آشنایی با انواع کلید مینیاتوری تکفاز

آیا تا به حال به این موضوع فکر کرده‌اید که وقوع اتصال کوتاه یا اضافه جریان چه پیامدهایی برای وسایل خانگی از جمله کولر، ماشین لباسشویی، یخچال و … دارد؟

ایمنی مهمترین چالش استفاده از وسایل الکتریکی است. سازمان نظام مهندسی تاکید زیادی بر روی این مسئله دارد و قوانین حفاظتی متنوعی جهت تامین امنیت مصرف کننده‌های الکتریکی وضع کرده است. یکی از ابزارهایی که برای این منظور مورد استفاده قرار می‌گیرد، کلید مینیاتوری تک فاز است. در این مقاله به بررسی این تجهیزات حفاظتی می­پردازیم.

کلید مینیاتوری تکفاز چیست؟

کلید مینیاتوری یکی از وسایل حفاظت از مدار الکتریکی است که مصرف کننده ­ها را در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار حرارتی حفاظت می­کند. Miniature Circuit Breaker یا MCB گاها با عنوان فیوز مینیاتوری نیز شناخته می­شود.  کلیدهای مینیاتوری که به منظور استفاده در سیستم های تکفاز طراحی شده ­اند با کلیدهای سه فاز متفاوت هستند.

کلید‌ مینیاتوری تکفاز در انواع تک پل و دو پل تولید می شود. کلید تک‌ پل، یک ترمینال ورودی و خروجی دارد و صرفا مسیر فاز را کنترل می کند. اما کلید دو پل علاوه بر سیم فاز، سیم نول را نیز کنترل می­کند. در صورت بروز خطای زمین شاهد یک اضافه ولتاژ بر روی سیم نول خواهیم بود. استفاده از کلید مینیاتوری دو پل مدار را در برابر این نوع اضافه ولتاژ نیز محافظت می­کند.

کلید مینیاتوری تک فاز چه وظایفی دارد؟

همانطور که اشاره شد کلید مینیاتوری به منظور حفاظت از مصرف کننده­ها در مدار الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد. کلید مینیاتوری مدار را در برابر خطاهای مختلفی حفاظت می­کند.

1- حفاظت در برابر اضافه جریان (Over Load)

هر مصرف کننده الکتریکی دارای توان نامی مشخصی است. هرگاه مصرف کننده توانی بیش از توان نامی از شبکه بکشد، به اصطلاح می­گویند اضافه بار رخ داده است. در این حالت، جریان مصرف کننده بیشتر از جریان نامی خواهد بود. کلید مینیاتوری تکفاز به کمک یک تیغه بیمتال، مدار را در برابر اضافه جریان حفاظت می­کند. این تیغه از دو فلز با ضریب انبساط متفاوت ساخته شده است. گرم شدن تیغه سبب خمیدگی به سمت فلز با ضریب انبساط کمتر و در نتیجه قطع مدار می­شود.

۲- حفاظت در برابر اتصال کوتاه (Short Circuit)

اتصال کوتاه در یک مدار الکتریکی زمانی رخ می دهد که فاز و نول باهم برخورد کنند. در این صورت به دلیل عدم وجود مصرف کننده در مسیر جریان، جریان بسیار بزرگی از مدار عبور می کند. این جریان بزرگ می­تواند آسیب­های جدی را برای مصرف کننده­ها و زیرساخت سیم­کشی به همراه داشته باشد. کلید مینیاتوری تکفاز با یک مکانیزم الکترومغناطیسی مدار را در برابر اتصال کوتاه حفاظت می­کند.

جزئیات بیشتر در مورد این مکانیزم را می­توانید در مقاله

“کلید مینیاتوری چیست ” ببینید.

۳- محدود کننده مصرف جریان

گاهی اوقات ممکن است میزان مصرف جریان در یک واحد مسکونی یا صنعتی بیشتر از حد مجاز باشد. این حالت زمانی رخ می دهد که مجموع جریان نامی مصرف کننده های در حال کار، از جریان نامی کلید مینیاتوری بیشتر باشد. این حفاظت در واقع منبع تامین کننده جریان را در برابر اضافه بار ایمن می کند.

دسته بندی کلید مینیاتوری

بریکرها به منظور حفاظت از مدار الکتریکی در برابر خطاهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. اما رفتار متفاوت بریکرهای مختلف در مواجهه با جریان الکتریکی، سبب تفاوت در ساختار و عملکرد بریکرها شده است. به عنوان مثال افزایش جریان عبوری تا 10 برابر جریان نامی در لحظه راه اندازی، برای موتورها امری عادی است. در حالی که وقوع چنین وضعیتی برای یک بار مقاومتی به معنای اتصال کوتاه و آسیب جدی به مدار خواهد بود.

از اینرو کلیدهای مینیاتوری را براساس نوع کارکرد و میزان حفاظت در کلاس ها یا تیپ های مختلفی دسته بندی می کنند. به صورت کلی مینیاتوری ها در تیپ های  A، B، C، D، K  و Z  دسته بندی می شوند. اما کلید مینیاتوری تکفاز اغلب در کلاس های B ،C  و D تولید می شوند.

دسته بندی کلید مینیاتوری تکفاز

در بخش قبل اشاره کردیم که اغلب کلیدهای تکفاز مینیاتوری در کلاس های B ،C  و D تولید می شوند. در این بخش به بیان جزئیات بیشتری در مورد هر کلاس خواهیم پرداخت. فیوز مینیاتوری تیپ B و فیوز مینیاتوری تیپ C بیشترین کاربرد را در ساختمان‌های مسکونی، اداری و … دارند. این کلاس ها در بازار به ترتیب فیوز مینیاتوری تندکار و کندکار نیز شناخته می شوند.

کلید مینیاتوری تیپ  B

اگر جریان عبوری از مدار بیش از 3 تا 5 برابر جریان نامی باشد، کلید مینیاتوری تیپ B  مدار را قطع می کند. زمان عملکرد کلید مینیاتوری تکفاز تیپ B بین 0.04 تا 13 ثانیه است. این تیپ از کلیدها اغلب در مصارف خانگی و روشنایی کاربرد دارند و به فیوز مینیاتوری تندکار نیز معروف است.

کلید مینیاتوری تیپ  C

در برخی کاربردها مانند کنترل موتور الکتریکی، جریان عبوری از مدار در لحظه راه اندازی به بیش از 5 برابر جریان نامی نیز ممکن است برسد.برای این کاربردها از کلید مینیاتوری تایپ C استفاده می شود. این کلیدها در بازه جریان 5 تا 10 برابر جریان نامی مدار را قطع می کنند.

زمان عملکرد این کلیدها بین 0.04 تا 5 ثانیه است. کلید مینیاتوری تایپ C برای موتورهایی که توان پایین و جریان راه اندازی بالایی دارند استفاده می‌شود. همچنین در لوازم خانگی و تجاری مانند ترانسفورماتورها، مدارهای روشنایی فلورسنت و … نیز کاربرد دارند. این کلاس، به فیوز مینیاتوری کندکار و مینیاتوری موتوری نیز معروف است.

کلید مینیاتوری تیپ  D

برای محافظت از بارهای خازنی و دیگر بارهایی که جریان هجومی زیادی دارند، از کلیدهای تایپ D استفاده می‌شود. این بریکرها در شرایطی که جریان عبوری به بیش از 10 تا 20 برابر جریان نامی افزایش پیدا کند، مدار را قطع می کنند. زمان پاسخ مینیاتوری تیپ D بین 0.04 تا 3 ثانیه است. لازم به ذکر است این کلیدها برای موتورهای بزرگ نیز مورد استفاده قرار می گیرند. از همین رو در بازار با عنوان موتور سخت نیز شماخته می شوند.

برندهای کلید مینیاتوری تکفاز

شرکت­های مختلفی در زمینه تولید کلید مینیاتوری تکفاز فعال هستند. کیفیت ساخت و در نتیجه قابلیت اطمینان و طول عمر محصولات برندهای مختلف متفاوت است. برخی از شرکت­های ایرانی از جمله پارس فانال، رعد، کاوه، دنا الکتریک و توس فیوز در این زمینه محصولاتی را روانه بازار کرده اند. از جمله برندهای بین المللی مشهور نیز می­توان به زیمنس، اشنایدر، هیوندای، ال اس و … اشاره کرد. در ادامه به بررسی محصولات زیمنس در این رسته می­پردازیم.

کلید مینیاتوری تک فاز زیمنس

کلید مینیاتوری زیمنس از جمله برترین نمونه ­های موجود در بازار است که طول عمر بسیار بالایی دارند. این کلیدها حفاظت از اتصال کوتاه و همچنین حفاظت از اضافه بار را در مدار انجام می دهند. محصولات زیمنس را می­توان به دو گروه تندکار و کندکار تقسیم کرد.

فیوزهای تندکار زیمنس

این گروه از کلیدها در صورت وقوع خطای اتصال کوتاه یا اضافه جریان حرارتی، به سرعت مدار را قطع می‌کنند. این فیوزها برای مصرف کننده­هایی که جریان اولیه و جریان نامی آن­ها تفاوت چندانی ندارد مناسبند. این کلیدهای مینیاتوری از نوع B هستند.

فیوزهای کندکار زیمنس

در لحظه‌ی راه­ اندازی موتور، جریان بزرگی که به جریان هجومی موسوم است از مدار عبور می­کند. زمان عبور این جریان کوتاه است. کلید مینیاتوری تکفاز کندکار، برای حفاظت از موتورها مناسب است. این کلیدها نسبت به جریان راه ­اندازی اولیه موتور حساسیتی ندارند و پس از رسیدن موتور به جریان نامی، نسبت به اضافه جریان واکنش نشان می­دهند. این کلیدها در تایپ C دسته­ بندی می­شوند.

کلام آخر

کلید مینیاتوری تک فاز، یک کلید الکتریکی خودکار است که برای محافظت از مدارهای الکتریکی ولتاژ پایین در برابر آسیب ناشی از اضافه بار یا اتصال کوتاه استفاده می‌شود. این کلیدها انواع مختلفی دارند و براساس میزان حساسیت به اضافه بار و سرعت عکس العمل در تایپ­های مختلفی دسته­ بندی می­شوند. مزیت اصلی این کلیدها نسبت به فیوز، قابلیت استفاده دوباره در صورت فعال شدن مکانیزم قطع مدار است. علاوه بر این کلید مینیاتوری را می­توان به صورت دستی قطع کرد. این قابلیت برای انجام عملیات تعمیر و نگهداری بسیار حائز اهمیت است.