در سیستم‌های برق صنعتی و تجاری، استفاده از کلیدهای اتوماتیک جهت حفاظت و کنترل مدارهای الکتریکی بسیار رایج است. دو نوع متداول از این کلیدها، کلید اتوماتیک و کلید هوایی می‌باشند. هر دو این نوع کلیدها دارای ویژگی‌های منحصر به فردی هستند که آنها را از سایر انواع کلیدها متمایز می‌کند.
در این مقاله، به بررسی ویژگی مشترک بین کلیدهای اتوماتیک کامپکت MCCB و کلیدهای اتوماتیک هوایی ACB می‌پردازیم. این ویژگی‌ها، ارزشمندی بسیار برای مهندسان برق و تکنسین‌های حوزه برق دارند و در انتخاب و استفاده از مناسب‌ترین کلید برای هر نوع نیاز الکتریکی بسیار موثر هستند.
با ما همراه باشید تا در این مقاله به بررسی دقیق و شفاف ویژگی‌های مشترک بین این دو نوع کلید اتوماتیک بپردازیم و درک بهتری از عملکرد و کاربردهای آنها در صنعت برق کسب کنیم. این مقاله به تشریح ویژگی کلیدهای اتوماتیک کامپکت MCCB و کلیدهای اتوماتیک هوایی ACB خواهد پرداخت و نکات مهم و مزایا و معایب هر یک از این ویژگی‌ها را بررسی خواهیم کرد با فرنام الکتریک همراه باشید.
کلید هوایی چیست؟
کلیدهای هوایی یا Air Circuit Breaker که به اختصار ACB خوانده می‌شوند؛ نوعی کلید اتوماتیک فشار ضعیف هستند که در جریان‌های بالا (عموماً 630 الی 6300 آمپر) ساخته و مورد استفاده قرار می‌گیرند. علت نام گذاری آنها به نام کلید هوایی به نحوه عملکرد این کلیدها باز میگردد. مکانیزم سیستم اطفاء جرقه در کلیدهای هوایی، در هوای آزاد است. این کلیدها علاوه بر قطع و وصل خط، حفاظت از شبکه را نیز پوشش می‌دهند و به دلیل داشتن رله‌های میکرولوجیک الکترونیکی از شبکه برق ما در برابر اتصال کوتاه، نوسان ولتاژ، کاهش و افزایش فرکانس، اضافه بار، افزایش حرارت تجهیزات خط، خارج شدن ژنراتورها از حالت سنکرون و … محافظت می‌کنند.
قدرت قطع در کلیدهای هوایی به نسبت میزان جریان کاری بالایی که دارند؛ بسیار بالاست.کلیدهای هوایی برخلاف فیوزها که تنها یکبار عمل می‌کنند؛ می‌توانند پس از انجام عمل حفاظت به صورت دستی یا اتوماتیک به مدار باز گردند. کلیدهای هوایی به طور کلی در بازار به دو دسته فیکس و کشویی تقسیم بندی می‌شوند که دارای موتور به منظور استفاده در راه اندازی خودکار و یا بدون موتور هستند. کلیدهای هوایی دارای تجهیزات جانبی فراوانی هستند که یکی از مهمترین آنها، رله‌های میکرولوجیک مختلف به منظور داشتن محافظت‌های مختلف در شبکه مدار می‌باشد.
کلید اتوماتیک کامپکت (کمپکت) چیست؟
کلید اتوماتیک کامپکت یک کلید سه وضعیتی بوده که ابعاد کوچکتری نسبت به کلیدهای هوایی و دژنکتور های قدرت دارد. این کلید جریان‌های کاری پایین را به خوبی پوشش می‌دهد به طوری که محدوده عملیاتی آنها از 16 الی 1600 آمپر است. کلیدهای کامپکت دارای قدرت قطع پایین‌تری نسبت به کلیدهای هوایی هستند. کلیدهای اتوماتیک در انواع تک پل تا چهار پل ساخته می‌شوند و نمونه‌های دو پل و چهارپل به منظور حفاظت از نول در کنار فازهای دیگر ساخته شده است. وظیفه اصلی این کلید حفاظت از مدار پایین دست کلید در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه است. البته با قرار دادن دیگر متعلقات و تجهیزات جانبی به این کلید می‌توان حفاظت‌های دیگری مانند افت ولتاژ، بالا رفتن دمای تجهیزات و … را نیز به آن اضافه کرد.
کلیدهای اتوماتیک کامپکت بر اساس ساختار رله‌های داخلی‌شان تقسیم بندی می‌شوند، در نتیجه کلیدهای اتوماتیک به دو دسته کلی فیکس و قابل تنظیم دسته بندی می‌شوند. کلیدهای اتوماتیک کامپکت فیکس به کلیدهایی اطلاق می‌شود که رله حرارتی و مغناطیسی آنها قابلیت تنظیم ندارد. در مقابل کلیدهای اتوماتیک کامپکت قابل تنظیم، آن دسته از کلیدهایی است که در آن رله حرارتی و مغناطیسی هردو یا یکی از این دو قابل تنظیم‌اند.
بر این اساس مثلاً یک کلید اتوماتیک کامپکت قابل تنظیم 20 آمپر را می‌توان در محدوده 18 الی 20 آمپر تنظیم نمود. در نهایت و در جدیدترین حالت، کلیدهای اتوماتیک کامپکت قابل تنظیم الکترونیکی را داریم که شباهت بیشتری به کلیدهای هوایی دارند، این کلیدها برای امر حفاظت، مشابه با کلیدهای هوایی، از رله میکرولاجیک بهره می‌برند. کلیدهای اتوماتیک کامپکت مشابه با کلیدهای هوایی دارای تنوع در تجهیزات جانبی هستند و این امکان را به اپراتور می‌دهند که به صورت دستی یا اتوماتیک کنترل شوند.
تفاوت کلید هوایی با کلید اتومات چیست؟
کلید هوایی و کلید اتوماتیک به لحاظ کاربرد هر دو در زیر دسته بریکر های مدار هستند ، اما تفاوت هایی دارند که از مهم ترین آن ها می توان به این موارد اشاره کرد:
- سایز و ابعاد : کلید هوایی به لحاظ ابعادی بزرگتر از کلید های کامپکت هستند و در نوع استفاده باید این مورد را در نظر گرفت
- جریان نامی: کلید های کمپکت معمولا از جریان های بسیار پایین (حتی 2 آمپر) تا 3200 آمپر (عموما تا 1600 استفاده می شوند) قابل سفارش هستند اما کلید های هوایی از 400 و یا 630 آمپر تا 6300 آمپر قابل استفاده اند.
- ظرفیت قطع: قدرت قطع و یا ظرفیت قطع (breaking capacity) کلید های اتوماتیک عموما از 16 کیلو آمپر تا 120 کیلو آمپر (معمولا در نهایت تا 55 یا 70 کیلو آمپر استفاده میگردد) بسته به برند آن تولید میگردد ولی در کلید هوایی معمولا حداقل آن 42 کیلو آمپر بوده و تا 120 کیلو آمپر هم قابل سفارش هستند.
- تریپ یونیت : قسمت تریپ یونیت کلید که بیشتر وظیفه بررسی حفاظت مدار را بعهده دارد در کلید های اتوماتیک هم می تواند بصورت حرارتی-مغناطیسی باشد و هم الکترونیکی (عمدتا بصورت حرارتی مغناطیسی استفاده می شود مگر در پروژه های خاص) اما در کلید های هوایی بصورت الکترونیکی است و معمولا پارامترهای بیشتری را با دقت بالاتر پایش می کنند.
- محل نصب: محل نصب کلید هایی معمولا مستقیما پس از ترانس یا ژنراتور می باشد (بدلیل جریان بالا) ولی کلید های اتوماتیک برای بعد از تابلو کلید هوایی استفاده میگردد.
- باسبار : یکی از دلایلی که در ابتدای مدار از کلید هوایی استفاده میگردد بزرگ بودن شینه مسی ورودی است که نمی توان از کلید اتوماتیک بدلیل کوچکتر بودن آن استفاده کرد.
ویژگی مشترک کلید اتوماتیک و کلید هوایی
کلید اتوماتیک کامپکت MCCB (Molded Case Circuit Breaker) و کلید هوایی ACB (Air Circuit Breaker) دو نوع کلید حفاظت از مدارهای الکتریکی هستند که برخی ویژگی‌های مشترک را دارند. در زیر هفت ویژگی مشترک این دو نوع کلید را بررسی می‌کنیم:
قابلیت قطع و وصل قدرتمند
هر دو نوع کلید (MCCB و ACB) قابلیت قطع و وصل قوی و قدرتمند را دارند. آنها قادر به قطع جریان بالا در مدارهای الکتریکی هستند و می‌توانند بارهای سنگین را به صورت اتوماتیک قطع کنند.
قابلیت قطع و وصل قدرتمند یکی از ویژگی‌های مهم کلیدهای اتوماتیک کامپکت MCCB و کلیدهای اتوماتیک هوایی ACB است. این قابلیت به آنها امکان می‌دهد که در مدارهای الکتریکی با جریان بالا به طور قدرتمند عمل کنند و جریان را بلافاصله قطع کنند. برخلاف سایر کلیدها، این دو نوع کلید قادر به تحمل جریان‌های بسیار بالا هستند و قدرت قطع جریان را به خوبی اجرا می‌کنند.
کلیدهای اتوماتیک کامپکت MCCB با استفاده از مکانیزم‌های مغناطیسی و حرارتی، قدرت قطع جریان را تنظیم می‌کنند. آنها قادر به تشخیص جریان بیش از حد در مدارها هستند و در صورت بروز برق‌های کوتاه یا بارهای بیش از اندازه، جریان را قطع می‌کنند. این قابلیت آنها را برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی در مقابل آسیب‌های ناشی از جریان‌های بیش از حد بسیار مفید می‌سازد.
همچنین، کلیدهای اتوماتیک هوایی ACB با استفاده از قوانین فیزیکی هوا، جریان را قطع و وصل می‌کنند. آنها با ایجاد یک قوس الکتریکی و هوایی درون خود، جریان را قطع می‌کنند. این قوس الکتریکی باعث قطع جریان و جلوگیری از انتقال انرژی الکتریکی به بخش‌های دیگر مدار می‌شود. همچنین، با بستن قوس، جریان به صورت اتوماتیک و مطمئنی وصل می‌شود.
حفاظت از تجهیزات الکتریکی
هر دو کلید MCCB و ACB قابلیت حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر جریان‌های بیش از حد و خطاهای احتمالی را دارند. آنها به طور خودکار مدار را قطع می‌کنند تا از خرابی و آسیب به تجهیزات جلوگیری کنند.
کلیدهای اتوماتیک کامپکت MCCB و کلیدهای اتوماتیک هوایی ACB برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی در برابر جریان‌های بیش از حد و خطاهای احتمالی بسیار مؤثر هستند. این قابلیت حفاظت، مهمترین عامل در استفاده از این کلیدها در صنعت و سیستم‌های برق است.
هنگامی که جریان در مدار بیش از حد مجاز می‌شود، کلیدهای MCCB و ACB قطع جریان را انجام می‌دهند. در صورت بروز برق‌های کوتاه یا بارهای بیش از اندازه، این کلیدها به طور خودکار مدار را قطع می‌کنند تا جریان به تجهیزات و دستگاه‌های دیگر انتقال نیابد. این عمل به تدریج و به سرعت انجام می‌شود تا از آسیب به تجهیزات الکتریکی جلوگیری شود.
علاوه بر آن، کلیدهای MCCB و ACB دارای ویژگی‌هایی هستند که به طور دقیق خطاهای احتمالی را تشخیص می‌دهند و در صورت لزوم مدار را قطع می‌کنند. مثلاً در صورت وجود جریان زمین یا تغییرات ولتاژ خارج از محدوده مجاز، این کلیدها به صورت خودکار عمل می‌کنند و مدار را از منبع برق جدا می‌کنند تا از آسیب به تجهیزات الکتریکی جلوگیری شود.
قابلیت تنظیم جریان
هر دو نوع کلید قابلیت تنظیم جریان را دارند. این به کاربر امکان می‌دهد جریان مورد نیاز را برای حفاظت دقیق تر از مدار تنظیم کند. کلیدهای اتوماتیک کامپکت MCCB و کلیدهای اتوماتیک هوایی ACB دارای قابلیت تنظیم جریان هستند. این قابلیت به کاربر امکان می‌دهد جریان مورد نیاز را برای حفاظت دقیقتر از مدار تنظیم کند.
با تنظیم جریان، کاربران قادر به تعیین حداکثر مقدار جریانی هستند که کلید می‌تواند تحمل کند قبل از قطع شدن مدار. این امر به آنها اجازه می‌دهد تنظیمات دقیقتری برای حفاظت از تجهیزات الکتریکی انجام دهند و به نیازهای خاص خود پاسخ دهند.
با تنظیم جریان، می‌توان از حداقل و حداکثر مقادیر مجاز جریان برای هر مدار خاص استفاده کرد. این امر به کاربران امکان می‌دهد انعطاف پذیری بیشتری در مدیریت و کنترل جریان را داشته باشند و برای هر نوع بار یا تجهیزات مشخص، جریان مطلوب را تنظیم کنند.
با توجه به قابلیت تنظیم جریان، کلیدهای MCCB و ACB قادر به پشتیبانی از مدارهای مختلف با نیازهای جریان متغیر هستند. این به کاربران امکان می‌دهد با استفاده از یک کلید قابل تنظیم، برای تجهیزات مختلف و در شرایط مختلف، حفاظت دقیقتر و بهینه‌تری را فراهم کنند.
اطمینان از ایمنی
کلیدهای MCCB و ACB دارای استانداردهای ایمنی بالا هستند و از ویژگی‌های ایمنی مانند حفاظت در برابر برق گرم و برق سیاه استفاده می‌کنند. این امر اطمینان می‌دهد که در صورت وقوع خطاها و خطرات الکتریکی، کلید به درستی عمل می‌کند.
کلیدهای اتوماتیک کامپکت MCCB و کلیدهای اتوماتیک هوایی ACB دارای ویژگی‌های ایمنی بالا هستند که برای حفاظت در برابر خطرات الکتریکی طراحی شده‌اند. این ویژگی‌ها از جمله حفاظت در برابر برق گرم و برق سیاه استفاده می‌کنند.
برق گرم به معنای افزایش ناگهانی در دمای قطعه‌های الکتریکی است که می‌تواند باعث آسیب و خرابی تجهیزات شود. کلیدهای MCCB و ACB با استفاده از ویژگی‌های ایمنی مانند محدود کردن جریان ناگهانی و کنترل دما، از حفظ تجهیزات در برابر برق گرم اطمینان حاصل می‌کنند.
برق سیاه به معنای قطع ناگهانی برق است که می‌تواند به خطرات جدی منجر شود. کلید MCCB و ACB با استفاده از ویژگی‌های ایمنی مانند مدارهای کنترل خطا، محافظت در برابر قطعی ناگهانی برق را فراهم می‌کنند. این ویژگی‌ها به کلید امکان می‌دهند در صورت بروز خطاها و وقوع قطعی برق، به صورت سریع و دقیق عمل کند و از تجهیزات و افراد در برابر خطرات الکتریکی محافظت کند.
به طور کلی، این ویژگی‌های ایمنی در کلیدهای MCCB و ACB اطمینان می‌دهند که در صورت بروز هرگونه خطر الکتریکی، سیستم قطع و وصل به درستی عمل می‌کند و تجهیزات و افراد را در معرض خطر قرار نمی‌دهد.
مقاومت در برابر برق‌های کوتاه
هر دو نوع کلید MCCB و ACB قابلیت مقاومت در برابر برق‌های کوتاه را دارند. این به این معنی است که در صورت بروز برق‌های کوتاه در مدارها، این کلیدها قادر به قطع جریان بلافاصله می‌باشند و از ایجاد آسیب به تجهیزات الکتریکی جلوگیری می‌کنند.
امکان اطلاع‌رسانی و کنترل از راه دور
برخی از نمونه‌های کلیدهای MCCB و ACB با قابلیت اتصال به سیستم‌های کنترل و اتصالات شبکه مانیتورینگ مجهز شده‌اند. این امکان به کاربران این کلیدها اجازه می‌دهد تا وضعیت و عملکرد کلید را از راه دور مشاهده و کنترل کنند. این ویژگی برای مانیتورینگ و مدیریت بهتر سیستم‌های برق بسیار مفید است.
قابلیت تحمل دما و شرایط محیطی
هر دو نوع کلید MCCB و ACB قابلیت تحمل دما و شرایط محیطی متنوع را دارند. آنها قادر به کارکرد صحیح و پایدار در شرایط دمای بالا، رطوبت، آلودگی و شرایط محیطی سخت دیگر هستند. این ویژگی‌ها اطمینان می‌دهند که کلیدها به طور قابل اعتماد در هر نوع محیطی کار می‌کنند.