین کاربردهای این بریکر است. حفاظت از مدار با MCCB در صنایع و کاربردهای مختلف رایج است.
مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک در ساختار و عملکرد
به صورت کلی ساختار همه بریکرها دو بخش مهم دارد که عملکرد آن را امکانپذیر می کند:
- تریپ یونیت با واحد تشخیص خطا
- کنتاکت اصلی (دارای دو بخش ثابت و متحرک)
مکانیزم عملیاتی بریکرها به گونه ای است که پس از تشخیص خطا توسط تریپ یونیت، بخش متحرک کنتاکت از بخش ثابت جدا شده و مدار قطع می شود. کلید حرارتی و کلید اتوماتیک هر دو با همین مکانیزم مدار را قطع می کنند.
اما در بخش تریپ یونیت شامل تفاوت هایی در این بریکرها هستیم. تریپ یونیت کلید حرارتی دارای یک مکانیزم مغناطیسی و یک مکانیزم حرارتی است. بخش حرارتی وظیفه تشخیص خطای اضافه جریان و بخش مغناطیسی وظیفه تشخیص اتصال کوتاه را بر عهده دارد. تریپ یوینت حرارتی – مغناطیسی کلید اتوماتیک نیز عملکردی مشابه دارد.
اما باید توجه داشت که برخی از نمونه های کلید اتوماتیک دارای تریپ یونیت الکترونیکی هستند. تریپ یونیت الکترونیکی قابلیت تشخیص خطاهای بیشتری را دارد. در مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک باید به نوع تریپ یونیت و خطاهای قابل تشخیص توجه شود.
در عملکرد کلید حرارتی و کلید اتوماتیک نیز تفاوت هایی وجود دارد. دستگیره کلید حرارتی دو حالت روشن و خاموش دارد. این در حالی است که دستگیره کلید اتوماتیک علاوه بر وضعیت روشن و خاموش، یک وضعیت تریپ نیز دارد. در صورت وقوع خطا کلید به وضعیت تریپ می رود. سرعت تشخیص اضافه جریان توسط کلید حرارتی بیشتر است.
مشخصات عملیاتی
سومین پارارمتر مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک، بررسی مشخصات عملیاتی آن ها است. به صورت کلی رنج جریان نامی کلید اتوماتیک به مراتب بیشتر از کلید حرارتی است. کلید حرارتی تا رنج جریان 100 آمپر عرضه می شود. این در حالی است که رنج جریان کلید اتوماتیک از حدود 100 آمپر شروع شده و تا بیش از 1000 آمپر ادامه پیدا می کند.
پارامتر دیگری که باید در بخش مشخصات عملیاتی مورد بررسی قرار بگیرد، ظرفیت شکست یا قدرت قطع بریکر است. این پارامتر در سری های مختلف بریکر متفاوت است. به عنوان مثال شرظیف شکست کلید اتوماتیک 3VM زیمنس 25 کیلو آمپر و در سری 3VA معادل 55 کیلوآمپر بیان شده است.
ظرفیت شکست کلید حرارتی زیمنس سری 3RV نیز معادل 65 کیلوآمپر در 400 ولت است. با این وصف ظرفیت شکست کلید حرارتی بیشتر از کلید اتوماتیک است. البته باید توجه داشت این نتیجه گیری ممکن است برای همه مدل های موجود در بازار صادق نباشد.
قابلیت های حفاظتی
حفاظت از مدار الکتریکی در برابر خطاهای مختلف ضروری است. هدف ما از مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک نیز انتخاب بهترین گزینه برای حفاظت از مدار است. به صورت کلی قابلیت های حفاظتی کلید اتوماتیک بیشتر از کلید حرارتی است.
با توجه به تفاوت کاربرد این بریکرها، تفاوت در قابلیت های حفاظتی آن ها بدیهی است. به منظور افزایش قابلیت های حفاظتی مدار از ترکیب بریکرهای مختلف در مدار استفاده می شود. علاوه بر این لوازم جانبی کلید اتوماتیک و کلید حرارتی نیز قابلیت های آن ها را افزایش می دهد.
جمع بندی
کلید حرارتی و کلید اتوماتیک از جمله بریکرهای پرکاربرد مورد استفاده در مدارهای الکتریکی هستند. در مقایسه کلید حرارتی و کلید اتوماتیک به شباهت ها و تفاوت های آن ها پی می بریم. مهمترین تفاوت این بریکرها در کاربرد و مشخصات عملیاتی آن ها است.
از سوی دیگر از نظر کاربردی، کلید حرارتی به صورت ویژه برای حفاظت از موتور عرضه شده است. اما کلید اتوماتیک کاربردهای گسترده تری دارد. به نظر شما چه پارامترهای دیگری را در مقایسه این دو بریکر می توان مورد ارزیابی قرار داد؟