برق ساختمان و تاسیسات, تجهیزات حفاظتی, معرفی تجهیزات الکتریکی, مینیاتوری

کلید مینیاتوری چیست | بررسی کامل انواع فیوز مینیاتوری

نقشه انفجاری کلید مینیاتوری

کلید مینیاتوری (Miniature Circuit Breaker) چیست؟

کلید مینیاتوری (MCB) نوعی کلید حفاظتی است که برای محافظت از مدارها و تجهیزات الکتریکی در برابر اتصال کوتاه و اضافه‌بار به کار می‌رود. این کلیدها با عملکرد سریع خود از وقوع خسارات جانی و مالی جلوگیری می‌کنند. این کلیدهای غیرقابل تنظیم هستند و به دو صورت مغناطیسی و حرارتی طراحی شده‌اند که هر کدام به روش خاصی وظیفه حفاظت را انجام می‌دهند.

کلیدهای مینیاتوری، یکی از قطعات بسیار پرفروش در فروشگاه توتال الکتریک است که انواع این کلید‌ها را می‌توانید در فروشگاه مشاهده و خریداری فرمایید.

این کلیدها به طور گسترده‌ای در محیط‌های صنعتی، تجاری و خانگی به کار می‌روند و به عنوان یکی از اجزای اصلی و ضروری در سیستم‌های ایمنی الکتریکی شناخته می‌شوند. کاربرد گسترده و قابلیت اطمینان بالای آن‌ها، این کلیدها را به جزء جدایی‌ناپذیر در صنعت برق تبدیل کرده است.

عملکرد اصلی آن بدین صورت است که به‌طور خودکار مدار را در زمانی که جریان از مقدار مشخص بیشتر می‌شود، قطع کند. همچنین می‌توان آن را به صورت دستی برای روشن و خاموش کردن مدار، مشابه یک کلید استاندارد، استفاده کرد.

کلید مینیاتوری دارای یک مکانیزم الکترومغناطیسی است تا در صورت اتصال کوتاه، مدار را به‌طور خودکار محافظت و قطع کند. این کلید همچنین دارای یک رله حرارتی است که در صورت اضافه جریان، به طور خودکار مدار را قطع می‌کند. همچنین می‌تواند به صورت دستی توسط یک فرد برای روشن یا خاموش کردن مدار  مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدهای مینیاتوری (MCB) به عنوان تجهیزات حفاظتی نهایی در شبکه برق طراحی شده‌اند تا از تجهیزات الکتریکی در برابر خطاهای اتصال کوتاه و اضافه‌بار، و از افراد در برابر شوک‌های الکتریکی محافظت کنند. این کلیدها به گونه‌ای ساخته شده‌اند که هنگام بروز خطاهای الکتریکی، به سرعت مدار را قطع کنند و از ایجاد خطرات جدی مانند آتش‌سوزی جلوگیری نمایند.

اتصال کوتاه یک خطای پیش‌بینی‌ نشده در مدارهای الکتریکی است که می‌تواند باعث جریان بسیار بالا و حرارت شدید شود، که بعضاً منجر به آتش‌سوزی‌های گسترده خواهد شد. در این شرایط، وجود ادوات حفاظتی مانند کلیدهای مینیاتوری بسیار ضروری است تا بخش‌های سالم مدار را از بخش‌های آسیب‌دیده جدا کند.

different-mcb-poles

نمادهای کلید مینیاتوری:

نماد مینیاتوری

بررسی عملکرد

کلید مینیاتوری (MCB) از دو مکانیسم اصلی برای حفاظت از مدارها استفاده می‌کند: حفاظت در مقابل اضافه‌بار و حفاظت در مقابل اتصال کوتاه.

1. حفاظت در مقابل اضافه‌بار: این مکانیسم با استفاده از دو نوار فلزی (بی‌متال) با آلیاژهای مختلف کار می‌کند. این نوارها بر اساس اختلافِ ضریب انبساط طولی دو فلز ساخته شده‌اند. در جریان نامی، این نوارها هیچ خمشی ندارند. اما در صورت ایجاد اضافه‌بار، گرمای ناشی از جریان اضافی یکی از نوارها را خم می‌کند و باعث قطع مدار (تریپ) می‌شود. معمولاً این نوارها از برنج و فولاد ساخته می‌شوند و به شکل یکپارچه در راستای یکدیگر قرار گرفته‌اند.

2. حفاظت در مقابل اتصال کوتاه: در زمان اتصال کوتاه، سیم‌پیچ حامل جریان میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که شارش مغناطیسی را به سمت قطعه ثابت می‌فرستد. در جریان نامی، میدان مغناطیسی به اندازه‌ای قوی نیست که فنر را حرکت دهد. اما در صورت عبور جریان بالا، میدان مغناطیسی قدرتمندی ایجاد می‌شود که فنر را آزاد کرده و مدار را قطع می‌کند.

ترکیب این دو مکانیسم در کلید مینیاتوری (MCB) حفاظت جامع و قابل اعتمادی را ارائه می‌دهد. این فناوری ایمنی را به‌طور موثر و با هزینه مناسب برای تابلوها فراهم کرده و به کارگیری گسترده آن را در تجهیزات الکتریکی ممکن ساخته است.

ساختار کلید مینیاتوری

یک کلید مینیاتوری در مواد عایق قالب‌گیری شده پوشانده شده است و یک محفظه مکانیکی قوی و عایق ایجاد می‌کند. در شکل زیر، ساختار داخلی یک کلید مینیاتوری را مشاهده می‌کنید که در ادامه قسمت‌های مختلف آن تشریح شده‌اند:

داخل مینیاتوری

1. ترمینال‌های ورودی و خروجی جریان الکتریکی:

ترمینال ورودی (بالا): این ترمینال معمولا در بالای کلید قرار دارد و به سیم ورودی برق متصل می‌شود. جریان الکتریکی از منبع تغذیه وارد کلید می‌شود.
ترمینال خروجی (پایین): این ترمینال در پایین کلید قرار دارد و به سیم خروجی که به تجهیزات الکتریکی یا مدارهای دیگر متصل است، وصل می‌شود. جریان الکتریکی پس از عبور از کلید، از این ترمینال خارج می‌شود و به مدارهای متصل جریان می‌یابد.

2. حفاظت دمایی (بی‌متال) با هدف انجام حفاظت اضافه‌بار:

حفاظت دمایی (بی‌متال) یکی از مکانیسم‌های کلید مینیاتوری (MCB) است که به منظور انجام حفاظت در برابر اضافه‌بار طراحی شده است. این مکانیسم از دو نوار فلزی با ضریب انبساط حرارتی متفاوت تشکیل شده است. وقتی جریان بیش از حد از مدار عبور می‌کند، این جریان اضافی باعث ایجاد گرما در مدار می‌شود.

3. مکانیزم عملکرد از نوع C65:

کلید مینیاتوری (MCB) مدل C65 دارای یک سیستم تریپ حرارتی است که بر اساس استفاده از نوارهای فلزی بی‌متال (بی‌متالیک) طراحی شده است. این نوارها در صورت عبور جریان بیش از حد مشخص، به دلیل گرمای ناشی از جریان، خم می‌شوند و باعث قطع مدار می‌شوند. این مکانیسم به طور گسترده برای حفاظت در مقابل اضافه‌بار استفاده می‌شود.

4. پلاتین متحرک در حالت بسته جریان از آن عبور می‌کند:

این پلاتین به یک مکانیسم فنری یا حرکتی متصل است که می‌تواند بسته یا باز شود

5. پلاتین ثابت در حالت بسته جریان از آن عبور می‌کند

6. سیم‌پیچ مغناطیسی یا عملگر حفاظت مغناطیسی:

سیم‌پیچ مغناطیسی یا عملگر حفاظت مغناطیسی در کلید مینیاتوری (MCB) بخشی از مکانیسم محافظتی است که برای حفاظت در برابر اتصال کوتاه به کار می‌رود. این سیم‌پیچ به صورت یک میدان مغناطیسی عمل می‌کند که در صورت بروز جریان بسیار بالا (مانند جریان ناشی از اتصال کوتاه) فعال می‌شود.

7. اهرم دستی قطع و وصل کلید

8. Arc chamber یا محفظه جرقه‌گیر برای خاموش کردن جریقه حین قطع و وصل جریان:

هنگامی که کلید مینیاتوری مدار را قطع می‌کند، جرقه الکتریکی بین تماس‌های کلید ایجاد می‌شود. این جرقه ممکن است بسیار داغ باشد و در صورت عدم کنترل، می‌تواند باعث آسیب به کلید یا تجهیزات مجاور شود. محفظه جرقه با محدود کردن و خنک کردن جرقه، از گسترش آن جلوگیری می‌کند و به خاموشی سریع آن کمک می‌کند.

تفاوت‌های اساسی میان کلید مینیاتوری و فیوز

همان‌طور که قبلاً اشاره شد، میان کلید مینیاتوری (MCB) و فیوز تفاوت‌های عمده‌ای وجود دارد که در ادامه به آن‌ها پرداخته می‌شود:

  • سرعت عملکرد: فیوزها در مقایسه با کلیدهای مینیاتوری (MCB) سرعت عملکرد بالاتری دارند، اما کلیدهای مینیاتوری دارای دقت بیشتری در عملکرد خود هستند و حساسیت بالاتری نسبت به تغییرات جریان دارند.

  • روش قطع مدار: فیوزها از سیم‌های ذوب‌شونده برای قطع مدار استفاده می‌کنند، در حالی که کلیدهای مینیاتوری با مکانیسم‌های مغناطیسی و حرارتی برای حفاظت در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه عمل می‌کنند.

کلید مینیاتوری تک پل 25 آمپر اشنایدر الکتریک
  • بازگشت به حالت اولیه: فیوزها پس از یک‌بار قطع باید تعویض شوند، در حالی که کلیدهای مینیاتوری بلافاصله پس از رفع خطا قابل استفاده مجدد هستند.

  • مشکلات تعویض فیوز: سوختن فیوزها باعث بروز وقفه در کار تجهیزات الکتریکی می‌شود و نیاز به تعویض آن‌ها دارد، در حالی که کلیدهای مینیاتوری این مشکلات را ندارند و به راحتی قابل تنظیم و استفاده مجدد هستند.

این تفاوت‌ها باعث می‌شوند که هر کدام از این دستگاه‌ها برای کاربردهای خاصی مناسب باشند. کلیدهای مینیاتوری به دلیل قابلیت استفاده مجدد و دقت بالا در حفاظت، به طور گسترده در سیستم‌های الکتریکی خانگی، تجاری و صنعتی استفاده می‌شوند.

نگو فیوز مینیاتوری! بگو کلید مینیاتوری !

انواع کلید مینیاتوری (Miniature Circuit Breaker)

کلیدهای مینیاتوری (MCB) در انواع مختلفی تولید می‌شوند که هر یک برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. این انواع شامل تیپ‌های B، C، D، K و Z است، اما سه تیپ B، C و D پرکاربردتر هستند. در ادامه به توضیح هر یک از این تیپ‌ها می‌پردازیم:

Type B – (روشنایی)

کلیدهای نوع B به گونه‌ای طراحی شده‌اند که اگر جریان بار از سه تا پنج برابر جریان نامی (In) تجاوز کند، فرآیند قطع را فعال می‌کنند. این نوع کلیدها حساس‌ترین MCBهای موجود در بازار هستند و برای کاربردهای خانگی (مانند مدارهای روشنایی مسکونی) و تنظیمات واحدهای تجاری فشار ضعیف مناسب‌اند. این کلیدها به دلیل دقت عمل بالا، به “مینیاتوری تندکار” نیز معروف هستند.

Type C – (موتوری)

کلیدهای نوع C برای استفاده در تجهیزات الکتریکی با جریان هجومی بالا مناسب هستند. این کلیدها بیشتر در محیط‌های صنعتی و تجاری کاربرد دارند و در جریان‌هایی بین پنج تا ده برابر جریان نامی (In)، فرمان قطع را صادر می‌کنند. زمان قطع این کلیدها از نوع B بیشتر است و به “مینیاتوری کندکار” نیز شهرت دارند.

Type D – (ترانسفورماتوری)

کلیدهای نوع D حساسیت کمتری نسبت به انواع قبلی دارند و زمانی که جریان بین ده تا بیست برابر جریان نامی افزایش یابد، فرآیند قطع فعال می‌شود. این کلیدها برای مراکز صنعتی خاص مانند مولدهای اشعه X-Ray و ترانسفورماتورها مناسب هستند که جریان هجومی بسیار بالایی دارند.

Type K – (قدرت)

کلیدهای نوع K برای شرایطی طراحی شده‌اند که جریان بین هشت تا دوازده برابر جریان نامی برسد. این کلیدها برای موتورهای زیر بار و بارهای موتوری با جریان هجومی بالا انتخاب مناسبی هستند.

Type Z – (بسیار حساس)

کلیدهای نوع Z بسیار حساس هستند و وقتی جریان تنها دو تا سه برابر جریان نامی افزایش یابد، فرآیند قطع را فعال می‌کنند. این کلیدها برای حفاظت از مدارهای ارزشمند و حساس، مانند مدارات PLC و بردهای الکترونیکی، مناسب‌اند.

کلید مینیاتوری نوع G

کلیدهای مینیاتوری نوع G قادر به ارائه حفاظت در برابر جریان‌های اضافی و جریان‌های خطای زمین هستند، مشابه AFCIها و RCDها. این کلیدها معمولاً در مناطق خاصی از ساختمان‌های مسکونی و تجاری نصب می‌شوند تا ایمنی الکتریکی را افزایش دهند.

طبق مقررات NEC، نصب این کلیدها در اتاق خواب‌ها، سالن‌ها، راهروها و مدارهایی که به پریزها و دستگاه‌ها در مناطق خاص سرویس می‌دهند، الزامی است تا خطر آتش‌سوزی‌های الکتریکی ناشی از قوس‌ها در سیم‌کشی را شناسایی و کاهش دهند.

کلید مینیاتوری نوع H

کلیدهای مینیاتوری نوع H مشابه کلیدهای نوع G طراحی شده‌اند و برای حفاظت در برابر عیوب قوس و جریان‌های اضافی، به ویژه در سیستم‌های الکتریکی که توسط منبع تغذیه جریان مستقیم (DC) کار می‌کنند، استفاده می‌شوند.

سوالات متداول (FAQs)

  1. کلید مینیاتوری چیست؟

کلید مینیاتوری (MCB) یک دستگاه الکترومکانیکی است که مدارهای الکتریکی را در برابر اضافه‌بار، اتصال کوتاه و خطای زمین محافظت می‌کند.

  1. کلید مینیاتوری چگونه کار می‌کند؟

کلید مینیاتوری با تشخیص میزان جریان عبوری از مدار عمل می‌کند. اگر جریان از ظرفیت نامی کلید تجاوز کند، کلید عمل کرده و جریان برق را قطع می‌کند.

  1. انواع مکانیزم‌های قطع در کلیدهای مینیاتوری چیست؟

کلیدهای مینیاتوری ممکن است دارای مکانیزم‌های قطع حرارتی، مغناطیسی یا ترکیبی از هر دو باشند. قطع حرارتی به اضافه‌بار پاسخ می‌دهد، در حالی که قطع مغناطیسی به اتصال کوتاه واکنش نشان می‌دهد.

  1. انواع مختلف کلیدهای مینیاتوری پرکاربرد بر اساس ویژگی‌های قطع چیست؟

    • نوع B: برای مصارف عمومی و بارهای کمی القایی.

    • نوع C: برای بارهای مقاومتی با جریان هجومی متوسط.

    • نوع D: برای مدارهایی با جریان هجومی بالا، مانند مدارهای موتوری.

  2. تفاوت بین کلید مینیاتوری و فیوز چیست؟

تفاوت‌های اصلی بین فیوز و کلید مینیاتوری به شرح زیر است: – یک کلید مینیاتوری پس از قطع قابل بازنشانی است، در حالی که فیوز باید پس از عمل قطع تعویض شود. – کلیدهای مینیاتوری حفاظت دقیق‌تری در برابر اضافه‌بار و اتصال کوتاه نسبت به فیوزها ارائه می‌دهند.

  1. چگونه کلید مینیاتوری مناسب را برای یک مدار انتخاب کنیم؟

حداکثر جریانی که مدار در شرایط عادی خواهد کشید را تعیین کنید. نوع بار (مقاومتی، القایی یا خازنی) را در نظر بگیرید تا ویژگی قطع مناسب (B، C یا D) را انتخاب کنید.

  1. آیا کلیدهای مینیاتوری می‌توانند در مدارهای DC استفاده شوند؟

بله، کلیدهای مینیاتوری خاصی برای مدارهای DC طراحی شده‌اند که دارای رتبه‌بندی مناسب برای کاربردهای DC هستند.

  1. آیا می‌توان از کلیدهای مینیاتوری به عنوان کلیدهای معمولی استفاده کرد؟

کلیدهای مینیاتوری اساساً برای حفاظت طراحی شده‌اند و نباید به عنوان کلیدهای معمولی استفاده شوند. با این حال، برخی از کلیدهای مینیاتوری دارای مکانیزم قطع و وصل دستی هستند.

  1. آیا می‌توان کلیدهای مینیاتوری را در محیط‌های مرطوب یا نمناک استفاده کرد؟

کلیدهای مینیاتوری برای محیط‌های مرطوب یا نمناک توصیه نمی‌شوند. باید در محیط‌های خشک و دارای تهویه مناسب نصب شوند.

  1. تفاوت بین کلید مینیاتوری تک‌پل و دوپل چیست؟

یک کلید مینیاتوری تک‌پل تنها یک هادی فاز را محافظت می‌کند، در حالی که یک کلید مینیاتوری دوپل هر دو هادی فاز و نول را محافظت می‌کند. کلیدهای مینیاتوری دوپل برای مدارهای 240 ولت و کلیدهای تک‌پل برای مدارهای 120 ولت استفاده می‌شوند.

  1. چگونه یک کلید مینیاتوری را تست کنیم تا اطمینان حاصل شود که به درستی کار می‌کند؟

از یک مولتی‌متر برای بررسی پیوستگی کلید مینیاتوری استفاده کنید. مطمئن شوید که کلید مینیاتوری در صورت تجاوز جریان از ظرفیت نامی خود، قطع می‌شود.

  1. آیا کلیدهای مینیاتوری می‌توانند با دستگاه‌های جریان باقی‌مانده (RCD) یا GFCI همراه شوند؟

بله، کلیدهای مینیاتوری و دستگاه‌های RCD (معادل GFCI – قطع‌کننده مدار خطای زمین) می‌توانند به صورت همزمان برای حفاظت الکتریکی پیشرفته استفاده شوند. کلیدهای مینیاتوری از اضافه‌بار و اتصال کوتاه محافظت می‌کنند، در حالی که RCDها از شوک الکتریکی محافظت می‌کنند.

author-avatar

درباره رسول چراغی

کارشناس ارشد برق، گرایش الکترونیک قدرت از دانشگاه صنعتی اصفهان، عضو ارشد آزمایشگاه الکترونیک گروه صنعتی انتخاب هستم. در زمینه طراحی و نظارت تاسیسات الکتریکی هم فعالیت می‌کنم. در توتال الکتریک قراره از مشاوره گرفته تا طراحی و تامین قطعات الکتریکی به شما کمک کنم. از اینکه توتال الکتریک را به دوستای خودتون پیشنهاد میکند متشکرم.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *