کلید مینیاتوری

معرفی کلید مینیاتوری و هدف از بکارگیری آن

در عصر حاضر اهمیت تامین ایمنی ساختمان ها و تجهیزات و لوازم برقی بر کسی پوشیده نیست. برای دستیابی به این هدف، در هر دوره وسایل و تجهیزات حفاظتی مختلفی تولید و مورد استفاده قرار میگیرند. Miniature Circuit Breaker (MCB) یا کلید مینیاتوری، یکی از این تجهیزات است که دارای ساختاری مشابه فیوز آلفا و سایر خصوصیات منحصر به فرد می باشد. این کلید جهت حفاظت تجهیزات الکتریکی در برابر مخاطراتی همچون اضافه بار و یا اتصال کوتاه و کنترل نشتی های مدارات الکترونیکی مورد استفاده قرار میگیرد. به طوری که در صورت بروز هرگونه مشکل در مدار، کلید مینیاتوری اقدام به قطع خودکار مدار کرده و از لوازم و تجهیزات برقی محافظت می کند.

 تشخیص اضافه بار از طریق خمیدگی فلز موجود در ساختار کلید مینیاتوری صورت میگیرد. به طوری که در صورت دریافت جریان بیشتر از طریق مصرف کننده، این فلز گرم شده و دچار خمیدگی می شود و این خمیدگی منجر به قطع ارتباط مدار میشود. علاوه بر این، جهت تشخیص جریان اتصال کوتاه، از سیم پیچی با تعداد دور کم و قطر زیاد استفاده میشود.

معرفی ساختار داخلی کلید های مینیاتوری

کلید مینیاتوری به صورت تک پل (SP)، دوپل (DP)، سه پل (TP) و چهار پل (4P) تولید شده و دارای محدوده جریان نامی 2 الی 63 آمپر می باشند. همچنین ساختار داخلی این کلید شامل موارد زیر می باشد:

• پوسته:

تمامی اجزای کلید مینیاتوری با پوششی از جنس مواد عایق با مقاومت حرارتی بالا در حدود 1000 درجه سانتی گراد و خاصیت غیر قابل اشتعال، مورد محافظت قرار میگیرند. این مواد عایق مقاوم معمولا از موادی مانند باکالیت، ملامین و یا پلی آمید الیافدار تولید میشوند. همچنین در مواردی از مواد غیر استاندارد و ساده برای ساخت پوسته کلیدها استفاده میشود که فاقد مقاومت مناسب در برابر خطراتی همچون حرارت، جریان بالا و یا جرقه و آتش سوزی در صورت قطعی و وصلی بوده و از بوی خاصی نیز برخوردارند که این بو مشخصه تشخیص و تفکیک این نوع کلید ها از سایر کلید های استاندارد می باشد. بکارگیری کلیدهای غیر استاندارد در تجهیزات الکتریکی، خطرات فراوانی نظیر آتش سوزی را به دنبال دارد. بنابراین لزوم دقت در تشخیص کلید مینیاتوری استاندارد و دارای تاییدیه های فنی، وجود دارد.

• مگنت:

مگنت یا آهنربا یکی از اجزای داخلی کلید مینیاتوری است که از مواردی مانند سیم پیچ از جنس مس، هسته فرومغناطیسی ثابت و متحرک و سایر اتصالات و فنر تشکیل شده است. مگنت ها دارای قابلیت تحمل جریان های بالا تا چند برابر جریان نامی کلید هستند که منجر به قطع فوری و آنی کلید میشوند. هر کلید مینیاتوری به توجه به میزان جریان نامی استاندارد خود، دارای مگنت مختص خود می باشد.

• بی متال:

رله اضافه بار یا بی متال یکی دیگر از اجزای سازنده کلید مینیاتوری است که وظیفه قطع مدار را در صورت بروز اضافه بار بر عهده دارد.

• جرقه گیر:

این بخش از کلید، متشکل از صفحات فلزی موازی است که از طریق لایه های عایق از هم تفکیک شده و وظیفه تقسیم جرقه های بزرگ به جرقه های کوچک را برعهده دارد. بنابراین این قسمت از بروز جرقه های خطرناک و یا گرمای شدید جلوگیری میکند. در ساختار کلید های ارزان قیمت و بی کیفیت، این بخش حذف میشود که وزن کم کلید ها، بیانگر این موضوع می باشد.

تقسیم بندی کلید مینیاتوری بر اساس کلاس کاری

کلید های مینیاتوری به انواع مختلفی یا به اصطلاح کلاس های مختلفی تقسیم میشوند، که میزان جریان اتصال کوتاه هر کلاس بیانگر وجه تمایز این کلیدها است. در ادامه به بررسی انواع کلید مینیاتوری در کلاس های مختلف می پردازیم:

• کلید مینیاتوری کلاس B:

این کلید اکثرا کاربرد خانگی و روشنایی داشته و در مصارف غیر موتوری مورد استفاده قرار میگیرد. در واقع این نوع کلید ها در حفاظت مدار های اهمی کاربرد دارند. این کلید در دسته فیوز های مینیاتوری تندکار قرار میگیرد. مکانیزم عملکرد این کلید مینیاتوری بر اساس میزان جریان اضافه مدار است. به طوری که افزایش جریان تا 3 الی 5 برابر جریان نامی، منجر به قطع جریان الکتریکی مدار توسط این کلید می شود.

• کلید مینیاتوری کلاس C:

این نوع کلید مینیاتوری جزو پرکاربرد ترین کلید ها در حوزه صنعت و محافظت از برق صنعتی می باشد و بر این اساس با عنوان کلید مینیاتوری موتوری نیز معروف است. در صورتی که اضافه جریان مدار به اندازه 5 الی 10 برابر جریان نامی باشد، جریان مدار توسط این کلید قطع میشود. همچنین این نوع کلید مینیاتوری دارای زمان قطع کمتر از نوع B بوده و در گروه کلید های مینیاتوری کندکار قرار میگیرد.

• کلید مینیاتوری کلاس D:

این نوع کلید ها در کاربرد های صنعتی خاص نظیر ترانسفورماتور ها و یا مولد های اشعه ایکس مورد استفاده قرار میگیرند و به نوع موتوری سخت نیز معروف اند. کلید مینیاتوری کلاس D جهت حفاظت تجهیزات موتوری با جریان راه اندازی بزرگتر از 10 برابر جریان نامی مورد استفاده قرار گرفته و زمان قطع آن بیشتر از سایر کلاس ها می باشد.

• کلید مینیاتوری کلاس K:

کلید مینیاتوری نوع k یکی از کلید های حساس نسبت به اضافه بار و یا اضافه جریان است. به گونه ای که در صورت افزایش جریان از جریان نامی، این کلید به سرعت وارد عمل شده و اقدام به قطع مدار میکند. این کلید مینیاتوری برای حفاظت از مدار های زیر بار گزینه مناسبی است. زمان قطع این کلاس از فیوز های مینیاتوری، مابین کلاس های B و C بوده و از سایر کلاس های ذکر شده عکس العمل سریع تری دارد.

• کلید مینیاتوری کلاس Z:

این کلید حساس ترین و تند کارترین کلید مینیاتوری است که دارای حساسیتی فراتر از سایر کلاس ها می باشد. به طوری که در صورت بیشتر بودن جریان از جریان نامی، بلافاصله و در سریع ترین زمان اقدام به قطع جریان می کند. کلید کلاس z اغلب در مدار های حساس و ارزشمند، نظیر برد های الکتریکی و یا مدارات RLC کاربرد دارد.

دسته بندی کلید های مینیاتوری بر اساس فاز

کلیدهای مینیاتوری علاوه بر اینکه بر اساس نوع کاربرد به کلاس های مختلفی طبقه بندی میشود، به دو دسته تک فاز و سه فاز نیز تقسیم بندی می شوند.

• کلید مینیاتوری تک فاز:

همانطور که مشخص است این کلید برای حفاظت از مدار های تک فاز کاربرد دارد و شامل دو نوع کلید تک پل و دو پل می باشد. در کلید دو پل حفاظت از سیستم بر عهده ی هر دو سیم نول و فاز بوده و وظیفه قطع مدار در صورت لزوم، توسط نول انجام میگیرد.

• کلید مینیاتوری سه فاز:

این کلید در سیستم های صنعتی سه فاز مانند ماشین آلات و الکتروموتور های صنعتی برای حفاظت مدار در برابر اتصال کوتاه و یا اضافه جریان کاربرد دارد و دارای دو نوع سه پل و چهار پل است.

مزایای کلید های مینیاتوری نسبت به فیوز

امروزه کلید های مینیاتوری با توجه به مزایای بسیاری که در مقایسه با فیوز دارند، جزو رایج ترین تجهیزات حفاظتی شبکه های الکتریکی فشار ضعیف محسوب میشوند. از جمله این مزایا می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• کلید مینیاتوری با قابلیت حساسیت بالا نسبت به تشخیص شرایط غیر عادی نظیر اضافه بار و یا خطا، اطمینان بالاتری را نسبت به فیوز ارائه داده و از حساسیت بالاتری نسبت به تغییر جریان برخوردار است.
• کلید های مینیاتوری برخلاف فیوز ها، از قابلیت کنترل از راه دور نیز برخوردار بوده و همچنین از لحاظ الکتریکی ایمن تر و قابل اعتماد تر از فیوز هستند.
• در صورت بروز هرگونه مشکلی عملکرد کلید در حالت OFF قرار میگیرد و عیوب مدارات الکترونیکی به راحتی قابل تشخیص است. اما عملکرد فیوز اینگونه نبوده و تشخیص عیوب آن باید از طریق برش پایه و باز نمودن دسته آن انجام گیرد.
• امکان بازیابی سریع منبع تغذیه از طریق فیوز قابل انجام نیست. زیرا جهت بازیابی منبع تغذیه لزوم سیم کشی مجدد فیوز ها و یا حتی تعویض آن وجود دارد.