آموزش صفر تا صد کلید اتوماتیک و نحوه انتخاب کلید

کلید های اتوماتیک انواع مختلفی دارند و همگی برای حفظ سلامت تجهیزات و افراد طراحی شده اند. مهمترین کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف شامل این کلید ها می شود:

کلید حرارتی
کلید مینیاتوری (MCB)
کلید اتوماتیک (MCCB)
کلید محافظ جان (RCCB)
کلید اتوماتیک هوایی (ACB)
کلید گردان یا سلکتور سوئیچ
کلید محافظ جان ترکیبی (RCBO)

کلید اتوماتیک کمپکت یا MCCB با ترکیبی نوعی کلید اتوماتیک است که برای حفاظت از تجهیزات در برابر جریان اضافه بار و جریان اتصال کوتاه حفاظت می کند. در یک کلید اتوماتیک واحد حفاظتی یا واحد تریپ متناسب با نیاز حفاظتی طراحی می شود و می تواند سه نوع حفاظت را انجام دهد:

اضافه بار حرارتی : در شرایط غیر عادی جریان، حرارت بین عایق و هادی به وجود می آید اگر این شرایط ادامه داشته باشد باعث ایجاد اتصال کوتاه در مدار شده که این میزان حرارت تابعی از مربع جریان خطی (I)، مقاومت در هادی (R) و مقدار زمان جریان (t) عبوری هستند.

اتصال کوتاه مدار : شرایط اتصال کوتاه تنها با قطع مدار قابل کنترل است که در این حالت کلید اتوماتیک اتصال کوتاه را تشخیص داده و سریعاً جریان مدار را متوقف و از ایجاد آسیب های عمده جلوگیری می کند.

خطای زمین : خطای زمین در واقع یک نوع اتصال کوتاه است که فاز به زمین متصل شده است و شایع ترین نوع خطا در سیستم های ولتاژ پایین (۶۰۰ ولت یا کمتر) به حساب می آید. معمولاً جریان های خطای زمین به اندازۀ کافی بزرگ نیستند که توسط کلید اتوماتیک قابل شناسایی باشند. در این حالت ماژولی بنام ماژول حفاظت زمین به کلید اتوماتیک متصل می شود.

مفهوم جریان اتصال کوتاه

جریان اتصال کوتاه در یک مدار معیوب بروز می کند؛ در طول هر مدار بسته یا در داخل دستگاهی که آن را تغذیه یا کنترل می کند ممکن است اتصال کوتاه رخ دهد. وقتی اتصال کوتاه اتفاق می‌افتد که یک یا چند هادی از آن مدار پتانسیل های مختلف از طریق امپدانسی بسیار کوچک به هادی های دیگر متصل کنند که ممکن است یکی از هادی های زیر باشند :

1. هادی حفاظتی
2. هادی های اتصال زمین
3. هادی های برقدار مدارهای دیگر
4. هادی های برقدار دیگر همان مدار (هر ترکیبی از یک یا دو یا سه فاز و یا نول)
5. بدنه های هادی تجهیزات الکتریکی که در در حالت عادی برقدار نیستند ولی در حالت خطا ممکن است برق دار شوند.
6. بدنه های هادی بیگانه مانند مواقعی که بدنه فلزی وسایل غیر برقی به تصادف برقدار می شوند مثل لوله های آب، بدنه هادی وسایل غیر برقی

بسته به دوری و نزدیکی نقطۀ اتصال کوتاه به منبع تغذیه و مشخصه های مدار، شدت جریان اتصال کوتاه ممکن است چند ده برابر یا چند صد برابر و حتی در برخی موارد چند هزار برابر جریان نامی باشد که توسط طراح و با انجام محاسبات دقیق جریان اتصال کوتاه مشخص خواهد شد. یکی از وظایف اصلی کلید اتوماتیک، محافظت از مدار در برابر جریان اتصال کوتاه است.

جریان اضافه بار یعنی چه؟

جریان اضافه بار ممکن است به علل مختلف بروز کند. از جمله:

۱- بروز ایراد در یک دستگاه

۲- رشد طبیعی و تغییر ماهیت آن به مرور زمان

۳- اشتباه در محاسبه و انتخاب اشتباه اجزای مدار در مرحله طراحی و اجرا

جریان اضافه بار ممکن است نسبت به جریان نامی مدار چند درصد بیشتر باشد و یا دو تا سه برابر آن شود. گذشت زمان در جریان اضافه بار بسیار مهم است، زیرا وسایل حفاظتی با جریان نامی مناسب باید بتوانند جریان مدار را قبل از آسیب رسیدن به عایق بندی، که در نهایت منجر به آتش سوزی و یا اتصال کوتاه و برق گرفتگی شود، قطع کنند.

طبق استاندارد IEC60364-4-43 برای ایجاد حفاظت در برابر اضافه جریان روابط زیر حاکم است:

Ib<In<Iz

I2<1.45Iz

Ib: جریانی است که مدار برای عبور آن طراحی شده است.

In: جریان نامی حفاظت مدار یا در مورد حفاظت های قابل تنظیم، جریان قابل تنظیم آن است.

I2: جریانی است که اگر از مدار بگذرد، حفاظت قطعا آن را در زمان قابل قبولی قطع خواهد کرد.

Iz: یکی از انواع طبقه بندی برای تجهیزات حفاظتی براساس جریان مجاز آن است. طبق این جریان، وسیله حفاظتی قادر است در شرایط عادی مدار، جریان هایی را وصل یا قطع کند و یا از خود عبور دهد و در شرایط مشخص ولی غیر عادی مدار نیز مانند اتصال کوتاه، جریان هایی را وصل و قطع کند یا به مدت کوتاهی از خود عبور دهد.

براین اساس برای انتخاب صحیح حفاظت (یا تنظیم صحیح آن)، باید به چه مواردی توجه کنیم که جریان نامی یا تنظیمی حفاظت اولاً از جریان بار بیشتر باشد تا از قطع ناخواسته آن جلوگیری شود و ثانیا از جریان مجاز کل کمتر باشد تا از اضافه بار شدن آن جلوگیری نماید. هر چند در استاندارد اجازه داده شده جریان کابل برای مدت محدودی به ۴۵ درصد بیشتر از جریان مجاز آن برسد. ولی این جریان فقط در مدتی که حفاظت، نیاز دارد تا عمل قطع را انجام دهد، ادامه خواهد داشت. برای استفاده از فیوز در حفاظت اضافه بار شرط Ib<In<0.9Iz  باید بررسی شود. طبیعی است که در چنین حالتی کابل را نمی توان در حداکثر جریان مجاز آن بارگذاری کرد اگر برای هر فاز بیش از یک هادی استفاده شود، لازم است برای هر رشته، حفاظت مربوطه به طور جداگانه محاسبه شود.

محاسبه جریان نامی وسایل حفاظت بار اضافی

وقتی جریانی بیش از جریان نامی از سیم عبور کند، یا باید فیوز محافظ آن بسوزد یا کلید محافظ، آن مدار را قطع کند. هرچه سیم ضخیم تر باشد مقدار جریان بیشتری را می تواند بصورت ایمن از خود عبور دهد. جریان مجاز رساناها در جدول زیر آمده است. بجز بعضی استثناها، جریان مجاز هر رسانا حداکثر اندازه جریان نامی فیوز یا کلید اتوماتیک محافظ مدار آن رسانا است. جریان نامی سیم های مسی که در لوله، کابل، یا دفن مستقیم در خاک هستند کمتر از سیمی است که در فضای آزاد استفاده می‌شود.

مشخصات کلید اتوماتیک

کلید اتوماتیک اشنایدر یا کلید کمپکت (Circuit Breaker) از انواع کلیدهای الکترومکانیکی فشار ضعیف است که وظیفۀ قطع یا وصل مدار الکتریکی را برعهده دارد. کلید اتوماتیک اشنایدر توان قطع و وصل جریان نامی و همچنین قطع و وصل جریان اتصال کوتاه و اضافه بار را دارد.

این وسیله در بارهای اضافی از پیش تعیین شده بدون آسیب رسیدن به کلید، مدار را قطع می کند. بنابراین کلید قطع مدار وسیله ای است ترکیبی که از یک کلید قطع و یک وسیله حفاظت جریان اضافی تشکیل شده است و عملکرد آن مشابه ترکیب کلید معمولی همراه با فیوز است. همچنین کلیدهای اتوماتیک توانایی حفاظت اتصال به زمین، حفاظت موتوری و حفاظت ژنراتوری را به وسیلۀ رله های میکرولوجیک تعبیه شده داخل کلید دارد.

کلید اتوماتیک جریان نامی مشخصی دارد و مانند فیوزها برای عبور ۱۰۰% جریان نامی خود بطور مداوم بدون قطع شدن کار می کند. تمامی کلید ها منحنی مشخصه ای دارند که نشان می دهد محدوده کاری کلید در جریان های مختلف و در اضافه بارها و اتصال کوتاه ها چگونه است و در چه شرایطی می تواند جریان را تحمل  یا قطع کند.

انواع کلید اتوماتیک بر اساس نوع کاربری

اگر نگاهی به کاتالوگ کلید اتوماتیک اشنایدر انداخته باشید، حتما با عبارت utilization category برخورد کرده اید. کلید های اتوماتیک بر اساس نوع کاربری دسته بندی شده اند و مطابق استاندارد IEC60947-2 کلیدها به دو دسته تقسیم می شوند.

گروه (Category A) : کلیدهایی هستند که بدون تأخیر زمانی در مدار استفاده می شوند. این کلیدها از نظر تحمل الکترودینامیکی عبور جریان اتصال کوتاه در مدت زمان مشخص بیشتر از زمانی که برای مکانیزم قطع و باز شدن کنتاکت ها لازم است، دارای تأخیر زمانی نیستند. پس در این کلید ها در قطع جریان اتصال کوتاه، هیچ تأخیر تنظیم شده ای مجاز نیست و هر چه سریع تر جریان اتصال کوتاه باید قطع شود. کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف کمپکت در دسته بندی A قرار می گیرند.

گروه (Category B) : کلید هایی در این دسته قرار می گیرند که از نظر تحمل الکترودینامیکی عبور جریان اتصال کوتاه در بازه زمانی بیشتر از زمانی که برای مکانیزم قطع و باز شدن کنتاکت ها لازم است (۵۰ میلی ثانیه)، این توانایی تحمل الکترودینامیکی را دارا هستند.

ساختار کلید اتوماتیک

ساختمان داخلی کلید اتوماتیک از سه کنتاکت اصلی (قدرت)، کنتاکت های فرعی (کمکی) و کنتاکت های جرقه ­گیر تشکیل شده است. شناخت و انتخاب درست کلید اتوماتیک در طراحی و بهره ­برداری از سیستم های الکتریکی بسیار مهم است. جنس بدنۀ کلید اتوماتیک  اشنایدر ( کلید کمپکت ) از قالب های تزریقی بسیار مستحکم ساخته شده است.

از جمله خصوصیات کلید اتوماتیک اشنایدر کوچک بودن ابعاد و پشتیبانی از حفاظت های لازم مدار در یک کلید است و یکی از مهمترین معایب آن عدم دسترسی آسان برای سرویس و تعمیر کلید است.

از قابلیت های کلید اتوماتیک می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :

• حفاظت های موتوری
• حفاظت تجهیزات فشار ضعیف در بخش مسکونی، اداری، تجاری و ساختمان های صنعتی
• دارای قابلیت اندازه گیری، پردازش و نمایش اطلاعات روی صفحه نمایشگر کلید یا روی درب تابلو
• مدیریت تأسیسات الکتریکی با ارتباط به نرم افزارهای مانیتورینگ در شبکۀ مدباس ( Modbus)

رنج جریان کلید اتوماتیک

کلید اتوماتیک اشنایدر به دو سری NSX و NS تقسیم می شود. این تقسیم بندی بر اساس بازۀ جریان این کلیدها و قدرت قطع آن ها انجام شده است. بازۀ جریان کلید اتوماتیک اشنایدر در حدود ۱۶، ۲۵، ۳۲، ۴۰، ۵۰، ۶۳، ۸۰، ۱۰۰، ۱۲۵، ۱۶۰، ۲۰۰، ۲۵۰، ۴۰۰، ۶۳۰، ۸۰۰، ۱۰۰۰، ۱۲۵۰ و  ۱۶۰۰ است.

هر دو سری این کلید در دو ردۀ سه پل و چهار پل تولید شده و با داشتن تجهیزات جانبی مناسب، توانایی کار در کلیه سیستم های برق رسانی و محافظت از کلیه وسایل را دارد.کلید اتوماتیک سری NSX از ۱۶ تا ۶۳۰ آمپر و با قدرت قطع ۲۵، ۳۶، ۵۰ و ۷۰ کیلو آمپر طراحی می شود و کلید های سری NS در بازۀ جریان ۸۰۰ تا ۱۶۰۰ آمپر و و در قدرت قطع ۵۰ و ۷۰ کیلو آمپر تولید می شود.

کلید اتوماتیک ۱۰۰ آمپر تا ۶۳۰ آمپر

در کلید اتوماتیک اشنایدر ۱۰۰ آمپر تا ۶۳۰ آمپر اشنایدر یعنی NSX100 تا NSX250، رله های حرارتی-مغناطیسی و الکترونیکی با هم قابل تعویض هستند و می توانند روی کلید اتوماتیک نصب شوند. بنابراین تغییر دادن نوع حفاظت در یک مدار به دنبال تغییر در تأسیسات به راحتی میسر است. همچنین در کلیدهای کمپکت NSX630، NSX400، رله الکترونیکی میکرولوجیک قابل تعویض است.

قدرت قطع کلید اتوماتیک

قدرت قطع کلید اتوماتیک اشنایدر یکی از مهمترین پارامترهای کلید است که نشان می دهد کلید تا جه جریانی را در مواجه با اتصال کوتاه تحمل می کند. این پارامتر وابسته به ولتاژ است. کلید کمپکت اشنایدر در قدرت قطع های مختلفی تولید می شود. حرف لاتین که بعد از رنج کلید می آید نشان دهندۀ قدرت قطع آن است. برای مثال NSX100F دارای قدرت قطع ۳۶ کیلو آمپر است. در نمودار زیر قدرت قطع در کلید کمپکت اشنایدر مدل NSX نشان داده شده است.

ظرفیت قطع Icu در ۴۱۵ ولت

برچسب رنگی روی کلید کمپکت اشنایدر نشان دهندۀ قدرت قطع

همانطور که در نمودار بالا مشاهده می کنید، اولین رده از پایین یا رده B، قدرت قطع ۲۵ کیلو آمپر است که کمپکت های تا سری NSX250 (به ترتیب NSX100 ،NSX160 و NSX250) آن را پشتیبانی می کنند و سری های بالاتر مانند NSX400 و NSX630، این رده قدرت قطع را ندارند.

نکتۀ قابل ذکر و مهم دیگر، رنگ زرد است که مخصوص این رده قدرت قطع در نظر گرفته شده و به صورت فنی در ساختار ظاهری کلید و روی پلاک مشخصات آن قابل رؤیت است. رده بعدی که با رنگ قرمز نمایان شده است، رده F با قدرت قطع ۳۶ کیلو آمپر است و تمامی بازۀ جریان کلیدها را شامل می شود. رده سوم نمودار فوق، رده N با قدرت قطع ۵۰ کیلو آمپر و با رنگ خاکستری قابل شناسایی است. این رده نیز همانند رده F، تمامی رنج های کمپکت را در بر می گیرد.

رده های بعدی به ترتیب عبارتند از رده H با قدرت قطع ۷۰ کیلو آمپر و با رنگ صورتی، رده S با قدرت قطع ۱۰۰ کیلو آمپر و با رنگ سبز، رده L با قدرت قطع ۱۵۰ کیلو آمپر و با رنگ آبی و نهایتاً رده R با قدرت قطع ۲۰۰ کیلو آمپر و با رنگ نارنجی. پرکاربردترین رده کلید اتوماتیک کمپکت، رده ۲۵ کیلو آمپر یا زرد رنگ است.

دسته بندی کلیدهای اتوماتیک از نظر قابلیت تنظیم 

همان طور که می دانید کلیدهای اتوماتیک از نظر قابلیت تنظیم و حفاظت در چند دسته قرار می گیرند.

• ثابت ( غیر قابل تنظیم )
• دارای قابلیت تنظیم رله حرارتی ( Ir جریان عملکرد رله حرارتی )
• دارای قابلیت تنظیم رله مغناطیسی ( Im جریان عملکرد رله مغناطیسی )
• دارای هر دو قابلیت تنظیم رله حرارتی و مغناطیسی

واحد حفاظتی کلید اتوماتیک

واحد حفاظتی حرارتی مغناطیسی

کلید اتوماتیک از باریکه ای بی متال با دقت بالا تشکیل شده است که وقتی جریان از بی متال می گذرد، گرم می شود. اگر عبور جریان از بی متال زیاد باشد، سبب خم شدن آن و نهایتاً قطع کنتاکت ها و قطع مدار می شود. علاوه بر بی متال که با حرارت عمل می کند، کلیدهای اتوماتیک دارای ترکیب مغناطیسی نیز هستند که در لحظۀ اتصالی مدار، سبب قطع کلید می شود.

کلید اتوماتیک اشنایدر در حفاظت  TM-D (حفاظت حرارتی یا اضافه بار) از طریق بی متال، برای تنظیم جریان اضافه بار یا افزایش حرارت ناشی از افزایش جریان مورد استفاده قرار می گیرد و عملکرد آن شبیه رله اضافه بار موتور می باشد. محدودۀ تنظیمی کلید کمپکت های اشنایدر بین ۷۰ تا ۱۰۰ درصد جریان نامی کلید است.

حفاظت اتصال کوتاه که توسط سیم پیچ های مغناطیسی کلید عمل می کند، در بازۀ کمپکت های تا ۱۶۰ آمپر ثابت است و در کمپکت های ۲۰۰ تا ۲۵۰ آمپر از ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی قابل تنظیم می باشد.

کلیدهای اتوماتیک کمپکت مدل MA مجهز به قسمت تریپ مغناطیسی، در حالات زیر به کار برده می شوند:

• حفاظت اتصال کوتاه سیم پیچ های ثانویه ترانسفورمرهای LV/LV، همراه حفاظت اضافه بار سمت اولیه ترانسفورمرها
• به منظور جای گزین کردن کلید جدا کننده در بالا دست تابلو، جهت فراهم کردن حفاظت اتصال کوتاه

کاربرد اصلی این کلیدها علاوه بر استفاده های حفاظت موتوری، در اتصالات همراه با رله حرارتی و کنتاکتور و موتور استارتر نیز هست.

منحنی مشخصۀ این کلید نشان می دهد که اگر جریان از حدی به اندازه Im بیشتر شود، نیروی میدان مغناطیسی سیم پیچ بر نیروی فنر رله مغناطیسی غلبه کرده و بلافاصله سیم پیچ را پایین می کشد و مدار قطع می شود.

واحد حفاظتی میکرولوجیک

واحد حفاظتی الکترونیکی یا میکرولوجیک در کلید کمپکت اشنایدر قابل تنظیم است این تنظیمات شامل تنظیمات مربوط به اضافه بار و اتصال کوتاه است. پارامترهای جریانی و زمانی متنوعی را بسته به نوع میکرولوجیک می توان تنظیم کرد. علاوه براین واحد حفاظتی میکرولوجیک در کلید کمپکت اشنایدر، حفاظت بالا دست تجهیزات الکتریکی را فراهم می کند.

واحد حفاظتی حرارتی – مغناطیسی یا الکترونیکی ؟

واحد حفاظتی حرارتی – مغناطیسی با استفاده از روش های معمول از مدار در برابر اضافه جریان و جریان اتصال کوتاه محافظت می‌ کند. اما امروزه بهینه سازی نصب و راه اندازی و مصرف انرژی پارامتر های مهمی هستند و از آنجایی که واحد حفاظتی الکترونیکی یا میکرولوجیک با اندازه گیری پارامتر های مدار همراه است، عملکرد بهتری در مقایسه با روش های قدیمی دارد.

واحد حفاظتی میکرولوجیک سرعت عملکرد و دقت بالاتری دارد. قابلیت تنظیم جریان و اندازه گیری پارامتر های مورد نیاز از ویژگی های این قطعه است. با استفاده از این اطلاعات می‌توان عملکرد و بهره وری سیستم را افزایش داد.

حفاظت کلید اتوماتیک

عملکرد حفاظتی کلید اتوماتیک اشنایدر را می توان توسط پیچ های تنظیم، تنظیم کرد. انواع حفاظت در کلید اتوماتیک به سه دسته تقسیم می‌شود:

• حفاظت در برابر اضافه بار

حفاظت حرارتی با حد آستانه قابل تنظیم

• حفاظت در برابر اتصال کوتاه

حفاظت مغناطیسی ثابت یا قابل تنظیم، بسته به رنج کلید اتوماتیک

• حفاظت پل چهارم کلید اتوماتیک

فقط در کلیدهای اتوماتیک چهارپل، رله می تواند:

از نوع ۴P 3D باشد (نول حفاظت نشده)

از نوع ۴P 3D +N/2 (حفاظت نول در ln 0.5) یا (۴P 4D حفاظت نول در ln) باشد.

حفاظت در برابر اضافه بار (حرارتی)

بازۀ دمای کلید اتوماتیک 

کلیدهای اتوماتیک کمپکت NSX اشنایدر، می تواند بین ۲۵- درجۀ سانتی گراد تا ۷۰ درجه سانتی گراد مورد استفاده قرار گیرند. برای دماهای بالاتر از ۴۰ درجۀ سانتی گراد تا ۶۰ درجۀ سانتی گراد کلید اتوماتیک مورد استفاده در حفاظت خطوط تغذیه موتورها و دستگاه ها باید در نقاط کاری پائین تری نسبت به آنچه در مشخصات آن آمده کار کنند. (Derating)

کلیدهای اتوماتیک کمپکت در شرایط عادی دمایی باید سرویس دوره ای شوند، به ویژه کلیدهای اتوماتیکی که در محدوده دمایی ۲۵- درجۀ سانتی گراد تا ۳۵- درجۀ سانتی گراد مورد استفاده قرار می گیرند (۴۰- درجۀ سانتی گراد برای بخش های کنترلی میکرولوجیک با صفحه LCD). محدودۀ مجاز دمایی برای نگهداری کلید اتوماتیک NSX اشنایدر در بسته بندی اصلی آنها بین ۵۰- درجۀ سانتی گراد تا ۸۵ درجۀ سانتی گراد است.

شرایط محیطی کلید اتوماتیک

کلیدهای اتوماتیک کمپکت NSX اشنایدر، تست های تعیین شده با استانداردهای زیر را برای شرایط آب و هوایی سخت پشت سر گذاشته اند:

• IEC68-2-1 – سرد و خشک (۵۶⁰درجه سانتیگراد)
• IEC68-2-2 – گرمای خشک (۸۵⁰ درجه سانتیگراد)
• IEC68-2-30 – گرمای مرطوب (رطوبت نسبی ۹۵% در دمای ۵۵⁰درجه سانتیگراد)
• IEC68-2-52 – گرد و غبار (سختی درجه ۲)

کلید اتوماتیک قابل تنظیم

کلید اتوماتیک اشنایدر در دو نوع قابل تنظیم و فیکس تهیه و تولید شده است. کلید اتوماتیک فیکس یا غیرقابل تنظیم برای جریان ثابتی طراحی شده است و امکان تغییر آن وجود ندارد. کلید اتوماتیک اشنایدر قابل تنظیم یا Moulded Case Circuit Breakers Adjustable Type Compact NSX یکی از کلیدهای پرکاربرد در کارخانه ها و ضنایع مختلف است. محدودۀ کلید کمپکت NSX اشنایدر تمام بازه های جریان از ۱۶ تا ۶۳۰ آمپر را پوشش می دهد. از NSX100 گرفته تا NSX630، کمپکت ثابت یا کشویی، عملکرد دستی یا الکتریکی، همگی در این بازۀ جریانی هستند. مهمترین گزینه برای تفکیک کلید اتوماتیک قابل تنظیم، جریان کاری آنها است. اما آیتم مهم و تأثیرگذار دیگر در انتخاب یک کلید اتوماتیک، قدرت قطع آن است.

اشنایدر الکتریک در ساخت کلیدهای کمپکت خود، ۷ رده برای قدرت در نظر گرفته است که به اختصار معرفی می شوند. این ۷ رده تنها در سری های NSX در نظر گرفته شده و در دیگر سری کلید کمپکت که با نام اختصاری NS شناخته می شود، رده های قدرت قطع متفاوت خواهد بود.

جدول انتخاب کلید اتوماتیک

استفاده از کلید اتوماتیک زمانی می تواند کاربردی باشد که بر اساس اصول فنی و با طراحی مناسب مورد استفاده قرار گیرد؛ در غیر این صورت هنگام بروز اتصال کوتاه و یا اضافه جریان، نه تنها کاربردی نخواهد بود، بلکه به علت عدم قطع به موقع آسیب های جبران ناپذیری به تجهیزات و مدارها وارد می کند. بنابراین انتخاب نوع، مقدار اسمی و قدرت قطع وسایل حفاظتی در یک مدار، برای جلوگیری از خطراتی نظیر آتش سوزی، اضافه بار و اتصال کوتاه ناشی از خطای اتفاق افتاده در سیستم الزامی است و ناظرین باید به آن توجه داشته باشند.

برای انتخاب کلید اتوماتیک اشنایدر باید به پلاک کلید اتوماتیک توجه و براساس مشخصات کلید اتوماتیک روی پلاک آن، کلید مورد نظر انتخاب شود. در ادامه موارد مطرح شده روی پلاک کلید اتوماتیک بررسی می شوند.

۱) نوع کالا: نوع کلید و قدرت قطع کلید کمپکت اشنایدر الکتریک

۲)  Ui: ولتاژ عایق بندی شده

۳) Uimp: مقدار ولتاژ پیک ضربه ای است که می تواند تا چند برابر ولتاژ نامی باشد.

۴) Ics: جریان اتصال کوتاهی است که کلید به دفعات قادر به قطع آن می باشد بدون آنکه کلید آسیبی ببیند.

۵) Icu: جریان اتصال کوتاهی است که کلید تنها یک بار بدون اینکه آسیبی ببیند قادر به قطع آن می باشد.

۶) Ue:  ولتاژ عملکرد یا ولتاژ بهره برداری است که به آن ولتاژ سرویس هم می گویند سطح این ولتاژ در شبکه فشار ضعیف ایران ۴۰۰V ولت است.

۷)  نماد مداری Circuit breaker که در نقشه های تابلو برق قابل شناسایی و پیگیری است.

۸)  استانداردی کلید کمپکت در آن معتبر است و عبارت است از IEC 60947-2

۹)  استانداردهای اصلی که با کلید اتوماتیک کمپکت مطابقت دارد.

۱۰) برچسب رنگی که نشانگر قدرت قطع کلید کمپکت است.

دو ردۀ قدرت قطع با رنگ های فیروزه ای و قهوه ای در تصویر بالا مشاهده می شود، که به ترتیب رنگ فیروزه ای با نماد HB1 و قدرت قطع ۷۵ کیلو آمپر و رنگ قهوه ای با نماد HB2 و قدرت قطع ۱۰۰ کیلو آمپر است. این دو رده قدرت قطع در ولتاژ ۶۹۰ ولت محقق می شوند در حالی که دیگر رده ها همگی در ولتاژ ۴۴۰ ولت قابل دستیابی هستند.

تفاوت دو تصویر فوق در این است که تصویر سمت راست مربوط به کلیدهای کمپکت قدیمی است و تصویر سمت چپ برای سری جدید کلیدهای کمپکت اشنایدر طراحی شده است.

پارامتر های مهم جریان در کلید اتوماتیک 

۱- حداکثر شدت جریان اتصال کوتاه در بدترین شرایط : پارامتر حداکثر شدت جریان اتصال کوتاه در بدترین شرایط :  این پارامتر بر روی تجهیزات حفاظتی ثبت شده است و برای محاسبه اتصال کوتاه جهت انتخاب شینه و مقره استفاده می شود. کنترل ایستادگی کابل ها و تجهیزات قطع و وصل، همچنین توانایی ایستادگی آن ها در برابر نیروهای دینامیکی و شرایط دمایی هم باید مد نظر قرار داد.

۲- حداقل شدت جریان اتصال کوتاه بین یک فاز و بدنه هادی حفاظتی در بدترین شرایط : این شدت جریان، برای کنترل تجهیزات حفاظتی (فیوز، کلید مینیاتوری، کلید اتوماتیک) به کار می رود و هدف از محاسبه آن دستیابی حداقل جریان اتصال کوتاه در برخورد یک فاز به هادی حفاظتی یا بدنه هادی، برای اطمینان از قطع مدار در مدت زمان ۰٫۴ ثانیه یا ۵ ثانیه (بسته به کاربرد مدار) و قبل از آسیب دیدگی سایر اجزاء مدار است.

۳- جریان نامی پیوسته (In): جریانی که پیش بینی می شود مدار در شرایط نامی از خود عبور دهد.

۴- اضافه بار (Ir): به اضافه جریانی گفته می شود که در مدار ایجاد شده است ولی اتصال کوتاه رخ نمی دهد و مدار توانایی تحمل آن را دارد. جریان بار تنظیمی یا جریان تنظیمی کلید برای کلیدهای اتوماتیک بین ۰٫۷ جریان نامی و خود جریان نامی کلید قابل تنظیم است.

۰٫۷ In < Ir <In

۵- جریان عملکرد (برای تجهیزات حفاظتی): جریان معینی که منجر به عملکرد حفاظت در زمان مشخص (از پیش تعیین شده) می شود.

۶- اضافه جریان: عبارتست از هر جریانی که بیشتر از مقدار نامی باشد. در مورد هادی ها، جریان نامی همان جریان مجاز هادی در نظر گرفته می شود.

۷- جریان مجاز: ماکزیمم جریانی که در شرایط معین می تواند برای مدت نامحدود از هادی عبور نماید بدون آنکه دمای آن در حالت دائمی از مرز مشخص تجاوز نماید.

۸- جریان اتصال کوتاه (Im): اضافه جریانی است که در اثر بروز اتصال کوتاه (که خود نتیجۀ قرار گرفتن یک امپدانس ناچیز بین قسمت های برق دار غیر هم پتانسیل است) در خلال کار عادی سیستم رخ می دهد. در کلیدهای اتوماتیک اشنایدر الکتریک، جریان اتصال کوتاه کلید بین ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی کلید، قابل تنظیم است.

۵ In < Im < 10 In

۹- آشکار سازی اضافه جریان: مکانیسمی که اگر جریان یک مدار برای مدت معینی از یک حد تعیین شده بیشتر شود، آن را تشخیص می دهد.

۱۰- جریان نشتی: جریانی است که در اثر اتصالی یا آسیب دیدن بخشی از مدار به وجود می آید و یا ایجاد مشکلات عایقی یا وجود هارمونیکی بین مدار الکتریکی و زمین یا بدنه هادی بیگانه، برقرار می شود. این جریان، جریانی است که از مسیر ناخواسته عبور می کند (جریان اتصال کوتاه جریان نشتی محسوب نمی شود).

۱۱- جریان باقیمانده: جمع جبری مقادیر آنی جریان هایی است که از همه هادی های برقدار یک مدار معین، در یک نقطه از تأسیسات الکتریکی عبور می کند. این جریان گاهی به غلط جریان اتصال به زمین نیز خوانده می شود.

۱۲- ظرفیت قطع نهایی کلید (Icu): بیانگر حداکثر مقدار موثر جریان اتصال کوتاهی است که کلید بدون تخریب شدن می تواند قطع کند. کلید بعد از ۳ دقیقه می تواند وصل مجدد شود.

۱۳- ظرفیت قطع سرویس کلید (Ics): جریان Ics ضعیف تر از Icu است و به صورت Rated Service Short Circuit Breaking نمایش داده می شود.

با در نظر گرفتن Ics به عنوان قدرت قطع اتصال کوتاه بهره برداری نامی و شرایط قابل سرویس تجهیز، Icu به عنوان قدرت قطع اتصال کوتاه نهایی نامی و شرایط غیر قابل سرویس تجهیز و Isc به عنوان جریان اتصال کوتاه، رابطه Isc≤Ics≤Icu باید همواره برقرار باشد.

برای حفاظت اضافه جریان بار ، جریان نامی کلید اتوماتیک باید به جریان بار نزدیک باشد یا نزدیک به آن تنظیم شود.

•    تأخیر بلند مدت کلید: بهتر است یادآوری کنیم منظور از این عبارت در زمان هایی است که با یک جریان بالای گذرا مانند زمان جریان اولیه یا راه اندازی موتور، رو به رو شویم. در این مواقع کلید اتوماتیک نباید جریان را به عنوان جریان خطا بشناسد و تریپ کند. این جریان پاسخ بار لحاظ می شود و کلید باید در یک مدت زمان مشخص جریان را از خود عبور دهد. اگر در مدت زمان طولانی کلید، جریان را عبور دهد خطا در راه اندازی موتور بوده است.
• جریان قطع کوتاه مدت مدار Isd: اگر بخواهیم توضیح مختصری در مورد قطع کوتاه مدت مدار بدهیم باید گفت، قطع کوتاه مدت به منظور selective یا ایجاد تمایز در سیستم به کار گرفته می شود. در زمان قطع کوتاه مدت، کلید میزان مشخصی از جریان را در یک مدت زمان کوتاه از خود عبور می دهد و در این زمان تجهیزات حفاظتی پایین دست می توانند بخشی از مدار که دچار اتصال کوتاه شده را بدون عمل کردن کلید بالا دست، از مدار جدا کنند. یا به عبارتی می توان گفت مقدار جریان اتصال کوتاهی که در صورت عبور آن از کلید حتی به مدت کوتاه، کلید مدار را قطع می کند، همان Isd است.
• Icw: حداکثر جریان اتصال کوتاه قابل تحمل کوتاه مدت کلیدها Icw نام دارد و به ازای بازۀ زمانی معین بیان می شود. به طور کلی این کلیدها دارای یک تأخیر زمانی کوتاه مدت و جریان نامی کوتاه مدت قابل تحمل هستند که قابلیت تنظیم دارند.

رله کنترلی کلید اتوماتیک

هرکدام از کلیدهای اتوماتیک NSX اشنایدر انواع مختلفی از حفاظت را بسته به نوع رلۀ انتخاب شده عرضه می کنند.

رله های کنترلی استاندارد

نشانگر مخصوص انواع مختلف خطا (اضافه بار، اتصال کوتاه و غیره)

رله های کنترلی انتخابی (Optional)

• آمپرمتر توکار
• حفاظت اتصال به زمین
• ارتباط: ارسال تمام اطلاعات راجع به عملکرد کلید اتوماتیک به سیستم کنترل توزیع الکتریکی و سیستم نظارت و اتوماسیون

قابلیت ارتباط کلید اتوماتیک

برای مجتمع سازی سیستم های نظارتی، کلیدهای اتوماتیک کمپکت NSX اشنایدر می توانند به سیستم های ارتباطی مجهز شوند. برای کمپکت NSX100 تا NSX630 دو راهکار وجود دارد:

۱-کلیدهای اتوماتیک NSX100 تا NSX630 مجهز به هریک از انواع رله

• یک بخش اندازه گیری TCUFI به همراه یک مولتی متر برای انجام تمام اندازه گیری ها در این حالت، یک مولتی متر با ورودی ماژول ورودی/خروجی می تواند برای نمایش وضعیت کنتاکت های مختلف و راه اندازی عملکرد کنترل از راه دور استفاده شود.
• شبکه Advents OTBModbusبا ورودی/خروجی مجتمع این بخش OTB، وضعیت همۀ کنتاکت های کمکی را توسط شبکه Modbus انتقال می دهد.

۲-کلیدهای اتوماتیک NSX400 تا NSX630 به همراه Modbus DC150

• رله الکترونیکی STR53VEیا STR43ME به همراه گزینه های ارتباطی
• کنتاکت های ارتباطی
  • مکانیزم موتوری ارتباطی کمپکت NSX630 تا NS1600

اشنایدر الکتریک تمامی جوانب حفاظتی محیط زیست را از شروع مرحله طراحی تا پایان عمر سرویس دهی در نظر گرفته است. طراحان کلیدهای اتوماتیک کمپکت NSX اشنایدر، برای حفاظت از محیط زیست تدابیر مهمی را در نظر گرفته اند. اکثر اجزاء قابل بازیافت هستند و قطعات کمپکت NSX100 تاNSX630 با علامت های مربوط به استانداردهای قابل اجرا مشخص شده اند.

کلیدهای اتوماتیک کمپکت NSX اشنایدر، تأیید شده برای کار در محیط هایی با درجه آلودگی III، مطابق استاندارد IEC 60947 می باشند (محیط های صنعتی). به علاوه، مواد به کار گرفته شده در کمپکت NSXو NS اشنایدر برای محیط زیست خطرناک نیستند، محصولات تولیدی مطابق استاندارد ISO14001 آلوده کننده محیط زیست نیستند، انرژی هدر رفته در هر یک از پل ها کم است و موجب کم شدن تلفات انرژی می شود و مواد به کار رفته برای تسهیل جدا سازی برای بازیافت در پایان عمر محصول، علامت گذاری شده اند.

نصب کلید اتوماتیک در تابلو برق

کلیدهای اتوماتیک کمپکت می توانند به صورت افقی، عمودی یا به پشت نصب شوند بدون آنکه تغییری در مشخصات آنها ایجاد شوند. طراحی این کلیدها به گونه ای است که به راحتی از پشت روی پانل نصب می شوند.

با برداشتن قاب جلویی کلید، سیم بندی تجهیزات کمکی امکان پذیر است. سیم ها از بخش در نظر گرفته شده جهت خروج، در قسمت فوقانی کلید اتوماتیک خارج می شوند.

روش نصب کلید های اتوماتیک داخل تابلو برق 

موقعیت نصب کلید اتوماتیک داخل تابلو برق روش نصب کیت پلاگین کلید اتوماتیک داخل تابلو برق

از جمله خصوصیات ظاهری این کلید در قسمت اتصالات این است که گام یا فاصلۀ مرکز پیچ هایی (دو پیچ) که جهت نصب لوازم جانبی کلید در بالا و پایین کلید وجود دارند(حاشیه دهانۀ هر لقمه در کلید)، ۳۵ میلی متر است.

دسته بندی حفاظت در برابر شوک الکتریکی در کلید اتوماتیک کمپکت

در مورد دسته بندی حفاظت در برابر شوک الکتریکی این تجهیز می توان گفت در دسته حفاظت کلاس Ⅱ قرار می گیرند. کلاس عایق بندی Ⅱ به معنی عایق بندی دوبل دارای عایق اولیه و ثانویه است. یعنی به جز عایق بندی اولیه یک عایق دیگر روی دستگاه کشیده شده است و یا از عایق تقویت شده استفاده می شود. بدنۀ خارجی این تجهیزات معمولاً روکش پلاستیکی است. نماد تجهیزات الکتریکی با حفاظت الکتریکی کلاس Ⅱ به شکل زیر است:

در تجهیزات کلاس Ⅱ، بدون نیاز به اتصال بدنه به زمین، هیچ خطایی نمی تواند باعث آن شود که ولتاژ خطرناکی در معرض تماس قرار گیرد و شوک الکتریکی ایجاد شود.

نصب کلید اتوماتیک در تابلو برق کلاس II

تمام کلیدهای اتوماتیک کمپکت NSX اشنایدر قابل دسترسی از جلو، کلاس II هستند. آنها می توانند روی درب تابلوهای کلاس II نصب شوند. (مطابق استاندارد IEC 60664)، بدون اینکه موجب کم شدن عایق بندی تابلو شوند. نصب آنها به هیچ عملیات ویژه ای احتیاج ندارد، حتی وقتی کلید اتوماتیک به دسته گردان یا مکانیزم موتوری تجهیز شده باشد.

هماهنگی در قطع بین تمام کلیدهای اتوماتیک 

هماهنگی در قطع بین تمام کلیدهای اتوماتیک اشنایدر NS و NSX و کلیۀ خطاها (اضافه بار، جریان های اتصال کوتاه کم و زیاد) در هرنوع واحد حفاظتی وجود دارد.

سازگاری کلید اتوماتیک اشنایدر با استانداردها

کلیدهای اتوماتیک کمپکت NSX و NS اشنایدر و  لوازم کمکی با موارد زیر سازگار هستند:

۱-قوانین بین المللی

• IEC60947-1 – قوانین عمومی
• IEC60947-2 – کلیدهای اتوماتیک
• IEC60947-3 – سوئیچ ها، قطع کننده ها، سوئیچ- قطع کننده ها و غیره
• IEC60947-4 – کنتاکتورها و استارترهای موتور
• IEC60947-5.1 – به بعد – دستگاه های کنترل مدار و عناصر سوئیچینگ ، اجزا کنترل اتوماتیک

۲-استانداردهای اروپای (EN60947-1 ، EN60947-2) و ملی مربوطه

• NF فرانسه
• VDE آلمان
• BS انگلستان
• AS استرالیا
• CEI ایتالیا

۳-مشخصات کمپانی

کمپانی های رده بندی دریایی Veritas ، Lioyds Register of shipping ،Det Norske ،…

۴-استاندارد فرانسویNF C79-130  و توصیه نامه های صادر شده توسط CNOMO ، سازمان حفاظت ابزارهای ماشینی

استاندارد محیطی ROHS:

بخشی از راه کار اشنایدر الکتریک برای بهینه سازی مصرف انرژی، طراحی کلیدهای کمپکت NSX است. طراحی این کلیدها به نحوی است که به آسانی پس از پایان عمرشان قابل بازیافت هستند. از جمله استانداردهای محیطی استاندارد ROHS است. این استاندارد معرف قانونی است که در اروپا جهت محدودیت استفاده از مواد خطرناک در وسایل الکتریکی و الکترونیکی وضع شده است. مطابق با این قانون وجود ۶ مادۀ پر خطر برای سلامتی انسان و طبیعت در تجهیزات و محصولات الکتریکی و قطعات کامپیوتری ممنوع است.این ۶ ماده شامل سرب، جیوه، کادمیم، BDE و PBB است.

درجه حفاظت کلید اتوماتیک

مطابق استاندارد IEC 60529 (درجه حفاظت IP) و EN 50102 (درجه حفاظت در مقابل ضربات مکانیکی) تمام کلیدهای اتوماتیک کمپکت NSX اشنایدر برای عایق سازی مطابق استاندارد IEC 60947-2 مناسب هستند :

• عدم وجود جریان نشتی
• قابلیت اطمینان مکانیکی سیستم نشانگر موقعیت
• ظرفیت تحمل اضافه ولتاژ بین اتصالات بالایی و پائینی
• قفل ها نمی توانند نصب شوند مگر اینکه کنتاکت ها باز باشند.
• وضعیت قطع (عایق شده) مربوط به وضعیت (OFF) می باشند.
• نصب دسته گردان یا مکانیزم موتوری، سیستم نشانگر موقعیت را تحت تأثیر قرار نمی دهد.
• دستۀ عملگر نمی تواند وضعیت (OFF) را نشان دهد تا وقتی که کنتاکت ها به طور مؤثر باز شده باشند.

 درجه حفاظت این تجهیز براساس استاندارد IEC60529، میزان IP40 تعریف شده است. این بدین معنی است که این کلید در زمینۀ حفاظت در برابر نفوذ اشیاء و اجسام خارجی، جهت حفاظت برای اجسام سخت با قطر بیش از ۱٫۵ میلی متر و یا حفاظت برای سیم ها یا تسمه ها با ضخامت بیش از یک میلی متر مناسب است. در  صورتی که این تجهیز حفاظت ویژه ای در برابر آب و رطوبت ندارد.

درجه حفاظت IK

اگر کاتالوگ مربوط به کلیدهای اتوماتیک کمپکت اشنایدر را مشاهده کنید با پارامتر درجه حفاظت IK رو به رو می شوید. در مورد این پارامتر باید گفت که استاندارد IEC62262 یک کد IK معرفی کرده است که نشان دهندۀ ظرفیت تجهیزات به منظور مقابله با تأثیرات مکانیکی، از همه نظر است. بهتر است بگوییم کد IK یک استاندارد بین المللی است که میزان مقاومت محفظۀ مورد استفاده در تجهیزات الکترونیکی را در برابر تأثیر ضربات مکانیکی خارجی به صورت استاندارد تعریف می کند.

استاندارد IK به صورت IK XX نمایش داده می شود که XX می تواند بین ۰۰ تا ۱۰ متغیر باشد. انرژی ضربه برحسب ژول، فاصلۀ وزنه از محفظه بر حسب میلی متر و جرم وزنه بر حسب کیلوگرم از معیارهای اساسی این آزمون به حساب می آیند.

   هنگامی که استاندارد IK به صورت IK07 نمایش داده می شود، منظور این است که انرژی اثرگذاری کمتر از ۲ ژول باشد. یعنی محافظت شده در برابر رها شدن جسمی معادل ۵۰۰ گرم از ارتفاع ۴۰ سانتی متر.

دوام مکانیکی کلید اتوماتیک کمپکت

کلیدهای اتوماتیک به دلیل دارا بودن قسمت های متحرک، بین قسمت های ثابت و متحرک اصطکاک و سایش ایجاد می کند. طول عمر مکانیکی کلید بستگی به تعداد دفعات قطع و وصل کلید دارد. به طور مثال دوام مکانیکی کلیدهای کمپکت اشنایدر سری NSX100، میزان ۵۰۰۰۰ سیکل قطع و وصل کلید است و همین پارامتر در مورد کلیدهای سری NSX160، میزان ۴۰۰۰۰ بار و در مورد کلیدهای سری NSX250، میزان ۲۰۰۰۰ بار در کاتالوگ آن ها ذکر شده است.

وضعیت کلید و دسته گردان در کلید اتوماتیک

(I (ON: مدار کلید کمپکت بسته است و این موقعیت به صورت دستی ایجاد می شود.

(O (OFF: مدار کلید کمپکت باز است و این موقعیت به صورت دستی ایجاد می شود.

Trip: مدار کلید کمپکت متوقف شده است و این موقعیت توسط حفاظت کلید ایجاد می شود.

• حالت مکانیزم موتوری در کلید اتوماتیک

(I (ON: مدار کلید کمپکت بسته است و این موقعیت به صورت اتوماتیک ایجاد می شود.

(O (OFF: مدار کلید کمپکت باز است و این موقعیت به صورت اتوماتیک ایجاد می شود.

کلید اتوماتیک مرلن ژرن

کلید اتوماتیک کمپکت اشنایدر الکتریک که سابق براین تحت عنوان کلید اتوماتیک مرلن ژرن به بازار عرضه می شده است و از سال ۲۰۰۹ به برند اشنایدر تغییر نام داده است.