کلید مینیاتوری یک کلید حفاظتی اتوماتیک است که از آن برای محافظت از مدار در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار استفاده می شود. البته در ایران از این کلید صرفا برای محافظت در برابر اتصال کوتاه در مدار کمک می گیریم و برای اضافه بار از بی متال استفاده می کنیم.
کلید مینیاتوری شامل قطعات و تجهیزاتی در یک محفظه محکم و عایق است. مکانیزم کلید زنی یا سوئیچینگ این کلید با استفاده از کنتاکت های ثابت و متحرک است که این کنتاکت ها با سیم ها در ورودی و خروجی کلید ارتباط الکتریکی دارند. در واقع کلید یک تجهیز الکترومغناطیسی است و در یک محفظه عایق قرار دارد؛ که این محفظه، عایق بندی و حفاظت مکانیکی لازم را فراهم می کند. برای آشنایی بیشتر با فرنام الکتریک همراه باشید.
وظیفه کلید مینیاتوری
- کلید زنی : کلید های مینیاتوری می توانند به صورت دستی روشن و خاموش شوند. این عملکرد در زمان تعمیر و نگهداری تاسیسات برقی بسیار مفید است. ضامن به گونه ای در داخل کلید قرار گرفته است که به طور خودکار به محض روشن شدن کلید ON اتصال ثابت را نگه می دارد. زمانی که کلید خاموش می شود (فشار وارده بر روی دکمه که به وسیله انگشت ما می باشد) ضامن را آزاد می کند و اتصالات را باز می کند.
- حفاظت اضافه جریان : هنگامی که یک بخش از تجهیزات دچار اضافه بار می شود (جریان بیشتری را از منبع می کشد) ، بی متال گرم شده و خم می شود و ضامن را آزاد می کند. در نتیجه اتصالات باز شده و تجهیزات از کار می افتند.
- حفاظت اتصال کوتاه : در هنگام اتصال کوتاه ، افزایش ناگهانی جریان یک نیروی محرکه قدرتمند برای آزاد کردن ضامن تولید می کند و اتصالات آزاد می شوند.
- جرقه گیر: در هنگام باز بودن اتصالات تحت بار ، جرقه بین اتصالات ثابت و متحرک ایجاد می شود. اتصالات به نحوی طراحی شده اند که جرقه ی شکل گرفته به سمت جرقه گیر می رود. وظیفه جرقه گیرها کاهش طول جرقه ، شکستن و خاموش کردن آن است
جنس محفظه کلید مینیاتوری
جنس محفظه کلید مینیاتوری یکی از مشخصات کلید مینیاتوری است که به ما در جهت تشخیص کیفیت و انتخاب کلید کمک می کند. جنس محفظه کلید مینیاتوری باید از مواد عایق با حداقل ولتاژ ۲۵۰۰ ولت و غیر قابل اشتعال با مقاومت حرارتی ۱۰۰۰ درجه سانتی گراد باشد. معمولاً مواد عایق از باکالیت، ملامین یا نوع خاصی از پلی آمید الیاف دار ساخته می شوند. بهتر است بدانید کلیدهایی که پوسته و عایق آن ها از مواد پلاستیک ساده و یا آسیابی تهیه شده اند، به طور قطع غیر استاندارد هستند. زیرا مقاومت لازم در برابر حرارت ناشی از عبور جریان و جرقه ناشی از قطع و وصل را ندارد. برای تشخیص و تفکیک آن ها از کلیدهای با عایق استاندارد، از طریق بوی خاص این مواد به راحتی می توان به جنس عایق غیر استاندارد پی برد.
جرقه گیر در کلید مینیاتوری
یکی از قسمت های تشکیل دهنده کلید ، جرقه گیر است. قسمت جرقه گیر شامل صفحات فلزی موازی بوده که به وسیله لایه های عایق از هم جدا شده اند و در زمان قطع، جرقه را به جرقه های کوچک تر تقسیم می کنند. عدم وجود این قطعه در کلید مینیاتوری موجب کاهش و یا عدم کیفیت و قیمت ارزان کلید می شود که ساده ترین و ابتدایی ترین راه تشخیص این موضوع وزن کم تر این کلیدها در مقایسه با کلیدهای مینیاتوری مجهز به جرقه گیر و با کیفیت است. به طور معمول خاموش کننده جرقه در کلیه کلیدهای صنعتی می توانند هوا، روغن، خلأ و یا گاز SF6 باشند. لازم به ذکر است از هوا به عنوان خاموش کننده در کلید مینیاتوری استفاده می شود.
درجه حفاظت (IP) کلید مینیاتوری
در این جا این نکته را یاد آور می شویم که محفظه کلید مینیاتوری باید به منظور جلوگیری از تماس افراد کاملاً مهر و موم شده باشد. میزان درجه حفاظت لوازم و تجهیزات الکتریکی تحت عنوان حفاظت نفوذ، (Ingress Protection) یا IP با یک عدد دو رقمی لحاظ می شود، که رقم اول نفوذ اجسام خارجی و جامدات را به محفظه برق دار یا به عبارتی درجه حفاظت اشخاص در برابر تماس با قسمت های برق دار را نشان می دهد و رقم دوم درجه حفاظت در برابر آب و رطوبت را نشان می دهد. این مشخصه برحسب استاندارد IEC60529 تعیین می گردد.
درجه حفاظت یکی دیگر از مشخصات کلید مینیاتوری است که مورد توجه است. در مورد درجه حفاظت کلید مینیاتوری باید گفت درجه حفاظت پیچ ها و ترمینال های کلید مینیاتوری IP20 تعیین شده است. این بدین معنی است که این نوع کلید در زمینه حفاظت در برابر نفوذ اجسام خارجی، دارای حفاظت در برابر نزدیک شدن انگشت یا اجسام مشابه که طول آن ها بیش از ۸۰ میلی متر نباشد و هم چنین دارای حفاظت اجسام جامد با قطر بیش از ۱۲ میلی متر است. هم چنین ترمینال ها حفاظت ویژه ای در برابر نفوذ آب و رطوبت ندارند.
گاهی درجه حفاظت دیگری به صورت جداگانه برای بدنه یا محفظه کلید مینیاتوری ذکر می گردد و آن درجه حفاظت IP40 است. این بدین معنی است که بدنه این کلید در زمینه 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 کلید باید با درجه حفاظت تابلو همخوانی داشته باشد.
الزامات کلید مینیاتوری برای عملکرد صحیح
مکانیزم عملکرد یک کلید شامل تریپ حرارتی و تریپ مغناطیسی است. هنگامی که جریان خطا رخ دهد میدان مغناطیسی تولید شده توسط سیم پیچ بر نیروی فنر نگه دارنده تکیه گاه غلبه می کند و تریپ اتفاق می افتد. نشانه ظاهری تریپ، حرکت دستگیره کلید به سمت موقعیت قطع است.
در کلیدهای مینیاتوری حفاظت در مقابل اضافه بار به وسیله رله حرارتی یا بی متال صورت می گیرد. بی متال مذکور حتماً باید مطابق استاندارد و مشخصه قطع قراردادی، با دقت بسیار تنظیم شود تا بتواند عملکرد صحیحی ارائه دهد. برخی کلیدهای بی کیفیت به دلیل کاهش هزینه ها متأسفانه این بخش را در کلید حذف می کنند.
حفاظت در مقابل اتصال کوتاه از طریق سیم پیچ در کلید انجام می پذیرد که هر سیم پیچ ویژه یک جریان نامی طراحی شده است. در کلیدهای تقلبی از یک نوع سیم پیچ برای چند جریان نامی استفاده شده است.
مکانیزم کلید زنی یا سوئیچینگ کلید مینیاتوری با استفاده از کنتاکت های ثابت و متحرک است که این کنتاکت ها با سیم ها در ورودی و خروجی کلید ارتباط الکتریکی دارند.
محفظه و ترمینال های کلید مینیاتوری
علاوه بر الزام کلید مینیاتوری به دارا بودن محفظه عایق با استقامت حرارتی و مکانیکی لازم به منظور تحمل دمای ناشی از جریان نامی، اجزای فلزی مکانیزم عمل کننده کلید مینیاتوری نیز باید از جنس مقاوم بوده تا در شرایط آب و هوایی نامساعد فرسوده نشود. ترمینال های کلید باید به گونه ای باشد که از پراکنده شدن سیم و کابل متصل به آن جلوگیری شود. رزوه های پیچ ترمینال ها باید در فلز محکم شود. انتهای آچارخور پیچ ها باید گرد بوده تا از صدمه رساندن به سیم ها جلوگیری نماید.
تست کلید مینیاتوری
یکی از مواردی که ممکن است برای خریدار و یا مصرف کننده کلید حائز اهمیت باشد، بررسی و تست کلید مینیاتوری است. این بررسی شامل معاینه ظاهری، بازرسی مواد استفاده شده داخلی و خارجی کلید، عملکرد مکانیکی و بازرسی عملکرد کلید است.
عملکرد مکانیکی سوئیچ کردن بین وضعیت ON و OFF کلید (MCB) باید انعطاف پذیر و قابل اطمینان بدون گیر کردن و یا لغزش شاسی کلید مینیاتوری باشد.
به طور مثال در صورت قطع برق و روشنایی باید مجدد کلید مینیاتوری را تنظیم و در حالت وصل قرار داد. در صورتی که با وجود تنظیم مجدد کلید، جریان برق برقرار نشد؛ یا در سیم کشی مدار و یا خود کلید قطع کننده یا مینیاتوری مشکل وجود دارد.