کلید مینیاتوری چیست؟

 

بررسی انواع کلید مینیاتوری بر اساس تیپ (کلاس) عملکرد

برای این که بتوانیم بهترین انتخاب را برای سیستم برق کشی ساختمان یا کارگاه خود داشته باشیم، باید بدانیم که کلید های مینیاتوری (MCB) در انواع مختلفی تولید می‌شوند. این دسته بندی به طور مستقیم بر اساس منحنی قطع یا همان سرعت واکنش کلید در برابر جریان اضافه بار انجام می‌گیرد. در مهندسی برق، این تیپ ها نشان دهنده میزان تحمل کلید در برابر جریان های هجومی و لحظه ای هستند. در ادامه به معرفی کاربردی ترین کلاس های این قطعه مهم می‌پردازیم.

کلید مینیاتوری تیپ B (تند کار – مناسب روشنایی خانگی)

کلید مینیاتوری تیپ B که در بازار اصطلاحا به آن کلید تند کار نیز می‌گویند، به طور ویژه برای مصارف خانگی و سیستم های روشنایی طراحی شده است. این نوع کلید ها به محض این که جریان عبوری از مدار بین تا برابر جریان نامی دستگاه شود، به سرعت وارد عمل شده و مدار را قطع می‌کنند.

کاربرد اصلی آن ها در مدار هایی است که نوسان یا شوک برقی اولیه بالایی ندارند. به عنوان مثال، لامپ های ساختمان، مدار های پریز معمولی و تجهیزات الکترونیکی حساس خانگی بهترین موارد استفاده برای این کلاس محسوب می‌شوند. سرعت بسیار بالای قطع در تیپ B باعث می‌شود تا لوازم خانگی شما در برابر اتصالی های ناگهانی کاملا ایمن بمانند و آسیبی نبینند.

کلید مینیاتوری تیپ C (کند کار – مناسب مصارف موتوری و صنعتی)

اگر در شبکه برق خود تجهیزاتی دارید که دارای موتور الکتریکی هستند، کلید مینیاتوری تیپ C بهترین گزینه برای شما خواهد بود. این کلید ها که در میان تکنسین ها به کلید های کند کار معروف هستند، تحمل بسیار بیشتری در برابر جریان های راه اندازی دارند. یک کلید تیپ C تنها زمانی مدار را قطع می‌کند که جریان عبوری بین تا برابر جریان نامی دستگاه برسد.

دلیل این تاخیر کوتاه در قطع مدار چیست؟ دستگاه هایی مانند کولر گازی، پمپ آب خانگی، یخچال ها و موتور های صنعتی کوچک در لحظه استارت اولیه (روشن شدن) جریان بسیار بالایی را از شبکه برق می‌کشند. اگر برای این دستگاه ها از کلید تند کار استفاده کنیم، کلید به اشتباه این جریان راه اندازی طبیعی را به عنوان اتصالی تشخیص می‌دهد و بلافاصله برق را قطع می‌کند. اما کلید تیپ C این زمان کوتاه را تحمل می‌کند تا موتور به دور نامی و حالت پایدار خود برسد.

کلید مینیاتوری تیپ D, K و Z (کاربرد های فوق صنعتی و حساس)

علاوه بر مصارف خانگی و نیمه صنعتی، در کارخانه ها و صنایع بزرگ به کلید های بسیار تخصصی تری نیاز داریم. این سه کلاس برای شرایط خاص و محیط های صنعتی طراحی شده‌اند:

• کلید مینیاتوری تیپ D: این مدل برای دستگاه هایی ساخته شده است که جریان راه اندازی فوق العاده بالایی دارند. دستگاه های جوشکاری بزرگ، ترانسفورماتور های صنعتی، دستگاه های اشعه ایکس و موتور های سنگین از این کلید ها استفاده می‌کنند. نقطه قطع این کلید ها بین تا برابر جریان نامی است تا مانع از قطعی های بی مورد در کارخانه ها شوند.
• کلید مینیاتوری تیپ K: این تیپ که به کلید های قدرت نیز شناخته می‌شوند، در مدار های قدرت و موتور های خاص کاربرد فراوانی دارند. تفاوت اصلی آن ها با سایر مدل ها در منحنی قطع دقیق تر آن ها در برابر اضافه بار است. در صورت بروز مشکل در موتور، این کلید ها با سرعت عمل بالا تری نسبت به تیپ D مدار را قطع می‌کنند.
• کلید مینیاتوری تیپ Z: این کلاس، حساس ترین نوع کلید مینیاتوری موجود در بازار است. کلید های تیپ Z انحصارا برای محافظت از بورد های الکترونیکی بسیار حساس، مدار های نیمه هادی و سیستم های پی ال سی (PLC) طراحی شده‌اند. این کلید ها در کم ترین زمان ممکن و در جریان های اتصال کوتاه بسیار پایین (بین تا برابر جریان نامی) مدار را قطع می‌کنند تا هیچ گونه آسیبی به قطعات گران قیمت و ظریف الکترونیکی وارد نشود.

ساختار کلید مینیاتوری

• بدنه: بدنهٔ اجزای داخلی کلید مینیاتوری را در خود نگه‌داشته و باعث حفاظت و مصون ماندن آن‌ها از گردوغبار می‌شود. مواد سازندهٔ بدنه‌ها از جنس سرامیک و پلاستیک هستند تا عایق باشند.
• اتصالات: که شامل دو اتصال ثابت و متحرک است.
• اهرم: که وسیلهٔ خاموش و روشن کردن MBC ها هستند.
• ضامن مکانیکی: برای سر پا نگه‌داشتن اتصالات زیر کشش فنر تعبیه‌شده‌اند که کشش فنر هنگام روشن بودن کلید به وجود می‌آید.
• بی متال: بی متال با سنجش جریان و تشخیص اجریان اضافه، حفاظت هنگام وجود اضافه‌بار را به عهده دارد.
• مگنت: مگنت‌ها باعث حفاظت سریع در مقابل اتصال کوتاه می‌شوند و این وظیفه را به‌وسیلهٔ آزاد کردن ضامن مکانیکی انجام می‌دهند. هنگامی‌که جریان عبوری از سیم‌پیچ بیش از یک مقدار معین (تقریباً بیشتر از 8 برابر جریان نامی) شود، مگنت شروع به فعالیت می‌کند. لازم به ذکر است که مگنت در حالت اضافه‌بار هیچ فعالیتی انجام نمی‌دهد.
• جرقه گیر: که برای خاموشی جرقه کاربرد دارد.

وظایف کلید مینیاتوری

• کلید زنی: MBC ها را می‌توان به‌صورت دستی روشن و خاموش کرد. هرچند عملکرد اتوماتیک و غیر دستی دستگاه‌ها یک مزیت به‌حساب می‌آید ولی کلید زنی دستی در زمان تعمیر تأسیسات برقی بسیار مفید و لازم است. ضامن به شکلی داخل کلید جای گرفته که به شکل خودکار به‌محض روشن کردن کلید ON ثبات اتصال را حفظ می‌کند. اگر کلید را خاموش‌کنیم ضامن آزادشده و اتصالات نیز باز می‌شوند.
• حفاظت هنگام بروز اضافه جریان: اگر بخشی دچار اضافه‌بار شده و باعث گرم شدن بی متال شود، بی متال نیزخم شده و باعث آزادی ضامن می‌شود. به همین دلیل اتصالات باز می‌شوند و تجهیزات از کار می‌ایستند.
• حفاظت هنگام اتصال کوتاه: درصورتی‌که اتصال کوتاه اتفاق بیافتد، با افزایش ناگهانی جریان یک نیروی قوی برای آزاد شدن ضامن به وجود می‌آید و باعث آزادی اتصالات می‌شود.
• جرقه گیری: در زمان باز بودن اتصالات تحت بار، بین اتصالات متحرک و ثابت ایجاد جرقه می‌شود. عملکرد اتصالات بدین‌صورت است که جرقهٔ شکل‌گرفته به سمت جرقه گیر هدایت می‌شود. وظیفه جرقه گیرها شامل کاهش طول جرقه، شکستن جرقه و خاموش کردن آن است.

عملکرد کلید مینیاتوری

در حالت اضافه‌بار، وقتی جریان اضافی عبور می‌کند، بی متال ابتدا گرم و سپس خم می‌شود و آزادی ضامن مکانیکی را به دنبال دارد. بازهٔ زمانی‌ای که طول باید بگذرد تا بی متال خم شود، به میزان جریانی که از آن عبور می‌کند بستگی دارد. جریان بیشتر منجر به انحراف سریع‌تر بی متال شده و عکس این قضیه نیز صادق است. یکی از بهترین موارد مصرف این کالا در انواع تابلو برق‌ صنعتی به منظور استفاده در شرکت‌ها و کارخانجاتی که پر مصرف‌تر هستند، می‌باشد.

در حالت اتصال کوتاه، جریان گذرا باعث حرکت مگنت پیستون به‌سوی ضامن می‌شود. درنتیجهٔ این حرکت، ضامن بلافاصله آزادشده و به‌سرعت باعث آزادی اتصالات می‌شود. در حالت عادی عملکرد کلید مینیاتوری مانند یک سوئیچ دستی هست که می‌تواند مدار را قطع و وصل کند.

MBC سه حالت روشن، خاموش و تریپ دارد. زمانی که اتصال کوتاه ویا اضافه‌بار اتفاق بیافتد، کلید به‌صورت خودکار، کار می‌کند که در این شرایط کلید در وضعیت تریپ (Tripped) قرار می‌گیرد.

 

مزایای کلید مینیاتوری نسبت به فیوز

• کلیدهای مینیاتوری در زمان اتصال کوتاه عملکرد سریع‌تری نسبت به فیوزها دارند.
• MBC ها نقش محافظتی بهتری زمان بروز اضافه‌بار ایفا می‌کنند.
• MCB ها پس از بروز هر خطا امکان استفادهٔ مجدد رادارند ولی فیوزها کارایی خود را از دست می‌دهند و نیاز است که تعویض شده یا مجدداً سیم‌کشی بشوند. بنابراین کلیدهای مینیاتوری به‌صرفه‌تر هستند.
• کلیدهای مینیاتوری به شکلی کاملاً ایمن جریان اتصال کوتاه را رفع کرده و جرقه‌ها را خاموش می‌کنند.
• عملکرد MCB به‌وسیلهٔ اهرم‌ها بسیار آسان‌تر از عملکرد فیوزها است.
• MCB ها را می‌توان به‌صورت دستی خاموش و روشن کرد که این ویژگی نقش مفیدی در هنگام تعمیر ایفا می‌کند.

جمع‌ بندی

کلید یا فیوز مینیاتوری Miniature Circuit Breaker که به‌اختصار MCB نامیده می‌شود، تجهیزات الکتریکی بزرگ و کوچک را در مقابل اتصال کوتاه و عبور جریان غیرمجاز حفظ و نگه‌داری می‌کند.  ابن کلید‌ها در مدل‌های مختلف فیوز مینیاتوری تک پل، دو پل، سه پل و فیوز مینیاتوری چهار پل در دسترس هستند.

سوالات متداول مرتبط با کلید مینیاتوری

فرق کلید مینیاتوری با فیوز چیست؟

فیوزها یکبار مصرف هستند و پس از سوختن باید تعویض شوند، اما کلیدهای مینیاتوری پس از قطع کردن مدار (پریدن) به راحتی با بالا زدن اهرم دوباره وصل می‌شوند و قابلیت استفاده مجدد دارند.

برای مصارف خانگی کلید مینیاتوری تیپ B بخریم یا C؟

برای سیستم روشنایی و پریزهای معمولی ساختمان از تیپ B (تندکار) و برای تجهیزاتی که موتور دارند مانند کولر گازی یا پمپ آب، از تیپ C (کندکار) استفاده می‌شود.

چرا کلید مینیاتوری مکرراً می‌پرد؟

دلیل اصلی آن اضافه بار (کشیدن آمپر بیش از حد تحمل کلید)، اتصال کوتاه در مدار، خرابی سیم‌کشی یا فرسودگی و خرابی خود کلید مینیاتوری است.

آیا کلید مینیاتوری از برق گرفتگی انسان جلوگیری می‌کند؟

خیر! کلید مینیاتوری فقط از مدار و تجهیزات در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار محافظت می‌کند. برای محافظت از جان انسان در برابر برق‌گرفتگی باید از “کلید محافظ جان (RCD/RCCB)” استفاده کنید.

عدد نوشته شده روی کلید مینیاتوری (مثلاً C16) به چه معناست؟

حرف انگلیسی (مثل C) نشان‌دهنده تیپ یا کلاس کلید (کندکار بودن) است و عدد کنار آن (مثل 16) نشان‌دهنده جریان نامی یا حداکثر آمپر مجازی است که کلید می‌تواند از خود عبور دهد بدون اینکه قطع شود.

طول عمر مفید یک کلید مینیاتوری چقدر است؟

طول عمر کلیدهای مینیاتوری باکیفیت معمولاً بین ۱۰ تا ۱۵ سال است. البته این زمان به میزان دفعات قطع و وصل شدن (تعداد تریپ) و کیفیت برند سازنده بستگی دارد.

آیا می‌توان به جای کلید مینیاتوری تک فاز از سه فاز استفاده کرد؟

از نظر فنی برای یک مدار تک فاز، کلید تک فاز کفایت می‌کند. استفاده از کلید سه فاز برای مصرف تک فاز توجیه اقتصادی ندارد و فضای بیشتری در تابلو برق اشغال می‌کند.

---