کلید اتوماتیک کمپکت MCCB

کلید اتوماتیک کمپکت چیست؟

کلید اتوماتیک کمپکت با نام اختصاری MCCB برگرفته از عبارت Molded Case Circuit Breaker، یک نوع بریکر قابل قطع زیر بار است که جهت حفاظت اتصال کوتاه و اضافه بار در موتورها و سیستم روشنایی، صنعتی و مصرف کننده های دیگر استفاده می‌شوند، به عبارت دیگر این کلیدها به منظور حفاظت و قطع کردن مدار در برابر برگشت جریان و یا افت ولتاژ بیش از حد مجاز و کشیده شدن جریان اضافه توسط مصرف کننده (اضافه بار) و اتصال کوتاه مدار به کار می‌روند. کلیدهای اولیه ابعاد و اندازه بزرگتری داشتند و به دلیل فشرده شدن و کوچک شدن به این بریکرها کلید اتوماتیک کمپکت گفته می‌شود.

چون کلید اتوماتیک کمپکت قابل قطع زیر بار است، پس می‌تواند مدار را در حالتی که برق شبکه وصل است، قطع کند. این خاصیت در مدارات فشار متوسط و قوی به عنوان یک مزیت به شمار می‌رود. چون بسیاری از کلیدها جداساز هستند و نمی‌توانند مدار را تحت بار قطع کنند.

تفاوت بین کلیدهای اتوماتیک و غیر اتوماتیک در این است که در کلیدهای اتوماتیک رله های الکترونیکی مختلف جهت تشخیص جریان اضافه بار و اتصال کوتاه و سایر پارامترها وجود دارد، مانند کلید اتوماتیک هوایی، اما کلیدهای غیر اتوماتیک صرفا جهت قطع و وصل مدار است و فاقد رله الکترونیک است.

کلیدهای اتوماتیک کمپکت که به آن کلید اتوماتیک می‌گویند، به صورت دسته بندی های زیر و با حفاظت های اضافه بار، اتصال کوتاه و نشتی جریان زمین تقسیم می‌شوند:

• کلید اتوماتیک کمپکت غیر قابل تنظیم (فیکس یا Fix):

کلیدهای اتوماتیک فیکس از لحاظ رنج جریان قابل حفاظت غیر قابل تنظیم هستند.

• کلید اتوماتیک کمپکت قابل تنظیم (Adjustable):

که این نوع کلید نیز به دو دسته کلید اتوماتیک کمپکت قابل تنظیم حرارتی - مغناطیسی و کلید اتوماتیک کمپکت قابل تنظیم الکترونیکی تقسیم می‌شود. در نوع کلیدهای اتوماتیک قابل تنظیم، امکان تنظیم جریان از 0.6 یا 0.8 تا 1 برابر جریان بار کامل وجود دارد.

جهت حفاظت تابلو در برابر آتش سوزی و به منظور بالا بردن امنیت تجهیزات داخل تابلو برق از کلیدهای اتوماتیک کمپکت استفاده می‌گردد. کلیدهای اتوماتیک کمپکت از رنج 16 الی 1600 آمپر ساخته می‌شوند. کلیدهای اتوماتیک در انواع تک پل، دو پل، سه پل و چهار پل تولید می‌شوند. کلیدهای اتوماتیک کمپکت از عمر بسیار بالاتر و قدرت قطع بالاتری نسبت به کلیدهای مینیاتوری و کلیدهای حرارتی برخوردار هستند. قدرت قطع کلیدهای اتوماتیک کمپکت از 16 تا 150 کیلو آمپر است.

کلیدهای اتوماتیک کمپکت در اکثر تابلوهای برق به خصوص در قسمت ورودی مدار استفاده می‌شوند، این کلیدها به محض قطع شدن در اثر اضافه بار یا اتصال کوتاه در رنج مجاز و یا هر عامل خطای دیگر، می‌توانند بلافاصله جهت استفاده مجدد راه اندازی شوند فقط به شرطی که جریان اتصال کوتاه در محدوده قابل تحمل کلید باشد.

در کلیدهای اتوماتیک چند پارامتر حائز اهمیت می‌باشند. برخی از این پارامترها به قرار ذیل می‌باشند:

• Ics یا جریان نامی قطع اتصال کوتاه: بیشترین مقدار جریان اتصال کوتاهی است که کلید می‌تواند به دفعات بدون اینکه نیاز به تعمیر داشته باشد، آن را تحمل کند.
• Icu یا جریان نامی قطع اتصال کوتاه نهایی: بیشترین مقدار جریان اتصال کوتاهی است که کلید می‌تواند تنها یک بار بدون اینکه آسیب ببیند، آن را تحمل و قطع کند و برای دفعات بعدی نیاز به تعمیر، سرویس و یا تعویض است.
• In یا Ie یا جریان نامی پیوسته عملیاتی کلید: جریان نامی کلید مشخص کننده مقدار جریانی ست که کلید در شرایط از پیش تعیین شده، بدون آسیب دیدن، تحت آن جریان به طور مداوم کار خواهد کرد.
• Im یا جریان اتصال کوتاه کلید: این مقدار برای کلید‌های اتوماتیک با رله مغناطیسی از ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی کلید قابل تنظیم است. به این جریان، آستانه حفاظت در برابر اتصال کوتاه نیز می‌گویند.
• Ir یا جریان بار تنظیمی (جریان تنظیمی کلید): این پارامتر برای کلید‌های اتومات با رله حرارتی یا همان رله اضافه بار قابل تنظیم است. مقدار این جریان ضربدر جریان نامی، جریان خروجی مدار را به ما می‌دهد.
• Iu یا شدت جریان قابل تحمل کنتاکت کلید: جریانی است که تجهیز به طور مداوم می‌تواند آن را بدون نیاز به قطع کردن، تحمل کند.
• Icm یا جریان نامی وصل اتصال کوتاه: مقدار جریان اتصال کوتاهی است که در صورت وجود آن، می‌توانیم کلید را وصل کنیم.
• Isd یا جریان قطع اتصال کوتاه در مدت کوتاه (جریان مجاز لحظه ای): این جریان 1.5 برابر جریان بار تنظیمی (Ir) است. مقدار جریان اتصال کوتاهی است که در صورت عبور آن از کلید، با تاخیر زمانی مشخص مدار، کلید مدار را قطع می‌کند. در این تاخیر زمانی مشخص، تجهیزات حفاظتی پایین دست، می‌توانند بخشی از مدار را که دچار اتصال کوتاه شده است، بدون عمل کردن کلید بالادست، قطع کنند.
• Ith یا جریان گرمائی قراردادی: حداکثر جریانی است که بریکر در سیکل کاری ۸ ساعته می‌تواند تحمل کند.
• Icw: حداکثر جریان نامی قابل تنظیم قابل تحمل کوتاه کلید قدرت
• Ig: جریان حفاظت خطای زمین
• Ue یا ولتاژ عملکرد یا ولتاژ بهره برداری یا ولتاژ سرویس: ماکزیمم ولتاژ بین فازهای ورودی. مثلا در فشار ضعیف این ولتاژ 400 ولت است.
• Un: حد بالای ولتاژ سیستم است که در فشار ضعیف 690ولت است.که تحت عنوان Un بیان میشود.
• Uimp: مقدار ولتاژ پیک ضربه ای است که برابر ولتاژ ماکزیمم پیک است این ولتاژ تحت عنوان Uimp بیان میشود.
• Tsd: مدت زمان مجاز عبور جریان Isd از کلید
• Tm: مدت زمان مجاز عبور جریان Im از کلید
• Tr:  مدت زمان مجاز عبور جریان Ir از کلید
• Tg: تاخیر زمانی قطع خطای زمین

شناسایی پارامترهای فوق، در تفهیم علائم نوشته شده روی پلاک کلید (License Plate) برای انتخاب یک کلید مناسب به ما کمک می‌کند.

کلیدهای اتوماتیک کمپکت به همراه لوازم جانبی از قبیل کنتاکت کمکی، رله شنت، رله آندر ولتاژ، کنتاکت تریپ، موتور و غیره در مدارات به کار می‌روند.

کلیدهای اتوماتیک کمپکت قابلیت نصب موتور جهت اتوماتیک کردن قطع و وصل کلید از راه دور را دارند. هم چنین بر روی این کلیدها امکان نصب و قرار دادن کنتاکت کمکی، کنتاکت خطا، رله ی آندر ولتاژ و رله ی شنت جهت برآورده کردن نیازهای مختلف مدار وجود دارد. بر روی این کلیدها یک شستی قرار دارد که سه نوع وضعیت وصل، قطع و تریپ بر روی آن نمایش داده شده است. یک دکمه ی کوچک بر روی کلید است که در هنگامی که کلید در حالت وصل قرار دارد با فشار دادن این دکمه کلید به حالت تریپ می‌رود. حداکثر ظرفیت جریان اتصال کوتاه این کلید تا 150 کیلوآمپر است.

ساختمان داخل کلیدهای اتوماتیک کمپکت

1. بدنه یا قاب کلید: بدنه یک کلید از محفظه عایقی تشکیل شده است که اجزای مختلف کلید را در بر می‌گیرد. معمولا پلاک اطلاعات(Name Plate) و سایر مشخصات کلید روی آن قرار داده شده است.
2. کنتاکت های کلید: اجزا و قطعاتی از کلید هستند که با باز و بسته شدن خود، عمل قطع و وصل جریان در مدار را انجام می‌دهند.
3. جرقه گیر: به محض جدا شدن کنتاکت ها از هم، اختلاف پتانسیل بین کنتاکت ها، باعث یونیزه شدن هوای اطراف کنتاکت ها می‌شود. این هوای یونیزه شده، مسیر جهت دار مناسبی را برای عبور جریان برای یک بازه زمانی فراهم می‌کند؛ که این جریان ایجاد شده باعث تولید و ایجاد جرقه بین کنتاکت ها می‌شود. این شرایط تا دور شدن و ایجاد فاصله کافی بین کنتاکت ها ادامه یافته؛ تا حدی که فاصله بین آنها آنقدر زیاد شود تا از فضای ایجاد شده جرقه بزرگتر شود و به این صورت جرقه خاموش شود. اگر به هر دلیلی، جرقه برای مدت زیادی خاموش نشده و باقی بماند، باعث تولید حرارت زیادی می‌شود که می‌تواند موجب سوختن و آسیب به کنتاکت ها شود. هم چنین این حرارت شدید، فشار گاز زیادی ایجاد می‌کند که گاهی ممکن است باعث انفجار کلید شود. بنابراین جرقه باید در کوتاه ترین زمان ممکن خاموش شود. برای این کار از واحدی به نام جرقه گیر استفاده می‌شود. جرقه گیر از چند صفحه U شکل تشکیل شده است که اطراف کنتاکت قرار می‌گیرند. زمانی که کنتاکت ها از هم جدا می‌شوند، جرقه به دلیل انتخاب کوتاه ترین مسیر در هوا، از بین صفحات جرقه گیر عبور می‌کند، چون می‌دانیم جریان (جرقه) کم مقاومت ترین مسیر برای عبور را انتخاب می‌کند. این شرایط باعث تقسیم جرقه به جرقه های کوچکتر در بین صفحات شده و سرعت خاموش شدن جرقه را افزایش می‌دهد.
4. مکانیزم قطع و وصل کننده کلید: این مکانیزم وظیفه قطع و وصل کلید را بر عهده دارد. زمانی که کلید را از وضعیت قطع (OFF) به وضعیت وصل (ON) می‌بریم، فنر با اعمال نیرو به اهرم های مکانیزم باعث بسته شدن کنتاکت ها می‌شود. در موقع قطع کلید، این نیروی ذخیره شده برای اعمال فشار بر روی بازوی عمل کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد و باعث باز شدن کنتاکت ها می‌شود.
5. واحد تریپ: این قسمت از کلید در حقیقت بخش هوشمند کلید را تشکیل می‌دهد؛ که به شکل دستی و یا اتوماتیک دستور تریپ یا قطع کلید را صادر می‌کند. این قسمت از کلید از رله های مختلفی مانند رله های حرارتی یا الکترومغناطیسی برای تشخیص خطا استفاده می‌کند. این واحد به واحد قطع و وصل مرتبط است.

مزیت های کلید اتوماتیک کمپکت در مقایسه با کلید مینیاتوری

1. رنج جریان نامی قابل تحمل برای کلیدهای اتوماتیک، بسیار بالاتر از رنج جریانی کلیدهای مینیاتوری است. همین موضوع سبب می‌شود که تحمل آرک نیز در کلیدهای اتوماتیک بالاتر از کلیدهای مینیاتوری باشد.
2. قدرت قطع کلیدهای اتوماتیک به نسبت کلیدهای مینیاتوری بسیار بالاتر بوده و همین محدودیت قدرت قطع در کلیدهای مینیاتوری، استفاده از آنها را برای بارهایی که نیاز به قدرت قطع بالاتری دارند (اغلبا بارهای غیر اهمی مانند موتورها) محدود خواهد کرد. کلیدهای مینیاتوری قدرت قطع اتصال کوتاه را تا ماکزیمم 16 کیلوآمپر دارند.
3. امکان روشن و خاموش آن از راه دور و هم چنین کنترل خودکار آن وجود دارد.
4. امکان وصل مجدد خودکار کلید اتوماتیک با قابلیت نصب موتور روی آن وجود دارد.
5. به علت رنج جریانی و تحمل جریان بالاتر از کلید مینیاتوری، در مصارف صنعتی و تجاری به کار می‌رود، این در حالی است که کلید مینیاتوری، غالبا برای مصارف صنعتی، روشنایی، سیم کشی و ... به کار می‌رود.
6. کلیدهای اتوماتیک به علت دارا بودن منحنی قطع قابل تنظیم، حفاظت دقیق تری نسبت به کلیدهای مینیاتوری دارند.
7. غالب حفاظت کلیدهای مینیاتوری، حفاظت مغناطیسی برای بار است. حفاظت حرارتی نیز برای آنها وجود دارد، منتها به علت غیر قابل تنظیم بودن و عملکرد آنها در یک بازه ثابت و آن هم غیردقیق، قابل اعتماد برای حفاظت از بارهای حساس نیستند و تنها برای بارهای بسیار کوچک قابل استفاده می‌باشند.
8. وسعت و قابلیت نصب تجهیزات جانبی کلیدهای اتوماتیک به مراتب بیشتر از کلیدهای مینیاتوری است؛ این خصوصیت سبب می‌شود که کلیدهای اتوماتیک رنج وسیع تری از حفاظت‌ها و نظارت‌ها را برای بار فراهم کنند.
9. یکی از قابلیت های بسیار مهم و کاربردی کلیدهای اتوماتیک، سه حالته بودن سوئیچ آنهاست، به این شکل که در صورت بروز خطا در کلید اتوماتیک، کلید به جای قرار گرفتن در حالت قطع کامل، در حالت خطا قرار می‌گیرد و این خصوصیت امکان مشاهده تفاوت بین حالت خطا و حالت قطع مدار را به ما خواهد داد. در صورتی که کلیدهای مینیاتوری تنها دارای دو حالت عملکرد باز و بسته می‌باشند.
10. در تابلو برق هایی که خروجی آنها باید به یک تابلوی توزیع کوچکتر وصل شود، استفاده از کلید اتوماتیک طبق استانداردهای موجود، الزامی است. این در حالی است که استفاده از کلید مینیاتوری تنها به عنوان حفاظت ورودی برای تابلوهای کوچک مجاز است.
11. تعداد دفعات قطع و وصل بار در کلیدهای اتوماتیک بسیار بیشتر از کلیدهای مینیاتوری است.

خصوصیات کلیدهای کمپکت

1. رنج جریان 16 الی 1600 آمپر
2. حداکثر ولتاژ قابل تحمل 690 ولت
3. حداکث ظرفیت قطع در اتصال کوتاه از 25 الی 200 کیلو آمپر در ولتاژ 415 ولت
4. یک و دو و سه و چهار پل
5. عایق بسیار قوی
6. دارا بودن بالاترین ظریب اطمینان در حفاظت مغناطیسی
7. اندازه گیری فاکتورهای مختلف الکتریکی