بررسی تفاوت فیوز، کلید مینیاتوری و کلید اتوماتیک : مقدار جریانی که از هر سیم می گذرد، با به کار بردن وسایل حفاظتی جریان اضافی، حداکثر تا جریان مجاز هر سیم محدود می شود. دو نوع از آنها استفاده عمومی دارند: فیوزها و کلیدهای خودکار. که هر دو برحسب آمپر طبقه بندی شده اند. هرگونه وسیلۀ حفاظتی که برای حفاظت جریان اضافی استفاده می شود، نباید جریان نامی بیش از جریان مجاز رسانای محافظت شده داشته باشد. مثلاً اگر جریان مجاز سیم نمرۀ ۲٫۵ و ۲۰ آمپر است، کلید اتوماتیک یا فیوزی که برای حفاظت این سیم به کار می رود نباید جریان نامی اش بیشتر از ۲۰ آمپر باشد.
وقتی دو سیم با دو اندازه متفاوت به یکدیگر وصل می شوند (مثلاً وقتی سیم نمرۀ ۶ خارج ساختمان به سیم نمرۀ ۱٫۵ داخل بنا وصل می شود)، وسیلۀ حفاظتی جریان اضافی باید مناسب حفاظت سیم با مقطع کمتر باشد. البته یک وسیلۀ حفاظت مناسب برای سیم بزرگتر، می تواند در نقطۀ ابتدا نصب شود؛ به شرطی که برای سیم کوچکتر، وسیلۀ حفاظت با جریان کمتر و در جایی که قطر سیم کم شده است به کار رفته باشد. به طور کلی فیوز، کلید مینیاتوری و کلید اتوماتیک از تجهیزات حفاظتی به منظور حفاظت اضافه بار به شمار می آیند. برای بررسی بیشتر هر کدام و بررسی تفاوت فیوز، کلید مینیاتوری و کلید اتوماتیک تا انتهای مقاله با فرنام الکتریک همراه باشید.
تفاوت فیوز، کلید مینیاتوری و کلید اتوماتیک : وسایل کنترل اضافه جریان
برای کنترل جریان زیاد از وسایل زیر استفاده می شود:
- فیوز (تند سوز و کند سوز)
- کلید مینیاتوری MCB
- کلید اتوماتیک MCCB
1) فیوز (Fuse):
یک فیوز یک مؤلفه حفاظتی در سیستم‌های الکتریکی است. هدف اصلی فیوز جلوگیری از افزایش جریان بیش از حد در یک مدار الکتریکی و جلوگیری از خرابی و خطرات ناشی از آن است. فیوزها به‌صورت مقطع شده عمل می‌کنند، به این معنا که اگر جریان در مدار بیش از حد مجاز افزایش یابد، فیوز به طور خودکار قطع می‌شود و جریان را قطع می‌کند.
فیوزها به طور معمول از جنس یک تیوپ شیشه‌ای با یک‌مهره فلزی در داخل تشکیل شده‌اند. تیوپ شیشه‌ای در صورت افزایش جریان تبدیل به یک بخار فشرده می‌شود و مسیر جریان را قطع می‌کند. این رشتۀ فلزی در بدنۀ مناسبی قرار دارد تا در صورت سوختن فیوز، از پخش فلز مذاب جلوگیری کرده و تعویض آن را آسان می‌کند.
فیوزی که جریان نامی آن ۱۶ آمپر است، برای عبور برق ۱۶ آمپر آزمایش می‌شود. وقتی که بیش از ۱۶ آمپر از آن عبور داده شود، تکه سیم داخل فیوز ذوب خواهد شد (فیوز می‌سوزد). این عمل درست مانند قطع کلید یا بریدن سیم است. هرچه مقدار جریان اضافی بیشتر باشد، فیوز سریع‌تر می‌سوزد. معمول‌ترین نوع آنها، فیوز فشنگی است. پایه فیوز شبیه پایه لامپ معمولی است. این وسیله، اولین‌بار توسط توماس ادیسون در سال ۱۸۹۰ میلادی ثبت اختراع شد.
2) کلید فیوز (Fuse key):
بسیاری از حوادثی که در شبکۀ فشار ضعیف منجر به برق گرفتگی می شود مربوط به قوس الکتریکی است که در موقع تعویض فیوز یعنی در هنگام درآوردن فیوز زیر بار و یا جا انداختن آن در زیر جریان اتصال کوتاه به وجود می آید. لذا برای جلوگیری از خطراتی که در موقع تعویض فیوزها در شبکه فشار ضعیف پیش می آید، بهتر و مناسب تر است که به جای کلید و فیوز از کلید فیوز استفاده کنید.
در کلید فیوزها، فیوزها بر روی در کلید سوار شده و با باز کردن در کلید، فیوزها از شبکه جدا می شوند که می توان با بیرون آوردن در کلید، نسبت به تعویض فیوزها اقدام کرد. پس از تعویض فیوزها نیز، در کلید در داخل مجموعه جا زده شده و با بستن آن، فیوزها در شبکه قرار می گیرند. در مواقعی که جریان اتصال کوتاه شبکه یا مصرف کننده پشت فیوز خیلی زیاد باشد، اجباراً به خاطر قدرت قطع مناسب باید از کلید فیوزها استفاده شود. کلید فیوز نسبت به کلیدهای خودکار ارزان تر و از لحاظ جایگیری و ابعاد کوچک تر است. بنابراین راحت بودن تعویض فیوزها و عدم باز کردن در تابلو، در موقع تعویض فیوزها از مزایای مهم کلید فیوز به شمار می رود.
این کلید نوعی کلید به همراه فیوز است و در زمان اتصال کوتاه مدار، کلید قطع می شود و برای وصل مجدد آن باید اهرم آن را به سمت بالا بزنیم. این کلید به صورت تکی، دوتایی، سه تایی و چهارتایی در بازار یافت می شود. در کلیدهای اتوماتیک دوتایی، سه تایی و یا چهارتایی، در زمان اتصال کوتاه در مسیر یکی از کلیدها، تمامی کلیدها با هم قطع خواهند شد.
از این کلیدها اغلب در تابلوهای برق خانگی و یا در جاهایی که مصرف پایین است استفاده می شود در ساختمان داخلی این نوع از کلید، یک رله وجود دارد که جریان مصرف کننده به طور مستقیم از پیچ این رله عبور می کند در صورتی که جریان از مقدار مشخصی بیش تر شد، رله جذب کرده و اهرم نگه دارنده کلید اصلی را رها می کند و به کمک فنر کنتاکت های کلید اصلی قطع می شوند و بدین وسیله کلید قطع می شود.
3) کلید مینیاتوری (Miniature Circuit Breaker – MCB):
کلید مینیاتوری یکی از ابزارهای حفاظتی است که می تواند جریان ۲ تا ۶۳ آمپر را در مصارف خانگی و صنعتی و تجاری حفاظت کند. این کلید دارای سه مشخصه زیر است:
- محدود کنندگی جریان.
- حفاظت در برابر اضافه جریان (Over Load).
- حفاظت در برابر اتصال کوتاه (Short Circuit).
عملکرد داخلی کلید مینیاتوری:
یک فیوز از این دو نوع مکانیزم برای عملکرد خود استفاده می کند…
- عملکرد بی متالی برای حفاظت اضافه بار: تشخیص جریان اضافه بار به عهده یک فلز (بی متال) است که به وسیلۀ عبور جریان مدت دار بیش از جریان نامی، گرم شده و بر اثر خم شدن باعث عمل کنتاکت فیوز شده و مدار را قطع می کند.
- عملکرد مغناطیسی جهت حفاظت از اتصال کوتاه: جریان اتصال کوتاه به وسیلۀ سیم پیچ که دارای تعداد دور کم و قطر زیاد است به صورت مغناطیسی تشخیص داده شده و فیوز مینیاتوری عمل می کند.
از کلیدهای مینیاتوری تند کار جهت مدارهای روشنایی (غیر موتوری) و از کلیدهای مینیاتوری کند کار جهت مدارهای موتوری استفاده می شود. مزیت فیوزهای مینیاتوری در این است که فضای کم تری می گیرند و می توان آنها را کنار هم به صورت ردیفی چید. از این کلیدها می توان در منازل استفاده کرد و قسمت های مختلف ساختمان را از مسیر آنها تغذیه کرد تا چنان چه اشکالی در قسمتی از ساختمان به وجود آمد، باعث قطع کامل جریان نشود. کلید مینیاتوری مورد استفاده در منازل، در تابلوهای کوچک قرار می گیرند. امروزه در ساختمان ها از فیوزهای مینیاتوری استفاده می شود. فیوزهای مینیاتوری در داخل جعبه تقسیمی که در هر واحد آپارتمانی تعبیه شده اند قرار می گیرند.
تفاوت فیوز، کلید مینیاتوری و کلید اتوماتیک: تفاوت کلید مینیاتوری و کلید فیوز
- از نظر سرعت عمل کلید فیوز سریع تر از کلید مینیاتوری عمل می کند.
- کلید فیوز از سیم فلزی تشکیل شده است و معمولا جنس آن از مس، آلومینیوم ،قلع، سرب، نقره و غیره تشکیل شده که در صورت وجود خرابی ذوب می گردد. اما در مقابل آن کلید مینیاتوری از یک هسته الکترومغناطیسی با ساختار پیستون جهت حفاظت مقابل اتصال کوتاه و یک نوار دو فلزی جهت حفاظت مقابل اضافه بار تشکیل شده است.
- همه کلید فیوزها به جز آن دسته که دارای قابلیت سیم کشی مجدد هستند، پس از رفع عیوب قابلت استفاده مجدد ندارند ام در مقابل آن کلیدهای مینیاتوری یا MCB ها را می توان پس از قطع مجدد استفاده کرد.
- از نظر قیمت نیز می توان گفت کلید فیوزها از کلید مینیاتوری دارای قیمت مناسب تری هستند.
- زمان قطع کلیدهای مینیاتوری ۲۰ میلی ثانیه و فیوزها معمولا ۲ میلی ثانیه است.
- کلید مینیاتوری به دمای محیط وابسته هستند اما کلید فیوز از دمای محیط مستقل نیستند.
- ظرفیت شکست کلید فیوزها در مقایسه قطع کننده مدار کم تر است.
- عملکرد فیوزها اتوماتیک است، اما کلید مینیاتوری هم به صورت دستی و هم به صورت خودکار می تواند کار کند.
مزایای استفاده از فیوز الکتریکی و کلید مینیاتوری
- عملکرد آن کاملاً خودکار است و در مقایسه با قطع کننده های مدار به زمان کمتری نیاز دارد.
- ویژگی جریان معکوس در آن، استفاده از آن را برای محافظت در برابر اضافه بار امکان پذیر می کند.
- اندازه های کوچکتر عنصر فیوز در شرایط اتصال کوتاه اثر محدود کننده جریان را تحمیل می کند.
- فیوزها ارزان ترین نوع حفاظت هستند و به هرگونه نگهداری نیاز دارند.
تفاوت فیوز، کلید مینیاتوری و کلید اتوماتیک: تفاوت کلید مینیاتوری و کلید اتوماتیک:
با توجه به اینکه کلیدهای مینیاتوری نیز این کار را انجام می‌دهند، این سؤال مطرح می‌شود، چرا و چه زمانی باید از کلیدهای اتوماتیک استفاده نمود؟
در زیر به مقایسه مینیاتوری و کلید اتوماتیک می‌پردازیم:
رنج جریانی
رنج رایج برای کلیدهای مینیاتوری بین ۰٫۵ تا ۶۳ آمپر است، درحالی‌که رنج جریانی کلیدهای اتوماتیک از ۲۵ آمپر شروع‌شده و معمولاً تا ۱۶۰۰آمپر نیز تولید می‌گردد.
کلیدهای اتوماتیک معمولاً دارای یک عقربه تنظیم در زیر کلید هستند که امکان تنظیم میزان دقیق جریان عملکرد کلید را برای هر دو حفاظت حرارتی و مغناطیسی مهیا می‌سازد. این در حالی است که کلیدهای مینیاتوری دارای رنجی ثابت هستند.
قدرت قطع
طبق تعریف، قدرت قطع کلیدهای حفاظتی، ماکزیمم جریان مؤثری است که آن کلید قادر به قطع آن است. بنابراین چنانچه کلیدی از قدرت قطع پائین تری نسبت به ماکزیمم جریان اتصال کوتاه شبکه برخوردار باشد در عمل قادر به قطع جریان اتصال کوتاه نبوده و خود نیز دچار آسیب می‌گردد.
کلیدهای مینیاتوری با قدرت قطع بالای ۱۵kA به‌ندرت ساخته می‌شوند. این در حالی است که قدرت قطع کلیدهای اتوماتیک معمولاً بالای ۲۵ کیلو آمپر است و برای بعضی رنج‌ها تا ۷۰ الی ۱۰۰ کیلو آمپر نیز می‌رسد. از این‌سو محدودیت قدرت قطع در کلیدهای مینیاتوری استفاده از آنها را برای بارهایی که نیاز به قدرت قطع بالا دارند (بارهای غیر اهمی مانند موتورها) محدود خواهد کرد.
نوع حفاظت
همان‌طور که می‌دانید کلیدهای مینیاتوری تنها دارای یک نوع حفاظت (حفاظت مغناطیسی) برای بار هستند. لذا تنها در صورت بروز اتصال کوتاه، مدار را قطع خواهند کرد. در سوی دیگر کلیدهای اتوماتیک می‌توانند هر دو نوع حفاظت الکتریکی و حرارتی را برای بار ایجاد کنند. این قابلیت سبب خواهد شد که استفاده از کلیدهای مینیاتوری برای بارهای موتوری به‌شدت محدود شود و تنها برای بارهای بسیار کوچک قابل‌استفاده باشد.
تجهیزات جانبی
وسعت تجهیزات جانبی برای یک کلید اتوماتیک ( مانند کنتاکت کمکی و کنتاکت خطا، شافت واسط کلید گردان و …) به‌مراتب از یک کلید مینیاتوری بیشتر است. این خصوصیت این قابلیت را به کلید می‌دهد که رنج وسیعی از حفاظت‌ها و نظارت‌ها را برای بار فراهم کند. گرچه کلیدهای مینیاتوری هم دارای تعداد محدودی از تجهیزات جانبی هستند اما تهیه آنها تا به‌مراتب مشکل‌تر است و با توجه به قیمت بالای آنها مقرون‌به‌صرفه نخواهد بود.
عملکرد در صورت بروز خطا
یکی از قابلیت‌های مهم کلیدهای اتوماتیک سه‌حالته بودن سوئیچ آن‌هاست, به این صورت که در صورت بروز خطا در یک کلید اتوماتیک کلید به‌جای قرار گرفتن در حالت قطع در حالت خطا قرار خواهد گرفت و این خصوصیت امکان مشاهده بروز قطعی مدار و بازشناختن علت آن (قطع دستی یا بروز خطا) را به ما خواهد داد. این در حالی است که کلیدهای مینیاتوری تنها دارای دو حالت عملکرد باز و بسته هستند.
قابلیت کنترل خودکار یا از راه دور
با استفاده از اضافه کردن یک مکانیزم موتوری به کلید اتوماتیک می‌توان این قابلیت را برای آن به وجود آورد که از راه دور یا به‌وسیله یک سامانه الکتریکی باز یا بسته شود. گرچه بهای بالای آن استفاده از آن را به‌شدت محدود کرده اما کلیدهای مینیاتوری به‌هیچ‌عنوان دارای چنین قابلیتی نیستند و برای قطع و وصل از راه دور باید از کنتاکتور در مدار آنها استفاده کرد.
استاندارد
استاندارد ۱۱۰ که معمولاً از سوی طراحان به‌عنوان منبع مورداستفاده قرار می‌گیرد صریحاً به این نکته اشاره‌کرده است که در یک تابلوی برق خروجی‌هایی که خود به یک تابلوی توزیع‌کننده کوچکتر متصل می‌شوند باید با کلید اتوماتیک حفاظت گردند. البته باید توجه داشت که استفاده از کلید مینیاتوری به‌عنوان حفاظت ورودی تابلوهای کوچک مجاز است.