حفاظت از مدارهای الکتریکی یکی از الزامات مهمی است که همیشه مورد توجه قرار می گیرد. به منظور حفاظت از مدار الکتریکی در برابر خطاهای احتمالی از بریکرها استفاده می شود. کلید مینیاتوری از جمله تجهیزات بریکرهای پرکاربرد مدار الکتریکی است. MCB ها در کنار عملکرد حفاظتی، امکان قطع و وصل مدار را نیز فراهم می کنند. از آنجا که حفاظت و ایمنی سیستم های الکتریکی بسیار حائز اهمیت است؛ انتخاب کلید مینیاتوری مناسب بسیار مهم است. در انتخاب MCB مناسب توجه به پارامترهای مهم کلید مینیاتوری ضروری است.
در صورت استفاده از گزینه نامناسب، عملکرد مورد انتظار را از کلید مینیاتوری شاهد نخواهیم بود. برای آشنایی با مهمترین پارامترهای عملیاتی کلید مینیاتوری تا انتهای مقاله با من همراه باشید.
کلید مینیاتوری چگونه کار می کند؟
وظیفه کلید مینیاتوری حفاظت از مدار در برابر اتصال کوتاه و اضافه جریان است. این کلید به دو مکانیزم الکترومغناطیسی و بیمتال مجهز است که هر کدام در برابر یکی از خطاهای یاد شده از مدار محافظت می کنند. مکانیزم الکترومغناطیسی وظیفه قطع مدار در صورت وقوع اتصال کوتاه را بر عهده دارد. از سوی دیگر تیغه بیمتال، اضافه جریان حرارتی را تشخیص می دهد.
جزئیات بیشتر در مورد عملکرد و ساختار داخلی این کلید ها را می توانید در مقاله
“کلید مینیاتوری چیست؟” ببینید.
پارامترهای مهم کلید مینیاتوری
کلیدهای مینیاتوری تقسیم‌بندی و پارامترهای متفاوتی دارند. انتخاب کلید مینیاتوری براساس نیازهای پروژه و پارامترهای کلید انجام می شود. در ادامه به معرفی این پارامترها می پردازیم.
نوع منبع (AC یا DC)
توجه نوع منبع در انتخاب کلید مینیارتوری بسیار مهم است. کلیدهای مینیاتوری براساس سیستم ولتاژی که در آن استفاده می شوند به دو نوع AC و DC تقسیم می شوند. مکانیزم الکترومغناطیسی مورد استفاده در این کلیدها با هم متفاوت است. مینیاتوری های AC ساختار ساده‌تری دارند. از کلیدهای مینیاتوری DC می توان در مدارات AC استفاده کرد.
اما استفاده از کلید مینیاتوری AC در مدار DC مجاز نیست. در صورت استفاده از کلیدهای AC ممکن است کلید در زمان مناسب، مدار را قطع نکند. برخی از تولید کنندگان مانند زیمنس اجازه استفاده از کلید مینیاتوری AC در مدار DC را می دهند. اما ولتاژ DC سطح بسیار کمتری نسبت به ولتاژ AC دارد. به عنوان مثال کلید مینیاتوری 230 ولت AC قادر است ولتاژ DC تا سطح 70 ولت را کنترل کند. سیستم ولتاژی از جمله پارامترهای مهم کلید مینیاتوری است که در زمان انتخاب باید مورد توجه قرار بگیرد.
برخی از انواع کلید مینیاتوری زیمنس نیز با نام AC/DC شناخته می شوند. این کلیدها در هر دو سیستم الکتریکی قابل استفاده هستند.
دامنه ولتاژ و تعداد پل
با توجه به تنوع سطح ولتاژ و تعداد فاز برق مصرفی، کلیدهای مینیاتوری متنوعی در بازار موجود است. کلیدهای مینیاتوری AC معمولاً در ولتاژهای ۲۳۰ تا ۴۰۰ ولت ساخته می‌شوند. کلیدهای DC نیز ولتاژهای متفاوتی دارند.
کلیدهای مینیاتوری را می توان از نظر تعداد پل نیز تقسیم بندی کرد. کلیدهای مینیاتوری AC در انواع تک پل، تک پل به همراه نول، دو پل، سه پل و چهار پل تولید می شوند. کلید مینیاتوری DC نیز در دو نوع تک پل و دوپل تولید می شود.
مشخصه جریان
یکی دیگر از پارامترهای مهم کلید مینیاتوری، میزان جریان است. کلیدهای مینیاتوری دارای دو مشخصه جریان هستند. جریان نامی و جریان شکست یا قدرت شکست بین انواع مختلف کلیبد مینیاتوری متفاوت است
جریان نامی
جریان نامی در واقع جریان مجازی است که کلید مینیاتوری می‌تواند در حالت عادی به طور مداوم و بدون قطع شدن تحمل کند. شرایط و زمان قطع مسیر جریان توسط کلید مینیاتوری براساس مضربی از جریان نامی محاسبه می شود. رنج جریان نامی کلیدهای مینیاتوری بین 0.5 تا ۶۳ آمپر است. همچنین کلیدهای مینیاتوری با جریان ۸۰، ۱۰۰ و ۱۲۵ آمپر نیز موجودند که کاربرد خاص دارند.
جریان هجومی (قدرت قطع -جریان شکست)
جریان هجومی، بیشینه جریان اتصال کوتاهی است که کلید مینیاتوری می‌تواند در برابر آن مقاومت کند و دچار مشکل نشود. اندازه این جریان اغلب بین ۳۰۰۰ تا ۶۰۰۰ آمپر است. این پارامتر عموما با واحد kA در پلاک کلید درج می شود. جریان شکست از جمله پارامترهای مهم کلید مینیاتوری است که در هنگام انتخاب باید مورد توجه قرار بگیرد.
تیپ یا کلاس کلید مینیاتوری
کاربرد، میزان حفاظت، حساسیت به افزایش جریان و منحنی کارکرد در انتخاب کلیدهای مینیاتوری تاثیر گذار است. بر این اساس، کلیدهای مینیاتوری در کلاسها و تیپهای مختلفی دسته بندی می‌شوند که هر کدام ویژگی و کاربرد خاصی دارند.
کلید مینیاتوری تیپ B (تندکار)
در صورتی که جریان گذرنده از مدار بیش از 3 تا 5 برابر جریان نامی باشد، کلید مینیاتوری تیپ B مدار را قطع می کند. زمان عملکرد این کلید بین 0.04 الی 13 ثانیه است. کاربرد این تیپ اغلب در ساختمان ها و کنترل روشنایی است.
کلید مینیاتوری تیپ C (کندکار)
قطع مدار در بازه 5 تا 10 برابر جریان نامی، مشخصه بارز کلید مینیاتوری تیپ C است. این کلید در بازه‌ی 0.04 الی 5 ثانیه عمل می کند. این کلاس برای موتورهای توان پایین که جریان راه اندازی بالایی دارند، به کار گرفته می‌شود. همچنین در منازل، لوازم تجاری، مدارهای روشنایی فلورسنت، چاپگرها و رایانه‌های شخصی نیز استفاده می‌شود.
کلید مینیاتوری تیپ D (ترانسفورماتوری)
کلید مینیاتوری کلاس D اغلب برای بارهایی که جریان هجومی (لحظه‌ای) بالایی دارند، به کار گرفته می‌شود.عبور جریان 10 تا 20 برابر جریان نامی می تواند این کلید را تحریک کند. طول دوره عملکرد این کلید در بازه‌ی 0.04 الی 3 ثانیه است.
تیپ K (مدارات قدرت)
کلید مینیاتوری تیپ K می‌تواند 8 تا 12 برابر جریان نامی را تحمل کند و زمان عملکرد آن کمتر از 0.1 ثانیه است. این تیپ جهت حفاظت از تجهیزاتی با بارگذاری سنگین مانند کمپرسورها، مدارات قدرت و موتورها کاربرد دارد. کلید مینیاتوری تیپ K در هنگام اضافه بار، به سرعت مدار را قطع می‌کند اما در مواقع اتصال کوتاه، منحنی قطع این نوع کلیدها بین تیپ D و C است.
کلید مینیاتوری تیپ Z (به شدت حساس)
کلید مینیاتوری تیپ Z محدوده‌ی 2 تا 3 برابر جریان نامی را پوشش می‌دهد و زمان عملکرد آن کمتر از 0.1 ثانیه است. حساسیت این نوع کلید از تمامی تیپ‌ها بیشتر است و در مواقع بروز خطا سریع‌تر مدار را قطع می‌کند. بنابراین، این تیپ در مدارهایی با حساسیت زیاد کاربرد دارد.
کلام آخر
در زمان انتخاب، توجه به پارامترهای مهم کلید مینیاتوری ضروری است. از جمله این پارامترها می توان به کاربرد مدنظر، نوع منبع AC و DC، سطح ولتاژ، تعداد فاز، زمان قطع، دامنه جریان و قدرت قطع اشاره کرد.
جهت عملکرد درست و دقیق در یک کاربرد خاص، دقت در انتخاب کلید مینیاتوری بسیار مهم است. با انتخاب دقیق می‌توان مدار را در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار حفاظت نمود. در صورتی که انتخاب کلید مینیاتوری بر مبنای الزامات مدار نباشد، امکان ایجاد خطا و تریپ‌های ناخواسته فراهم می‌شود.