فیوز و کلید اتوماتیک چیست؟
بمنظور حفاظت تأسیسات روشنائی، برق صنعتی، سیم و کابل و ماشین آلات در برابر اضافه بار و جریان اتصال کوتاه از فیوز، کلید- فیوز و کلیدهای اتوماتیک استفاده می گردد. لیکن به لحاظ اینکه اولا فیوزها همیشه نمی توانند عمل حفاظت موضعی و سلکتیو را در انواع مختلف شبکه ها بطور کامل و بدون خطا انجام دهند و در ثانی بعلت اینکه در شبکه سه فاز در موقع ازدیاد جریان اغلب قطع سه فاز بطور همزمان لازم و ضروری است لذا نمی توان همیشه از فیوز و کلید- فیوز استفاده کرد. در ضمن در بعضی از شبکه های توزیع می بایست به محض برگشت جریان (ولتاژ) یا افت بیش از حد مجاز ولتاژ، مدار بطور خودکار قطع و آلارمهای لازم ایجاد گردد. همچنین در بعضی موارد ورود اتوماتیک یا دستی دیزل ژنراتور یا ترانسفورماتور در شبکه توزیع جهت تداوم کار شبکه یا انجام تعمیرات دوره ای شبکه اجتناب ناپذیر می باشد. در چنین حالاتی فقط از کلید اتوماتیک می توان استفاده کرد.
کلیدهای اتوماتیک علاوه بر موارد فوق نسبت به فیوزها و کلید- فیوزها دارای مزایای زیر می باشند:
- کلید خودکار پس از قطع مدار در اثر جریان زیاد و یا هر عامل دیگری بلافاصله مجددا آماده بهره برداری می باشد.
- با کمک کنتاکتهای فرعی که در آن تعبیه شده می توان وضعیت کلید را در هر حالت (قطع، وصل یا وقوع خطا) توسط سیگنال تعیین و در اطاق فرمان منعکس کرد.
- ساختمان این کلیدها بگونه ای است که اگر کلید را بر روی یک مدار اتصال کوتاه شده ببندیم، در ضمن عمل بسته شدن، رله اضافه جریان کلید به سرعت وارد عمل شده و مدار را قطع می کند.
از انواع کلیدهای فشار ضعیف می توان به کلیدهای زیراشاره کرد:
کلیدهای اتوماتیک کمپکت Moulded Case Circuit Breaker: MCCB
کلیدهای اتوماتیک هوایی Air Circuit Breaker: ACB
کلیدهای مینیاتوری Miniature Circuit Breaker: MCB
کلیدهای حافظ موتور Motor Protection Circuit Breaker: MPCB
کلیدهای محافظ جان Residual Current Circuit Breaker: MCCB
کلید اتوماتیک و کلید غیر اتوماتیک:
ابتدا لازم است بدانیم کلیدهای اتوماتیک با کلیدهای غیر اتوماتیک چه فرقی دارند،کلیدهای اتوماتیک به کلیدهایی گفته می شود که دارای رله هستند و هر کدام برای کاربردهای مخصوصی مورد استفاده قرار می گیرد بطور مثال کلیدهای اتوماتیک هوایی دارای رله های بسیار هوشمندی از نوع رله های الکترونیکی هستند،اما کلیدهای غیر اتوماتیک کلیدهایی هستند که صرفا”برای قطع و وصل مورد استفاده قرار میگیرد و فاقد رله می باشند بطور مثال کنتاکتور یک تجهیز غیر اتوماتیک است که برای قطع و وصل های گوناگون با کاربردهای مختلف یک مشخصه ای دارد مثلا”کنتاکتور AC3 برای بارهای القایی است.
بیشترین توصیه ای که روی کلیدهای فشار ضعیف انجام می دهند روی current limiting است، هر چه این خاصیت بیشتر شود کلید گرانتر می شود. این خاصیت مستقیما”به زمان قطع کلید بستگی دارد.
*معمولأ در کاتالوگ کلیدهای فشار ضعیف دو مشخصه فنی به نامهای ICU و ICS مشخص شده اند که دانستن مفهوم آنها در انتخاب کلید مهم است.
ICU: جریان اتصال کوتاهی که کلید تنها یکبار بدون آنکه آسیبی ببیند قادر به قطع آن می باشد و برای دفعات بعدی نیاز به تعمیر و سرویس و یا تعویض دارد.
ICS: جریان اتصال کوتاهی که کلید به دفعات قادر به قطع آن می باشد بدون اینکه آسیبی ببیند و یا نیاز به تعمیر و یا تعویض پیدا کند.
بحث اتصال کوتاه در استاندارد IEC60974-2 دارای دو Category میباشد:
Category 1: در این نوع، کلیدها بدون رنج اتصال کوتاه هستند و به ازای اتصال کوتاه، لازم است مورد بازبینی قرار گیرند.
Category2: در این نوع، کلیدها یک مدت زمان کوتاه برای تحمل جریان اتصال کوتاه دارند و این قضیه به Current Limiting وسیله بستگی دارد.
در نوع دوم حفاظت و سلامت تجهیزات بهتر از نوع اول است.
کلیدهای اتوماتیک کمپکت
نرم این کلیدها از160 آمپر تا ۱۶۰۰آمپر است اما این کلیدها حداکثر تا ۳۲۰0 آمپر نیز ساخته می شوند. فریم این کلیدها با افزایش جریان نامی آنها بزرگ می شود. بطور مثال کلیدهای کمپکت ساخت شرکت ABB، تیپ I somax آن از ۱۲۵ آمپر تا ۳۲۰۰ آمپر ساخته می شود.
کلیدهای هوایی
این کلیدها از انواع دیگری از کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف هستند که در آمپراژ بالا مورد استفاده قرارمی گیرند. حد بالای جریان این کلیدها تا ۶۳۰۰ آمپر می باشد. نرم این کلیدها از۶۳۰ آمپر تا ۱۶۳۰۰ آمپر است. کاربرد این کلیدها عمدتأ در ورودی تابلوها می باشد که هم جریان بالایی دارد و هم برای برقراری Selectivity کامل بین کلیدهای ورودی و کلیدهای خروجی که معمولأ از نوع کمپکت می باشند، بکار برده می شود. کلیدهای هوایی دارای رله هایی که در داخل خود کلید جاسازی شده اند(Built-in) می باشد. ویژگی این رله ها خاصیت تاخیری یا Time Delay آنهاست که عنصر اصلی در تامین Selectivity از طریق صدور فرمان قطع با تاخیر می باشند. Selectivity همان پدیده تقدم قطع در خروجیها نسبت به ورودی هاست. به این معنی که اگر خطایی در یک فیدر خروجی رخ داد، ابتدا کلید خروجی قطع شود و تنها در صورت تداوم خطا روی مدار و عمل نکردن کلید خروجی، کلید ورودی با تاخیر کل تابلو را بی برق می کند. اهمیت این موضوع در این است که در صورت وقوع خطا در یکی از خروجیها کل تابلو بی برق نشود.
یادآوری: استفاده از کلیدهای کمپکت در هر دو مدار خروجی و ورودی در تابلو حتی اگر کلید ورودی دو سایز بالاتر از بالاترین سایز کلید در خروجیها انتخاب شود، تنها در محدوده کوچکی از جریان اتصال کوتاه، Selectivity را تامین می کند و به هر حال Selectivity کامل بدست نمی آید.
کلیدهای مینیاتوری
از انواع کلیدهای فشار ضعیف که معمولأ در جریانهای پایین و در تابلوهای روشنایی وتابلوهای توزیع با توان کم و یا جهت حفاظت مدارات کنترل و فرمان تجهیزات و تاسیسات برقی مورد استفاده قرار می گیرد. جریان قطع اتصال کوتاه این کلیدها معمولأ چندان بالا نیست. حداکثر جریان مورد استفاده با کلید مینیاتوری ۱۰۰ آمپر است و همینطور جریان قطع اتصال کوتاه این کلیدها بصورت نرم ۱۰ کیلو آمپر و حداکثر ۲۵ کیلو آمپر است. این کلیدها دارای دو نوع کاربرد صنعتیIEC60947 و کاربرد مسکونی IEC60898 هستند.
کلیدهای حافظ موتور
همانگونه که از اسم این کلیدها معلوم است این کلیدها برای حفاظت موتورها بسیار کاربرد دارند.این کلیدها معمولا” تا ۱۰۰ آمپر ساخته می شوند و برای موتورهای تا ۵۵کیلو وات مناسب هستند.
کلیدهای حافظ جان
یکی از عوامل اصلی در بروز خسارات مالی، صدمات و تلفات جانی به ویژه در منازل مسکونی، مراکز اداری، تجاری و مجتمع های صنعتی عدم رعایت مسائل ایمنی در استفاده از انرژی برق می باشد. بمنظور حفاظت از جان افراد در مقابل خطر برق گرفتگی و جلوگیری از خطرات جریان نشتی از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی (محافظ جان) استفاده می شود. این کلیدها که براساس حساسیت خود به دو نوع خانگی و صنعتی تقسیم می شوند، علاوه بر حفاظت افراد در مقابل تماس مستقیم و یا غیر مستقیم برق، با جلوگیری از نشتی جریان در حفاظت دستگاه ها و تجهیزات صنعتی نیز موثر می باشند. براین اساس در صورتی که حساسیت کلیدها تا ۳۰ میلی آمپر باشد این کلید به عنوان حفاظت از جان و در صورتی که حساسیت آن بیشتر از ۳۰ میلی آمپر باشد به عنوان حفاظت از تجهیزات صنعتی بکار می رود .
اساس کار کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی، مقایسه جریان ورودی با جریان خروجی کلید می باشد به طوری که اگر جریان نشتی در مداری که کلید در آن واقع شده است بیشتر از حساسیت کلید باشد کلید عمل کرده و جریان ورودی و در نتیجه مدار را قطع می نماید. از مزایای دیگر استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی جلوگیری از بروز آتش سوزی در اثر وجود جریان نشتی می باشد. باتوجه به اینکه یک جریان نیم آمپری می تواند باعث بروز آتش سوزی شود، کلید حفاظت از خط برق گرفتگی با تشخیص جریان نشتی و قطع جریان ورودی، مانع از بروز آتش سوزی می شود. همچنین از آنجا که در صورت وجود جریان نشتی در بدنه وسائل برقی، این جریان به مرور زمان زیاد می شود و احتمال سوختن وسایل برقی را به وجود می آورد لذا استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ضروری بوده و با توجه به کاهش میزان هدر رفتن انرژی الکتریکی و برق مصرفی صرفه جوئی اقتصادی و حفظ ثروتهای ملی را نیز در بر خواهد داشت.
مشخصات کلیدهای حفاظت از خطر برق گرفتگی ( جریان نشتی ) :
- دمای کاری کلیدها جهت قطع جریان نشتی متناوب از ۲۵ تا ۴۰ درجه سیلسیوس و با قدرت اتصال کوتاه ۶ تا ۲۵ کیلو آمپر می باشد .
- جهت حفاظت کـلـیـدهـا و مـدار مصرفی در مـقـابـل اتصال کوتاه و اضافه بار بایستی فیوز پشتیبان (BackUpFuse) با توجه به جریان نامی کلید و مشخصات ارائه شده در کاتالوگ نصب گردد .
- کلیدها با جریان نامی ۱۲۵-۱۶ آمپر تولید می شوند .
- کلیدها جهت استفاده مشترکین تکفاز (خـانـگی) بـه صورت دو پـل (فـاز + نـول) و مشترکین سه فـاز (صنعتی) به صورت چهار پل، که می تواند همراه با نول و یا بدون نول (در سیستم های سه سیمه) بکار رود .
- میزان جریان قطع خودکار کلیدها (حساسیت) از ۱۰ میلی آمپر تا ۵۱ آمپر ، و مدت زمان قطع حداکثر ۲۰۰ میلی ثانیه است .
- باتوجه به موقعیت نصب، سیم های ورودی و خروجی می توانند از بالا و یا پائین به کلید متصل شوند که این امر در کارکرد کلید اثری نخواهد داشت .
- درجه حفاظت کلیدها برای جلوگیری از ورود اجسام خارجی برابر با IP 40 می باشد.
- کلیه عملیات نصب و رفع نقص بایستی توسط فرد متخصص انجام شود .
- ترمینال های ورودی و خروجی کلیدها باتوجه به آمپر کلید برای بالاترین قطر کابل یا سیم در نظر گرفته شده و از این نظر مشکلی وجود نخواهد داشت.