MCB

MCB

کلید مینیاتوری چیست ؟

فیوز مینیاتوری یا کلید مینیاتوری (MCB) که مخفف Miniature Circuit Breaker است یکی از انواع کلیدهای فشار ضعیف است که از مدار و تجهیزات الکتریکی در برابر اتصال کوتاه و جریان غیرمجاز محافظت می کند.

یکی از پرکاربردترین کلیدهای حفاظتی در مدارهای الکتریکی صنایع و ساختمان ها کلید مینیاتوری است. دو نوع مشخصه یا حفاظت اصلی در این کلید مطرح است که یکی از آنها حفاظت مدار در برابر اتصال کوتاه و دیگری حفاظت مدار در برابر اضافه جریان الکتریکی است.

تعاریف جریان مجاز و اتصال کوتاه 

جریان اتصال کوتاه به جریانی گفته می شود که در اثر خطاهای موجود در مدار مانند اتصال یک فاز به زمین ، اتصال دو فاز به یکدیگر و… اتفاق می افتد. کلید مینیاتوری قادر است در کسری از ثانیه این خطا را رفع و مدار را در برابر آسیب های ناشی از آن محافظت کند.

جریان نامی به حداکثر جریانی گفته می شود که یک تجهیز الکتریکی در هنگام کار از شبکه می کشد که اگر جریان کشیده از شبکه  بیش از جریان نامی تجهیز باشد، اصطلاحا مدار دچار اضافه جریان (اضافه بار) شده و این امر باعث داغ شدن سیم کشی و تجهیز الکتریکی و در نهایت آسیب به مدار می شود. 

کلید مینیاتوری و کاربرد آن در مدار 

کلید مینیاتوری اشنایدر در اصل نوعی کلید خودکار است که هر دو مشخصه قطع کنندگی زیر بار و مجزا کنندگی را دارد و وظیفۀ آن قطع مدار در زمان اتصال کوتاه یا اضافه بار می باشد. کلید مینیاتوری از سه قسمت رله مغناطیسی برای حفاظت اتصال کوتاه، رله حرارتی یا رله بی متال برای حفاظت اضافه بار و مجزا کننده تشکیل شده است. این کلید از دو قسمت مغناطیسی (جریان زیاد در مدت زمان کم) و حرارتی (افزایش تدریجی جریان) تشکیل شده است.

 ساختار و اجزای داخلی کلید مینیاتوری اشنایدر

  

  1. اهرم قطع و وصل : این مکانیزم برای قطع و وصل دستی کلید مینیاتوری در مدار و همچنین برای وصل مجدد این کلید بعد از اعلام خطا و قطع شدن کلید می باشد.
  2. بازوی متحرک : این مکانیزم جهت انتقال نیرو به کنتاکت های اصلی برای وصل کلید مینیاتوری استفاده می شود.
  3. کنتاکت های ثابت و متحرک اصلی :  با وصل کلید کنتاکت متحرک به سمت کنتاکت ثابت حرکت کرده و اتصال الکتریکی و مکانیکی بین هر دو کنتاکت برقرار شده و باعث عبور جریان می شود.
  4. ترمینال های قدرت : ترمینال های ورودی و خروجی کلید مینیاتوری هستند که سیم مناسب جهت عبور جریان به آنها وارد می شود.
  5. فلز حرارتی ( بی متال ) : بی متال یا رله حرارتی در مینیاتوری معمولا از دو فلز با ضرایب حرارتی متفاوت تشکیل شده است که در اثر عبور جریان از آنها فلز با ضریب حرارتی بالاتر منبسط شده و باعث خم شدن فلز دیگر می شود و این امر باعث قطع کلید مینیاتوری می گردد. بی متال یا رله اضافه بار هنگامی که کلید میناتوری دچار اضافه جریان یا اضافه بار می گردد کلید را قطع و مدار را در برابر اضافه جریان حفاظت می کند.
  6. پیچ کالیبراسیون : جهت تنظیم محدوده عملکرد کلید مینیاتوری است که معمولا توسط کارخانه سازنده تنظیم و قفل می شود.
  7. سیم پیچ مغناطیسی قطع : این سیم پیچ با توجه به تیپ حفاظتی کلید مینیاتوری می تواند جریان های تا چند برابر جریان نامی را از طریق میدان مغناطیسی در لحظه قطع کند. در واقع این سیم پیچ حفاظت مدار را در برابر اتصال کوتاه تامین می کند که یکی از مهم ترین مشخصه های کلیدهای مینیاتوری است.
  8. جرقه گیر : این قسمت از صفحات فلزی موازی هم تشکیل شده است که توسط لایه های عایق از هم جدا شده اند و در زمان قطع با تقسیم جرقه به جرقه های کوچک، از ایجاد جرقه های خطرناک و گرمای زیاد جلوگیری می کند. کلیدهای مینیاتوری جریان مستقیم (DC) علاوه بر داشتن سیم پیچ طبیعی دارای رله مخصوص جهت کار در جریان مستقیم می باشد، بنابراین می توان از کلیدهای مینیاتوری DC در مدار AC نیز استفاده کرد.
  9. محفظه نگه دارنده : کلیۀ قسمت های کلید مینیاتوری در داخل محفظه ای قرار می گیرد که باید از مواد عایق با حداقل ولتاژ ۲۵۰۰ ولت و غیرقابل اشتعال با مقاومت حرارتی نزدیک ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد باشد. مواد عایق به طور معمول از باکالیت، ملامین یا نوع خاصی از پلی آمید الیافدار ساخته می شوند.

 

 مشخصه های اصلی کلید مینیاتوری 

 

یکی از معیارهای مهم در انتخاب و خرید کلید مینیاتوری توجه به مشخصه ها و پارامترهای آن است. 

ولتاژ نامی : یکی از مهم ترین مشخصه های کلید مینیاتوری ولتاژ نامی آن می باشد که بر اساس ولتاژ شبکه بالادستی تعیین می گردد. مثلا در برق جریان متناوب (AC) ایران برای کلیدهای تکفاز ولتاژ نامی 230 ولت جریان متناوب (AC) و برای کلیدهای سه فاز ولتاژ نامی 400 ولت جریان متناوب (AC) باید انتخاب گردد.

جریان نامی : کلیدهای مینیاتوری از نظر نوع جریان به دو دسته جریان مستقیم (DC) و جریان متناوب (AC) تقسیم می شوند. و از نظر محدوده جریان معمولا در محدوده ای با استانداردهای 2 تا 63 آمپر تقسیم بندی می شوند.که این جریان با توجه به نوع و توان بار مصرفی تعیین می گردد. لازم به ذکر است که کلیدهای مینیاتوری در محدوده جریان های بالاتر نیز تولید می شوند که با توجه به آمپراژ بالای بار معمولا از کلیدهای اتوماتیک کمپکت برای حفاظت در مدار به جای کلید مینیاتوری استفاده می شود. 

قدرت قطع اتصال کوتاه : از جمله مشخصات مهم کلید مینیاتوری اشنایدر قدرت قطع اتصال کوتاه آن است. قدرت قطع کلید به معنای میزان توانایی کلید در قطع جریان اتصال کوتاه عبوری از مدار می باشد. کلیدهای مینیاتوری دارای قدرت های قطع 3 تا 15 کیلو آمپر است. که عمدتا کلیدهای مینیاتوری در قدرت های قطع اتصال کوتاه 6 و  10 کیلوآمپر استفاده می شوند.و برای حفاظت سیستم هایی که قدرت قطع اتصال کوتاه بالاتری نیاز دارند باید از کلیدهای اتوماتیک کمپکت استفاده گردد.

ولتاژ ضربه ای : مقدار پیک ولتاژ ضربه ای که کلید بدون خراب شدن و آسیب دیدن می تواند تحمل کند.در کلیدهای اشنایدر این مشخصه معمولا در محدوده 4 تا 8 کیلوولت است.

انواع کلید مینیاتوری بر اساس تعداد پل ها (ورودی و خروجی)

کلیدهای مینیاتوری از نظر تعداد ورودی خروجی به کلیدهای تک پل ، دو پل ، سه پل و چهار پل تقسیم می شوند که کلیدهای تک پل و سه پل برای قطع فازها و کلیدهای دوپل و چهارپل برای قطع فازها و نول استفاده می شوند. که در حالت دوپل ( قطع یک فاز و نول ) و در حالت چهارپل (قطع سه فاز و نول ) را انجام می دهد. در کلیدهای مینیاتوری که با مکانیزم قطع نول همراه است در زمان وصل ، پل نول قبل از فاز وصل می شود و در زمان قطع ، ابتدا فاز و با تاخیری نول را قطع می کند تا سیستم و تجهیزات به دلیل قطع نول دچار مشکل نشوند و به اصطلاح سیستم دچار فاز برگشتی نشود. 

کلیدهای دوپل و چهارپل دو نوع عملکرد متفاوت دارند. برخی کلیدهای دوپل یا چهار پل در پل نول فقط قطع و وصل نول را انجام می دهند و در نوع دیگر حفاظت های اتصال کوتاه و اضافه جریان نیز در پل نول وجود دارد.

  1. کلید مینیاتوری تک پل (1P)

 

 2-کلید مینیاتوری دو پل (2P)

 

3-کلید مینیاتوری سه پل (3P)

 

4-کلید مینیاتوری چهارپل (4P)

 

شماتیک مداری کلیدهای مینیاتوری 

شماتیک و سمبل مداری کلیدهای مینیاتوری به صورت زیر است :

 

این شماتیک ها معمولا روی کلید مینیاتوری نشان داده می شود تا مشخصه قطع و وصل ، نوع حفاظت و تعداد پل های کلید را میتوان از طریق این شماتیک ها تشخیص داد.

طبق شماتیک مداری بالا برای کلیدهای مینیاتوری کلید نوع SPN و TPN دارای پل نول برای قطع و وصل آن است و در نوع DP و 4P دارای پل نول با حفاظت کامل است. 

انواع کلید مینیاتوری بر اساس تیپ حفاظتی (Curve Code)

کلیدهای مینیاتوری بر اساس تیپ حفاظتی و زمان عملکرد آن به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند.

کلیدهای تندکار بر اساس زمان عملکرد محدوده قطع جریان کمتری دارند که بعد از احساس اضافه جریان به سرعت کلید قطع شده و مدار را در برابر اضافه جریان حفاظت می کند. طبیعتا کلیدهای کندکار نیز با سرعت کمتری مدار را قطع میکنند.

کلید مینیاتوری تیپ B (تندکار)

این مینیاتوری ها به سرعت مدار را در اضافه بار یا اضافه جریان قطع می کنند. محدوده عملکرد این کلیدهای مینیاتوری تندکار تیپ B بین 3 تا 5 برابر جریان نامی است یعنی وقتی اضافه جریان این کلیدها بین 3 تا 5 برابر جریان نامی برسد در مدت زمانی معینی مدار را قطع میکند. به این تیپ کلید مینیاتوری تیپ روشنایی هم گفته می شود به این دلیل که عمدتا در مدارات روشنایی مورد استفاده قرار می گیرند.

کلید مینیاتوری تیپ C (کندکار)

از این تیپ کیلدهای مینیاتوری برای مصارف خانگی و موتوری مانند موتورهای القایی و موتورهای با توان کم و جریان های راه اندازی پایین و هم چنین بارهای با ضریب اشباع پایین مثل موتور کولر گازی یا پمپ های آب خانگی به کار می روند. این کلیدها نیز مدار را در جریان های اضافه بار بین 5 تا 10 برابر جریان نامی قطع می کنند و محدوده قطع جریان در این تیپ کلید مینیاتوری نسبت به تیپ B بیشتر است. به این تیپ از کلید مینیاتوری، تیپ موتوری نیز می گویند. هم چنین از این تیپ کلیدها برای حفاظت پریزها در ساختمان های مسکونی نیز استفاده می گردد.

یکی از دلایلی که از این تیپ کلید مینیاتوری برای راه اندازی موتورهای توان پایین استفاده می گردد اینست که الکتروموتورها در هنگام راه اندازی جریانی بین 5 تا 7 برابر جریان نامی از شبکه می کشند به عنوان مثال اگر برای راه اندازی یک فن از مینیاتوری تیپ B استفاده کنیم چون مشخصه این کلید محدوده قطع جریانی در حدود 3 تا 5  برابر جریان نامی دارد به الکتروموتور اجازه راه اندازی نداده و قبل رسیدن الکتورموتور به سرعت نامی مدار را قطع می کند. در صورتی که کلید مینیاتوری تیپ C در محدوده قطع جریان مناسبی برای راه اندازی الکتورموتورها قرار دارد و کلید مناسبی برای این کار است.

کلید مینیاتوری تیپ D 

از این تیپ کلیدهای مینیاتوری برای بارهای با ضریب اشباع بالاتر مانند ترانسفورماتورها، دستگاه های X-Ray در بیمارستان ها و یا دستگاه های جوش، از کلیدهای مینیاتوری تیپ D استفاده می گردد. جریان قطع اضافه بار لحظه ای در این کلیدها بین 10 تا 20 برابر جریان نامی است. محدوده قطع جریان در این تیپ کلیدها از همه تیپ ها بیشتر است. به این تیپ از کلید مینیاتوری، تیپ ترانسفورماتوری یا ترانسفورمری نیز می گویند.

کلید مینیاتوری تیپ K

از این تیپ کلیدهای مینیاتوری برای حفاظت در مدارات قدرت ترانس ها و الکتروموتورها به کار می رود. این نوع کلیدهای مینیاتوری نسبت به اضافه بار یا اضافه جریان در مقایسه با تیپ D حساسیت بیشتری دارند و در صورت بیشتر شدن جریان از 8 تا 12 برابر جریان نامی به سرعت کلید عمل کرده و مدار را قطع می کند. این کلیدها برای موتورهای زیر بار، هم چنین برای مدارات سلفی و بارهای موتوری با جریان هجومی بالا مطلوب هستند. در اتصال کوتاه منحنی قطع آن بین تیپ های D و C است. به این تیپ از کلید مینیاتوری، تیپ قدرت نیز می گویند.

کلید مینیاتوری تیپ Z

این تیپ، حساس ترین تیپ از خانواده کلیدهای مینیاتوری می باشد، حساسیت این نوع کلید از سایر تیپ ها بیشتر است و در حالتی  که جریان عبوری بین 2 تا 3 برابر بیشتر از جریان نامی باشد، در سریع ترین زمان جریان اتصال کوتاه و جریان اضافه بار را قطع می کند. به دلیل اینکه این کلیدها جریان های نشتی ضعیف را نیز حس می کنند، معمولا از این کلیدها در مدارهای ارزشمند و با حساسیت بالا و هم چنین جهت حفاظت  مدارات PLC و بردهای الکترونیکی حساس استفاده می شود.

کلیدهای مینیاتوری اشنایدر الکتریک با آخرین تکنولوژی های روز دنیا در گروه های مختلف ساخته شده است.از انواع کلید مینیاتوری اشنایدر میتوان به سری های Easy9 و Acti9 اشاره کرد که سری Easy9 برای کاربری های مسکونی و ساده تر با قدرت قطع های اتصال کوتاه تا 10 کیلو آمپر و سری Acti9 برای کاربری های سنگین و صنعتی در سطح ولتاژهای مختلف و قدرت های قطع اتصال کوتاه متفاوت اشاره کرد.

 

نمودار محدوده قطع کلیدهای مینیاتوری

 

خلاصه مقاله برای توضیحات اینستاگرام 

فیوز مینیاتوری یا کلید مینیاتوری (MCB) که مخفف Miniature Circuit Breaker است یکی از انواع کلیدهای فشار ضعیف است که از مدار و تجهیزات الکتریکی در برابر اتصال کوتاه و جریان غیرمجاز محافظت می کند.

یکی از پرکاربردترین کلیدهای حفاظتی در مدارهای الکتریکی صنایع و ساختمان ها کلید مینیاتوری است. دو نوع مشخصه یا حفاظت اصلی در این کلید مطرح است که یکی از آنها حفاظت مدار در برابر اتصال کوتاه و دیگری حفاظت مدار در برابر اضافه جریان الکتریکی است.

کلیدهای مینیاتوری بر اساس تیپ حفاظتی و زمان عملکرد آن به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند.کلیدهای تیپ B ، C ، D ، K و Z از انواع کلیدهای مینیاتوری هستند که هرکدام نمودار قطع جریان و زمان عملکرد متفاوتی نسبت به یکدیگر دارند. در این دسته بندی کلیدهای مینیاتوری تیپ B و C بیشترین کاربرد را در مدارات الکتریکی دارند. معمولا از کلیدهای تیپ B در مدارات روشنایی و از کلیدهای تیپ C برای راه اندازی الکترو موتورهای توان پایین پایین و همچنین مدارات تغذیه کننده پریزها استفاده می شود. 

یکی از تقسیم بندی های دیگر کلیدهای مینیاتوری تقسیم بندی آنها بر اساس تعداد پل های آن است که در این تقسیم بندی کلیدهای مینیاتوری به کلیدهای تک پل ، دو پل ، سه پل و چهارپل تقسیم بندی شده که با توجه به تعداد فازهای تغذیه مدار ( تکفاز یا سه فاز ) تعیین می شوند. همچنین کلیدهای دوپل و چهارپل علاوه بر قطع فازها ، یک پل برای قطع و وصل نول نیز دارند.

در انتخاب کلیدهای مینیاتوری باید به مشخصه هایی مثل : تعداد پل ، تیپ حفاظتی ، جریان نامی مدار تغذیه کننده ، ولتاژ نامی شبکه و همچنین قدرت قطع اتصال کوتاه کلید دقت کرد.