کلیدهای صنعتی، انواع رایج و اصول کاری

در این پست با رایج ترین انواع مدارشکن های صنعتی یا کلید های برق صنعتی و اصول کارکرد آنها آشنا می شویم.

مدار شکن چیست؟

کلیدهای مدارشکن بخش ضروری یک مدار الکتریکی هستند. دستگاهی است که به عنوان کلید محافظ برای عبور جریان  الکتریکی با بررسی شرایط قطع استفاده می شود.

هنگامی که یک وضعیت قطع را تشخیص می دهد، مدار شکن کنتاکت خود را باز می کند و بخش های ورودی و خروجی را از تماس با یکدیگر جدا می کند.

بنابراین، عملکرد اصلی آن قطع جریان جریان پس از تشخیص خطا است. سپس تا زمانی که کاربر کلید را ریست نکند کنتاکتهای آن باز می مانند.

رایج ترین انواع مدارشکن های صنعتی

رایج ترین انواع مدارشکن های صنعتی در زیر لیست شده اند.

• MCB (Miniature Circuit Breaker)  کلید مینیاتوری
• MCCB (Molded Case Circuit Breaker) کلید اتوماتیک کمپکت
• RCCB (Residual Current Circuit Breaker) کلید جریان باقیمانده
• RCBO (Residual Current Circuit Breaker with Overcurrent) کلید جریان باقیمانده با اضافه جریان
• MPCB (Motor Protection Circuit Breaker) کلید حفاظت الکتروموتور
• VCB (Vacuum Circuit Breaker) کلید خلاء
• SF6 (Sulphur Hexafluoride) Circuit Breaker کلید سولفور هگزافلراید
• Oil Circuit Breaker کلید روغنی

مدارشکن یا کلید مینیاتوری MCB

MCB یا کلید مینیاتوری نوعی کلید یا مدارشکن ولتاژ پایین است. MCB برای کاربری های توان پایین نظیر استفاده های مسکونی و تابلوهای برق کوچک استفاده می شود.

MCB فقط تا 100 A قابل استفاده است. MCB دارای جریان قطع تا 18000 آمپر می باشد.

این روزها MCB های کلاس 3 به دلیل توانایی آنها در حرکت سریع و همچنین اتلاف انرژی حداقلی شان بسیار محبوب هستند.

کلید اتوماتیک کمپکت MCCB

 MCCB کلید اتوماتیک کمپکت یکی از انواع مدارشکن های ولتاژ پایین است. MCCB برای نیازهای برق توان بالا مانند کاربردهای صنعتی یا تجاری بزرگ استفاده می شود.

MCCB را می توان تا جریان 2500 آمپر استفاده کرد. این امر MCCB را برای استفاده در کاربری های بزرگتر امکان پذیر می کند. MCCB دارای جریان قطع تا 200000 آمپر است.

MCCB دارای عملکردهای قطع مختلفی مانند آمپر پیوسته، تاخیر طولانی مدت، دریافت کوتاه مدت، تاخیر زمانی کوتاه، پیکاپ آنی و پیکاپ خطای زمین است. اینها توابع قطع قابل تنظیم هستند، به این معنی که می توانید پارامترهای قطع را مطابق با نیاز خود تنظیم کنید. بنابراین انعطاف پذیری بیشتری را برای طراحی مدار در اختیار کاربر قرار می دهد.

MCCB در قالب یا محفظه یک ماده قالب گیری محصور شده است و به همین دلیل است که به عنوان کلید اتوماتیک کمپکت شناخته می شود.

مدارشکن یا کلید جریان باقیمانده RCCB

کلید جریان باقیمانده RCCB  یک نوع قطع کننده مدار ولتاژ پایین است. RCCB برای محافظت در برابر جریان های خطای نشت زمین استفاده می شود.

RCCB دارای مقدار جریان نامی کمتری است، معمولاً تا 160آمپر. RCCB در برابر شوک الکتریکی حفاظت می کند. این به این دلیل است که نقش RCCB در درجه اول تشخیص نشت زمین و قطع مدار در هنگام شناسایی آن است.

RCCB دارای یک مدار عملگر آزمایشی است برای بررسی اینکه آیا به درستی کار می کند یا خیر.

کلید جریان باقیمانده با اضافه جریان RCBO

RCBO کلید جریان باقیمانده با اضافه جریان. یک نوع قطع کننده مدار ولتاژ پایین است. RCBO برای محافظت در برابر جریان خطای نشتی زمین با جریان بیش از حد نیز استفاده می شود. RCBO دارای حفاظت اضافی در برابر اضافه بار و جریان بیش از حد است.

اساسا عمده این نوع کلیدها از میکروکنترلر در ساختار خود استفاده می کنند. و می توان آن را ترکیبی از MCCB و RCCB در نظر گرفت. به همین دلیل هم مفیدتر از RRCB است. زیرا RCCB در برابر جریان بیش از حد محافظت نمی کند.

برخی از RCBO ها همچنین دارای نشانگرهایی برای نشان دادن هرگونه قطع مدار بدلیل خطای زمین هستند. این ویژگی بسیار مفید است زیرا به سرعت به مهندس در پیدا کردن عیوب کمک می کند.

کلید حفاظت الکتروموتور MPCB

) MPCB مخفف مدارشکن محافظ موتور) نوعی کلید ولتاژ پایین است. MPCB همان عملکرد MCCB را انجام می دهد، اما ویژگی های الکتریکی ویژه ای دارد که به گونه ای کارآمد از موتورها در برابر انواع مختلف خطا محافظت می کند.

همچنین دارای کلید روشن و خاموش برای روشن یا خاموش کردن منبع تغذیه موتور است. لازم به ذکر است که حتی از یک MCCB نیز می توان برای محافظت از موتورها استفاده کرد، اما عملکردهای حفاظتی MCCB در حفاظت موتور در مقایسه با MPCB محدود است.

برخی از خطاهای دیگر که یک MPCB می تواند موتور را از آنها حفاظت کند شامل: قطع فاز، عدم تعادل جریان و خطاهای کمبود ولتاژ محافظت می باشد.

MPCB دارای ویژگی خاص ریست خودکار است. این امکان را به موتور می دهد تا پس از یک بازه زمانی معین که موتور خاموش بوده است کار خود را از سر بگیرد.

MPCB دارای یک نوار دو فلزی (بی متال) قابل تنظیم برای محافظت در برابر اضافه بار است. نوار را می توان بین هر دو مقدار تنظیم شده برای محافظت در برابر اضافه بار تنظیم کرد. MPCB همچنین می تواند الکتروموتور را در برابر خطاهای خط به خط و خطاهای خط به زمین محافظت کند.

کلید خلاء VCB

کلید یا مدار شکن خلاء نوعی کلید برق فشار متوسط است. کلیدهای مدار باید قادر به خاموش کردن قوس ایجاد شده در جریان های زیاد قطع در هنگام قطع توان باشد.

بنابراین، هنگامی که از خلاء برای خاموش کردن قوس استفاده می شود، به آن مدار شکن خلاء می گویند. VCB در ولتاژهای 11kV تا 33KV استفاده می شود. هنگامی که کنتاکت های ثابت و متحرک در هنگام قطع مدار یا شرایط خاموش از یکدیگر جدا می شوند، قوس زیادی ایجاد می شود.

در این مدار شکن، همانطور که قوس در یک محفظه خلاء رخ می دهد، قدرت دی الکتریک خلاء در حین تولید قوس افزایش می یابد.

این به طور خودکار جریان بالای تولید شده را کاهش می دهد یا خنثی می کند. این ویژگی بازیابی دی الکتریک، خفه کن عالی است و می تواند جریان فرکانس بالا را که از ناپایداری قوس بر روی جریان فرکانس خط ایجاد می شود، قطع کند.

کلید هگزافلوراید گوگرد SF6

مدار شکن  SF6 یکی از انواع مدارشکن های ولتاژ متوسط است.

هنگامی که از گاز هگزا فلوراید گوگرد برای خاموش کردن قوس استفاده می شود، آن را قطع کننده مدار SF6 می نامند. این گاز به سرعت قوس را خاموش می کند، زیرا قدرت دی الکتریک بسیار بالایی دارد و به عنوان یک محیط عایق عمل می کند.

هنگامی که کنتاکت های ثابت و متحرک در حین قطع مدار یا شرایط خاموش از یکدیگر جدا می شوند، مقدار زیادی قوس ایجاد می شود.

در این قطع کننده مدار، با ایجاد قوس در محفظه گاز، قدرت دی الکتریک گاز در طول زمان تولید قوس افزایش می یابد. این به طور خودکار جریان بالای تولید شده را کاهش می دهد یا خنثی می کند.

قطع کننده مدار SF6 دارای خاصیت عایق عالی و الکترونگاتیوی بالایی است. در ولتاژهای 33KV تا 800KV استفاده می شود.

مدارشکن روغنی

کلید یا مدار شکن روغنی نوعی کلید برق فشار قوی است. هنگامی که از روغن برای خاموش کردن قوس استفاده می شود، به آن قطع کننده مدار روغنی می گویند. در این نوع کلید برق از روغن استفاده می شود ولی روغن معدنی ارجحیت دارد. از نظر خواص عایقی بهتر از هوا عمل می کند.

کنتاکت متحرک و کنتاکت ثابت در داخل روغن عایق غوطه ور می شوند. هنگامی که قوس ایجاد می شود، روغن تبخیر شده و در گاز هیدروژن تجزیه می شود. در نهایت یک حباب هیدروژن در اطراف قوس ایجاد می کند. این حباب گاز بسیار فشرده در اطراف و قوس از برخورد مجدد قوس پس از رسیدن جریان به صفر در چرخه جلوگیری می کند.

به این ترتیب، برخی از انواع کلی و رایج ترین کلیدهای مدار مورد استفاده را بررسی کردیم.

مرجع:

Industrial Circuit Breakers – Most Common Types – Principle

www.instrumentationtools.com