کلید اتوماتیک از جمله بریکرهای پرکاربرد در مدارهای الکتریکی است. این کلیدها به منظور حفاظت از مدار در برابر برخی خطاهای رایج از جمله اتصال کوتاه و اضافه بار مورد استفاده قرار می گیرند. تشخیص خطا در کلید اتوماتیک به تغییرات جریان عبوری از کلید وابسته است. برخی از کلیدها قادر به تشخیص خطا در یک جریان مشخص هستند. این نمونه ها از بریکرها کلید اتوماتیک ثابت نامیده می شوند.
در این مقاله به بررسی بیشتر این کلیدها پرداخته و نکات مهمی را در مورد آن ها بیان خواهیم کرد. با من همراه باشید.
مروری بر کلید اتوماتیک
بریکرها جایگاه ویژه ای در سیستم های الکتریکی دارند. احتمال بالای وقوع خطا در مدار الکتریکی از یک سو و ضرورت پیشگیری از حوادث احتمالی از سوی دیگر بر اهمیت استفاده از بریکرها افزوده است. کلید اتوماتیک یا MCCB که به عنوان کلید کامپکت نیز شناخته می شود، از جمله بریکرهای مورد استفاده در مدار الکتریکی است که کاربردهای گسترده ای دارد. از جمله دلایل کاربرد گسترده این کلیدها می توان به عملکرد مطمئن و سریع آن ها اشاره کرد. علاوه بر این در مقایسه با بریکرهای دیگر از جمله کلید مینیاتوری و کلید حرارتی، رنج جریان گسترده تری را پوشش می دهند.
از دیگر مزایای این کلید نسبت به سایر بریکرها، تنوع خطاهای قابل تشخیص توسط آن هاست. بخشی از کلید اتوماتیک که وظیفه تشخیص خطا را بر عهده دارد، تریپ یونیت نامیده می شود. بسته به نوع تریپ یونیت مورد استفاده در ساختار کلید، نوع خطاهای قابل تشخیص متفاوت است. همه کلیدهای اتوماتیک قابلیت تشخیص خطاهای اتصال کوتاه و اضافه بار را را دارند. اما نمونه های پیشرفته تر قادرند خطای هادی نول، خطای زمین و … را نیز تشخیص دهند. کلید اتوماتیک ثابت، عموما خطاهای اتصال کوتاه و اضافه بار را تشخیص می دهد.
جزئیات بیشتر در مورد ساختار و عملکرد این کلیدها را در مقاله کلید اتوماتیک چیست و چه کاربردهایی دارد ببینید.
تشخیص خطا در کلید اتوماتیک
در بخش قبل اشاره کردیم که تریپ یونیت کلید اتوماتیک وظیفه تشخیص خطا را بر عهده دارد. بنابراین برای آشنایی با فرآیند تشخیص خطا در این بریکرها لازم است مروی بر ساختار تریپ یونیت آن ها داشته باشیم. تریپ یونیت ها به صورت کلی در سه نوع مغناطیسی، حرارتی – مغناطیسی و الکترونیکی دسته بندی می شوند. شیوه و نوع خطای قابل تشخیص هر کدام از تریپ یونیت ها با هم متفاوت است.
تریپ یونیت حرارتی – مغناطیسی
اغلب نمونه های کلید اتوماتیک ثابت از این نوع تریپ یونیت بهره می برند. این تریپ ها از دو بخش مغناطیسی و حرارتی تشکیل می شوند. بخش مغناطیسی وظیفه تشخیص خطای اتصال کوتاه را بر عهده دارد. این یبخش از یک سیم پیچ و هسته مغناطیسی تشکیل شده است. عبور جریان بیشتر از جریان نامی از سیم پیچ سبب ایجاد میدان مغناطیسی، جذب هسته و باز شدن مدار می شود. عامل تعیین کننده برای زمان عملکرد تریپ، جریان نامی اتصال کوتاه کلید است.
بخش حرارتی این تریپ یونیت ها وظیفه تشخیص خطای اضافه جریان را بر عهده دارد. این بخش متشکل از یک تیغه بیمتال است که در صورت عبور جریان اضافی گرم شده و خمیده می شود. خمیده شدن تیغه سبب تغییر موقعیت تیغه متحرک و قطع مدار می شود. علمل تعیین کننده در عملکرد این بخش جریان اضافه بار کلید است.
تریپ یونیت الکترونیکی
این تریپ یونیت ها به ندرت در کلید اتوماتیک ثابت مورد استفاده قرار می گیرند. تریپ الکترونیکی دارای یک ترانس جریان یا CT است که قادر است جریان عبوری از مدار را اندازه گیری کند. با توجه به حد جریان تعیین شده برای کلید و مقایسه آن با جریان عبوری از مدار، در صورت بروز خطا کلید تریپ کرده و مدار را قطع می کند.
جزئیات بیشتر در مورد ساختار و عملکرد تریپ ها را در مقاله آشنایی با تریپ یونیت کلید اتوماتیک ببینید.
کلید اتوماتیک ثابت
پس از آشنایی با عملکرد و روش تشخیص خطا در کلید اتوماتیک، به بررسی نمونه های ثابت این بریکرها می پردازیم. در بخش قبل اشاره کردیم که وظیفه تشخیص خطا بر عهده تریپ یونیت گذاشته شده است. تریپ یونیت ها با بررسی یک پارامتر مهم اقدام به تشخیص وضعیت مدار و وقوع خطای احتمالی می کنند. این پارامتر مهم، جریان عبوری از مدار است. از آنجا که کلید اتوماتیک به صورت سری در مدار قرار می گیرد، جریان عبوری از کلید برابر با جریان عبوری از مدار است. وقوع اتصال کوتاه یا افزایش بار روی موتور سبب افزایش جریان عبوری از کلید و اصطلاحا تریپ کردن بریکر می شود.
کلید اتوماتیک در واقع دو جریان متفاوت دارد که در برخی نمونه ها قابل تنظیم هستند. این قابلیت در نمونه هایی که از تریپ یونیت الکترونیکی بهره می برند، بیشتر دیده می شود. کلید اتوماتیک ثابت قابلیت تنظیم جریان نامی یا به عبارت دیگر آستانه خطا را ندارد. این کلیدها با رسیدن جریان عبوری از آن ها به حد آستانه خطا تریپ کرده و مدار را قطع می کنند. در مقایسه با نمونه های قابل تنظیم، کلیدهای اتوماتیک ثابت قیمت کمتری دارند و عموما تعمیر و نگهداری آن ها راحت تر است.
لازم به ذکر است برخی از نمونه های کلید اتوماتیک ثابت، قابلیت تنظیم یکی از پارامترهای حفاظتی را دارند. بیعنی جریان نامی یا به عبارتی آستانه خطای اتصال کوتاه ان ها ثابت است اما آستانه خطای اضافه جریان که به جریان حرارتی موسوم است، به صورت ضریبی از جریان نامی قابل تنظیم است.
بررسی نمونه های موجود در بازار
تولید کنندگان زیادی در سراسر دنیا اقدام به تولید کلید اتوماتیک می کنند. تنوع زیاد کلیدهای اتوماتیک امکان بررسی همه برندها را از مجال این مقاله صلب می کند. در ادامه به بررسی سه برند پرفروش بازار ایران و قابلیت های آن ها خواهیم پرداخت.
کلید اتوماتیک زیمنس
زیمنس از جمله بزرگترین تولید کنندگان کلید اتوماتیک دنیاست. MCCB زیمنس طیف بسیار گسترده ای از جریان ها و کاربردهای مختلف را پوشش می دهد. کلیدهای کامپکت زیمنس در سری های مختلفی دسته بندی و عرضه می شوند. کلید اتوماتیک ثابت زیمنس در سری های زیر عرضه می شود.
- کلید اتوماتیک 3VM زیمنس: این خانواده کلیدهای اقتصادی زیمنس را پوشش می دهد که تریپ یونیت حرارتی مغناطیسی دارند.
- کلید اتوماتیک 3VL زیمنس: نمونه های جریان پایین این خانواده تریپ یونیت حرارتی – مغناطیسی دارند و از نوع ثابت هستند. نمونه های جریان بالا از تریپ یونیت الکترونیکی بهره برده و قابل تنظیم هستند.
کلید اتوماتیک اشنایدر
اشنایدر نیز طیف گسترده ای از کلیدهای اتوماتیک را به بازار عرضه کرده است. برخی از انواع کلید اتوماتیک اشنایدر از هر دو نوع تریپ یونیت حرارتی – مغناطیسی و الکترونیکی (میکرولاجیک) پشتیبانی می کنند. برخی از نمونه هایی که از تریپ یونیت حرارتی مغناطیسی استفاده می کنند از نوع کلید اتوماتیک ثابت هستند.
کلید اتوماتیک هیوندای
کلید اتوماتیک هیوندای در دو سری HGM و HGP عرضه می شوند. این کلیدها از تریپ یونیت حرارتی – مغناطیسی بهره می برند. بریکرهای سری HGM هیوندای اغلب از نوع ثابت یا فیکس هستند.
جمع بندی
کلید اتوماتیک به منظور حفاظت از مدار در برابر خطای اتصال کوتاه و خطای اضافه جریان مورد استفاده قرار می گیرد. این کلیدها براساس تشخیص تغییرات جریان عبوری عمل می کنند. تشخیص عبور جریان اضافی از مدار سبب تریپ کردن کلید و قطع مدار می شود. اندازه جریان نامی یا به عبارت دیگر سطح مجاز جریان در برخی از نمونه ها قابل تنظیم است. نمونه هایی که قابلیت تنظیم جریان را ندارند، کلید اتوماتیک ثابت نامیده می شوند. این کلیدها قیمت مناسب تر و نگهداری و تعمیرات راحت تری دارند.