کلید اتوماتیک کمپکت چیست؟

کلید اتوماتیک کمپکت با نام اختصاری MCCB برگرفته از سرنام 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 می شوند، 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 می روند. کلیدهای اولیه ابعاد و اندازه بزرگتری داشتند و به دلیل فشرده شدن و کوچک شدن به این بریکرها کلید اتوماتیک کمپکت گفته می شود.

چون کلید اتوماتیک کمپکت قابل قطع زیر بار است، پس می تواند 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 می رود. چون بسیاری از کلیدها جداساز هستند و نمی توانند 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 می باشد.

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

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 کشویی

همه انواع کلید های اتوماتیک کمپکت سه پل و چهار پل از رنج 16 تا 1600 آمپر دارای کشو هستند و می توان آنها را کلید اتوماتیک کمپکت کشویی نیز نامید. کلید های اتوماتیک کمپکت کشویی در مصارف خاص و در تابلو های خاص به کار می روند. کلید اتوماتیک کمپکت کشویی بیشتر در آمپراژ بالا که حجم کلید بزرگتر می شود، مورد استفاده قرار می گیرد.

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

در مدارات سه فاز در جریان های بالاتر از 100 آمپر، جهت حفاظت از تابلو برق و سایر بخش های مدار، از کلید اتوماتیک کمپکت سه پل و چهار پل استفاده می شود. اگر موضوع حفاظت از نول مطرح نباشد، در اینگونه مدارات از کلید اتوماتیک کمپکت سه پل استفاده می شود که فقط سه فاز RST به آن متصل می گردد و در صورت نیاز به حفاظت نول، از نوع چهار پل استفاده می شود.

خرید سافت استارتر زینمس

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 می شود. 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 می گردد. کلیدهای اتوماتیک کمپکت از رنج 16 الی 1600 آمپر ساخته می شوند. کلیدهای اتوماتیک در انواع تک پل، دو پل، سه پل و چهار پل تولید می شوند. 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 می باشد.

خرید کنتاکتور زیمنس

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

Ics یا جریان نامی قطع اتصال کوتاه: بیشترین مقدار جریان اتصال کوتاهی است که کلید می تواند 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 می تواند 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 می گویند.
Ir یا جریان بار تنظیمی (جریان تنظیمی کلید): این پارامتر برای کلید‌های اتومات با رله حرارتی یا همان رله اضافه بار قابل تنظیم می باشد. مقدار این جریان ضربدر جریان نامی، جریان خروجی مدار را به ما می دهد.
Iu یا شدت جریان قابل تحمل كنتاكت كلید: جریانی است كه تجهیز به طور مداوم می تواند آن را بدون نیاز به قطع کردن، تحمل كند.
Icm یا جریان نامی وصل اتصال کوتاه: مقدار جریان اتصال کوتاهی است که در صورت وجود آن، می توانیم 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 می کند. در این تاخیر زمانی مشخص، تجهیزات حفاظتی پایین دست، می توانند 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 می تواند تحمل کند.
Icw: حداکثر جریان نامی قابل تنظیم قابل تحمل کوتاه کلید قدرت
Ig: جریان حفاظت خطای زمین
Ue یا ولتاژ عملكرد 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 كه در فشار ضعیف 690ولت است.كه تحت عنوان Un بیان میشود.
Uimp: مقدار ولتاژ پیك ضربه ای است كه برابر ولتاژ ماكزیمم پیك 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 می کند.

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 می روند.

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 می رود. حداکثر ظرفیت جریان اتصال کوتاه این کلید تا 150 کیلوآمپر می باشد.

خرید کلید حرارتی زیمنس

ساختمان داخل کلیدهای اتوماتیک کمپکت

بدنه یا قاب کلید: بدنه یک کلید از محفظه عایقی تشکیل شده است که اجزای مختلف کلید را در بر می گیرد. معمولا پلاک اطلاعات(Name Plate) و سایر مشخصات کلید روی آن قرار داده شده است.
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 می دهند.
جرقه گیر: به محض جدا شدن کنتاکت ها از هم، اختلاف پتانسیل بین کنتاکت ها، باعث یونیزه شدن هوای اطراف کنتاکت ها می شود. این هوای یونیزه شده، مسیر جهت دار مناسبی را برای عبور جریان برای یک بازه زمانی فراهم می کند؛ که این جریان ایجاد شده باعث تولید و ایجاد جرقه بین کنتاکت ها می شود. 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 می شود که می تواند موجب سوختن و آسیب به کنتاکت ها شود. هم چنین این حرارت شدید، فشار گاز زیادی ایجاد می کند 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 می شود. جرقه گیر از چند صفحه U شکل تشکیل شده است که اطراف کنتاکت قرار می گیرند. زمانی که کنتاکت ها از هم جدا می شوند، جرقه به دلیل انتخاب کوتاه ترین مسیر در هوا، از بین صفحات جرقه گیر عبور می کند، چون می دانیم جریان (جرقه) کم مقاومت ترین مسیر برای عبور را انتخاب می کند. این شرایط باعث تقسیم جرقه به جرقه های کوچکتر در بین صفحات شده و سرعت خاموش شدن جرقه را افزایش می دهد.
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) می بریم، فنر با اعمال نیرو به اهرم های مکانیزم باعث بسته شدن کنتاکت ها می شود. در موقع قطع کلید، این نیروی ذخیره شده برای اعمال فشار بر روی بازوی عمل کننده مورد استفاده قرار می گیرد و باعث باز شدن کنتاکت ها می شود.
واحد تریپ: این قسمت از کلید در حقیقت بخش هوشمند کلید را تشکیل می دهد؛ که به شکل دستی و یا اتوماتیک دستور تریپ یا قطع کلید را صادر می کند. این قسمت از کلید از رله های مختلفی مانند رله های حرارتی یا الکترومغناطیسی برای تشخیص خطا استفاده می کند. این واحد به واحد قطع و وصل مرتبط است.

مزیت های کلید اتوماتیک کمپکت در مقایسه با فیوز

در سیستمهایی که عمل حفاظت موضعی و سلکتیو اهمیت زیادی دارد یا در شبکه سه فاز به علت ازدیاد جریان، قطع همزمان سه فاز باهم الزامی است باید از کلیدهای اتوماتیک استفاده کرد و نمی توان از فیوزها استفاده کرد.
هم چنین در برخی از شبکه های توزیع که به دلیل حساسیت باید به محض تشخیص اضافه ولتاژ یا افت ولتاژ و هم چنین تشخیص جریان برگشتی فورا مدار قطع گردد، از کلیدهای اتوماتیک استفاده می گردد و با استفاده از کنتاکت های خطا یا آلارم، وضعیت خطا اعلام می گردد.
مهم ترین برتری کلیدهای اتوماتیک و سایر بریکرها نسبت به فیوزها در این است که کلیدهای اتوماتیک به دفعات زیادی قابل استفاده هستند، حال آن که فیوزها به اصطلاح ادواتی یکبار مصرف بوده و بعد از جلوگیری از خطا، باید تعویض شوند. علاوه بر این مورد، تمام برتری هایی که کلید اتوماتیک نسبت به کلید مینیاتوری دارد، در مورد فیوزها نیز صدق می کند.

مزیت های کلید اتوماتیک کمپکت در مقایسه با کلید مینیاتوری

رنج جریان نامی قابل تحمل برای کلیدهای اتوماتیک، بسیار بالاتر از رنج جریانی کلیدهای مینیاتوری است. همین موضوع سبب می شود که تحمل آرک نیز در کلیدهای اتوماتیک بالاتر از کلیدهای مینیاتوری باشد.
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.
امکان روشن و خاموش آن از راه دور و هم چنین کنترل خودکار آن وجود دارد.
امکان وصل مجدد خودکار کلید اتوماتیک با قابلیت نصب موتور روی آن وجود دارد.
به علت رنج جریانی و تحمل جریان بالاتر از کلید مینیاتوری، در مصارف صنعتی و تجاری به کار می رود، این در حالی است که کلید مینیاتوری، غالبا برای مصارف صنعتی، روشنایی، سیم کشی و … به کار می رود.
کلیدهای اتوماتیک به علت دارا بودن منحنی قطع قابل تنظیم، حفاظت دقیق تری نسبت به کلیدهای مینیاتوری دارند.
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 می باشند.
وسعت و قابلیت نصب تجهیزات جانبی کلیدهای اتوماتیک به مراتب بیشتر از کلیدهای مینیاتوری است؛ این خصوصیت سبب می شود که کلیدهای اتوماتیک رنج وسیع تری از حفاظت‌ها و نظارت‌ها را برای بار فراهم کنند.
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 می گیرد 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 می باشند.
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.
تعداد دفعات قطع و وصل بار در کلیدهای اتوماتیک بسیار بیشتر از کلیدهای مینیاتوری است.

از دیگر مزایای استفاده از کلیدهای اتوماتیک در مدارات می توان به موارد زیر اشاره کرد:

قطع مدار به محض برگشت جريان و يا کم شدن و افت بيش ازحد مجاز ولتاژ
کلیدهای اتوماتیک پس از قطع مدار به هر دلیلی اعم از اضافه بار یا اتصال کوتاه بلافاصله برای اتصال مجدد آماده است.
در کلیدهای اتوماتیک با کمک کنتاکت های کمکی و خطا می توان انواع وضعیت عملکرد کلید مثل قطع، وصل، خطا یا تریپ را توسط یک آلارم مانند سیگنال نمایش داد.
طراحی این کلیدها به گونه ای است که در صورتی که این کلیدها را در مسیر مداری که اتصال کوتاه شده قرار بدهیم، هنگام بسته شدن رله اضافه جریان سریعا عکس العمل نشان داده و مدار را قطع می نماید. یعنی هر زمانی که به شبکه اضافه شوند، عمل حفاظت را بلافاصله با توجه به ساختارشان انجام می دهند.
این کلید دارای قابلیت اندازه گیری، آنالیز و نمایش اطلاعات روی صفحه نمایشگر کلید و یا درب تابلو را دارد.
* در هنگام انتخاب کلیدهای اتوماتیک باید به این نکته دقت شود که به علت مزایای بیشماری که کلیدهای اتوماتیک دارند، قیمت بالاتری دارند و نیز به علت مجموعه ساختاری دقیق تری که دارند، به نسبت مینیاتوری و فیوز، ابعاد بزرگتری دارند؛ لذا در هنگام انتخاب بین موارد فوق جهت حفاظت از مدار، باید میزان حفاظت مورد نیاز و هم چنین رنج جریان کلید مورد بررسی دقیق قرار گیرد، تا چنانچه رفع خطا و کاربرد مدار، با فیوز و یا کلید مینیاتوری قابل رفع باشد، متحمل هزینه و فضای بیشتری جهت تعبیه کلید نشویم.

خصوصیات کلیدهای کمپکت

رنج جریان 16 الی 1600 آمپر
حداکثر ولتاژ قابل تحمل 690 ولت
حداکثر ظرفیت قطع در اتصال کوتاه از 25 الی 200 کیلو آمپر در ولتاژ 415 ولت
یک و دو و سه و چهار پل
عایق بسیار قوی
دارا بودن بالاترین ضریب اطمینان در حفاظت مغناطیسی
اندازه گیری فاکتورهای مختلف الکتریکی

کاربرد کلید اتوماتیک

کاربردهای کلید اتوماتیک کمپکت معمولا به صورت عمومی است و می توان موارد زیر را بخشی از کاربردهای کلید اتوماتیک کمپکت نام برد:

حفاظت از موتورها

حفاظت از تجهیزات فشار ضعیف در بخش های مسکونی، اداری، تجاری و کلیه ساختمان های صنعتی
در ورودی همه تابلوهای برق مورد استفاده قرار می گیرد.
به علت کاربرد گسترده ای که دارد در بسیاری از صنایع مانند صنایع سیمان، صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و صنایع مخابرات به کار می رود.
جهت وارد کردن دستی یا اتوماتیک ژنراتور یا ترانسفورماتور به شبکه جهت تقویت و تداوم کار شبکه و یا انجام تعمیرات دوره ای باید فقط از کلیدهای اتوماتیک استفاده نمود.

مزایای کلید اتوماتیک کمپکت

از نظر اندازه و ابعاد با توجه به رنج جریان نامی بالایی که تحمل می کنند، کوچک هستند و باعث صرفه جویی قابل توجه در فضای تابلو برق می شوند.
مانع از خرابی ماشین آلات و تجهیزات صنعتی در اثر جریان اتصال کوتاه و اضافه بار می شوند.
طول عمر بالا
ویژگی های مختلف کلید مثل قابلیت نصب انواع کنتاک های کمکی و خطا و رله های حفاظتی، انعطاف پذیری بالایی به این کلید داده است.
قابلیت نظارت و پایش وضعیت های مختلف کلید مثل قطع، وصل یا بروز خطا از اتاق کنترل با استفاده اتصال چراغ به کنتاکت های جانبی کلید اتوماتیک کمپکت