بحث ایمنی برق در ساختمان‌های مختلف موضوعی مهم و حیاتی به حساب می‌آید که از طرف سازمان‌های قانون‌گذار و ناظر نیز همیشه مورد تأکید قرار دارد. بر اساس قوانین مصوب سازمان نظام مهندسی ساختمان بر ایمنی برق در ساختمان‌های مختلف تأکید شده و سازندگان موظف هستند از تجهیزات حفاظتی مناسب به این منظور استفاده کنند. وسایل حفاظتی متنوعی برای تأمین ایمنی برق در ساختمان وجود دارد و مورد استفاده قرار می‌گیرد که هر کدام ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصر به فرد خود را دارند. کلید مینیاتوری یکی از کاربردی‌ترین تجهیزات حفاظتی محسوب می‌شود که تقریبا در تمام ساختمان‌های خانگی و سیستم‌های صنعتی به منظور تأمین ایمنی برق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
فیوز مینیاتوری چیست؟
فیوز یا کلید مینیاتوری یا MCB که مخفف واژه Miniature Circuit Breaker است، به عنوان یک کلید الکترومکانیکی خودکار شناخته می‌شود که می‌تواند از مصرف کننده در برابر خطای اتصال کوتاه و جریان اضافه بار به خوبی محافظت کند. این کلید به دلیل خودکار بودن می‌تواند بعد از قطع شدن مجدد به مدار بازگردد. این کلیدهای محافظ برق غیر قابل تنظیم هستند و این امکان را دارند که بتوانند به صورت مغناطیسی و حرارتی عمل کنند. به این دلیل این کلیدها را با نام کلید خودکار مینیاتوری می‌شناشند که می‌توانند عمل قطع مدار را به صورت خودکار انجام دهند و مجدد به حالت آماده به کار برگردند. MCB ها دارای دو عملکرد اصلی هستند:
- محافظت در برابر اضافه بار: هنگامی که جریان مدار از مقدار مجاز بیشتر شود، MCB مدار را قطع می کند. این به جلوگیری از گرم شدن بیش از حد سیم ها و سایر اجزای مدار کمک می کند که می تواند منجر به آتش سوزی شود.
- محافظت در برابر اتصال کوتاه: هنگامی که دو سیم در مدار به یکدیگر متصل شوند، اتصال کوتاه رخ می دهد. MCB در این شرایط مدار را قطع می کند تا از آسیب دیدن تجهیزات جلوگیری کند.
MCB ها معمولاً دارای یک سوئیچ دستی هستند که برای روشن و خاموش کردن مدار استفاده می شود. آنها همچنین دارای یک نشانگر هستند که نشان می دهد آیا MCB فعال است یا خیر.
MCB ها ابزاری مهم برای ایمنی الکتریکی هستند و می توانند از آتش سوزی، آسیب به تجهیزات و صدمات شخصی جلوگیری کنند.
تفاوت کلید مینیاتوری و حرارتی
کلید حرارتی و مینیاتوری هر دو برای محافظت از مدار در برابر اضافه بار طراحی شده‌اند، اما تفاوت‌هایی بین این دو نوع کلید وجود دارد. کلید حرارتی از دو فلز با ضریب انبساط حرارتی متفاوت ساخته شده است. هنگامی که جریان در مدار بیش از حد مجاز شود، فلزات گرم و منبسط می‌شوند. این انبساط باعث می‌شود که کلید حرارتی مدار را قطع کند.
کلید مینیاتوری از یک رله حرارتی و یک رله مغناطیسی ساخته شده است. رله حرارتی برای محافظت در برابر اضافه بار طراحی شده است، در حالی که رله مغناطیسی برای محافظت در برابر اتصال کوتاه طراحی شده است.
- کلید مینیاتوری معمولاً برای مدارهای بزرگتر با جریان بالاتر استفاده می‌شود، در حالی که کلید حرارتی معمولاً برای مدارهای کوچکتر با جریان کمتر است.
- مینیاتوری معمولاً قابل تنظیم است، در حالی که کلید حرارتی قابل تنظیم نیست.
- کلید مینیاتوری معمولاً گران‌تر از حرارتی است.
در نهایت، نوع کلیدی که برای یک مدار خاص استفاده می‌شود به جریان مدار، تجهیزات متصل به مدار و نیازهای حفاظتی بستگی دارد.
تفاوت کلید مینیاتوری و اتوماتیک
کلیدهای مینیاتوری و کلید اتوماتیک هر دو برای محافظت از مدار در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه طراحی شده‌اند. با این حال، تفاوت‌هایی بین این دو نوع کلید وجود دارد. فیوز مینیاتوری برای مدارهای کوچکتر با جریان کمتر طراحی شده است. آنها معمولاً برای مدارهای روشنایی، لوازم خانگی و سایر دستگاه های کوچک استفاده می شوند. کلید اتوماتیک برای مدارهای بزرگتر با جریان بالاتر مناسب است.
مینیاتوری معمولاً ارزان‌تر از کلید اتوماتیک است. با این حال، کلید اتوماتیک قابلیت‌های بیشتری دارد، مانند حفاظت در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه. در جدول زیر، این دو کلید با هم مقایسه شده‌اند:
| ویژگی | کلید مینیاتوری | کلید اتوماتیک |
| جریان نامی | کمتر از ۱۰۰ آمپر | ۱۰۰ آمپر یا بیشتر |
| حفاظت | اضافه بار، اتصال کوتاه | اضافه بار، اتصال کوتاه، اضافه جریان |
| قیمت | ارزان تر | گران تر |
| کاربرد | مدارهای کوچک | مدارهای بزرگ |
طریقه عملکرد کلید مینیاتوری
کلیدهای مینیاتوری دارای دو عملکرد مختلف به منظور تأمین ایمنی برق هستند که شامل موارد زیر می‌شود.
عملکرد الکترومغناطیسی
اتصال کوتاه یک نوع خطا به حساب می‌آید که در صورت وقوع باعث می‌شود جریان بسیار بالایی از مدار عبور کند. عبور این جریان بالا از مدار باعث تولید حرارت زیاد و وارد شدن شوک به مدار می‌شود که ممکن است در برخی موارد باعث بروز آتش‌سوری و وارد شدن آسیب جدی به مدار و مصرف کننده شود.
کلید مینیاتوری با عملکرد مغناطیسی خود می‌تواند عمل تشخص و حفاظت از مدار را به منظور جدا کردن قسمت آسیب دیده از سالم انجام دهد. کلید مینیاتوری برای این کار از یک سیم‌پیچ با تعداد دور کم و قطر زیاد بهره می‌برد.
بیشتر بخوانید:
عملکرد بی متال
جریان اضافه بار در کلید مینیاتوری مانند بسیاری از تجهیزات برق حفاظتی دیگر به وسیله دو قطعه فلز نیمه‌هادی (بی‌متال) انجام می‌شود. هر چه این جریان و اضافه بار بیشتر باشد باعث می‌شود که فلز گرم‌تر شده و دچار خمیدگی شود که در نهایت منجر به قطع ارتباط مدار می‌شود. محدوده جریانی که کلیدهای مینیاتوری می‌توانند تحمل کنند از ۲ الی ۱۰۰ آمپر متغیر است.
انواع کلید مینیاتوری
کلیدهای مینیاتوری بر اساس محدوده قطع جریانی که دارند در دو دسته کلیدهای تندکار و کندکار قرار می‌گیرند که بر این اساس تیپ آنها تعیین می‌شود. کلیدهای تندکار از محدوده قطع جریان کمتری برخوردار هستند و پس از این که اضافه جریان را احساس کنند با تأخیر بسیار کمی نسبت به قطع مسیر جریان اضافه اقدام می‌کنند. اما کلیدهای کندکار محدوده قطع جریان بیشتری دارند و سرعت قطع جریان آنها کمتر است به همین دلیل پس از احساس اضافه جریان با تأخیر بیشتری عمل می‌کنند. از کلیدهای مینیاتوری کندکار معمولا به منظور حفاظت مدارات موتوری استفاده می‌شود؛ زیرا در این مدارات جریان راه‌اندازی بالا بوده و به این دلیل از کلید کند کار استفاده می‌کنند که تأخیر آنها در قطع جریان باعث قطع سریع موتور پس از راه‌اندازی نمی‌شود.
کلید مینیاتوری تیپ B (تندکار)
این تیپ از کلیدهای مینیاتوری جزو کلیدهای تندکار به حساب می‌آیند و در تجهیزاتی مورد استفاده قرار می‌گیرند که دارای ضریب اتصال کوتاه پایین‌تری هستند. این نوع از کلیدهای مینیاتوری به سرعت اضافه بار را تشخیص داده و در حالت قطع مدار قرار می‌گیرند. این کلیدها می‌توانند در جریان اضافه‌بار لحظه‌ای بین ۳ تا ۵ برابر جریان نامی و در زمان مشخص جریان خروجی را قطع نمایند. به همین منظور این کلیدها در مصارف خانگی و روشنایی و سیستم‌های IT و TN مورد استفاده قرار می‌گیرند. به این تیپ از کلیدهای مینیاتوری، تیپ روشنایی گفته می‌شود.
کلید مینیاتوری تیپ C (کندکار)
یکی از تیپ‌های کلید مینیاتوری هستند که به منظور مصارف خانگی و موتوری مانند موتورهای القایی یا موتورهایی که از توان کم و جریان راه‌اندازی پایین برخوردار هستند مورد استفاده قرار می‌گیرند. همچنین این کلیدها را می‌توان برای بارهای با ضریب اشباع پایین مانند موتور کولر گازی و پمپ‌های آب خانگی بکار گرفت. این کلیدها توانایی دارند که جریان‌های اضافه بار بین ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی را قطع کنند که نسبت به کلیدهای تیپ B بیشتر است. این نوع کلیدها به نام تیپ موتوری نیز شناخته می‌شوند.
کلید مینیاتوری تیپ D (خیلی کندکار)
برای ترانسفورماتورها، دستگاه‌های اشعه ایکس در بیمارستان یا دستگاه‌های جوش که ضریب اشباع بالاتری دارند از کلیدهای مینیاتوری تیپ D استفاده می‌شود. این کلیدها دارای جریان قطع اضافه بار لحظه‌ای بین ۱۰ تا ۲۰ برابر جریان نامی هستند که نشان دهنده بیشتر بودن محدوده قطع جریان در این کلیدها نسبت به سایر تیپ‌ها است. به همین دلیل این کلیدها با نام تیپ ترانسفورماتوری یا ترانسفورمری نیز شناخته می‌شوند. نکته مهمی که در مورد این کلیدها باید مورد توجه قرار بگیرد این است که از آنها نباید در مصارف خانگی استفاده شود زیرا این کلیدها برای تجهیزاتی که جریان نوسان بالا دارند طراحی شده‌اند.
کلید مینیاتوری تیپ K
در صورت نیاز به حفاظت در مدارات قدرت ترانس‌ها و موتورها از این نوع کلید مینیاتوری استفاده می‌شود. این کلیدها در مقایسه با کلیدهای تیپ D در برابر اضافه بار یا جریان اضافی حساسیت بیشتری داشته و در صورتی که جریان از ۸ تا ۱۰ برابر جریان نامی فراتر رود می‌توانند به سرعت عمل کرده و مدار را قطع کنند. کلیدهای مینیاتوری این تیپ با نام تیپ قدرت نیز شناخته می‌شوند.
کلید مینیاتوری تیپ Z
می‌توان لقب حساس‌ترین تیپ خانواده کلید مینیاتوری را به این تیپ اهدا کرد زیرا نسبت به سایر تیپ‌ها حساسیت بیشتری دارند و در صورتی که جریان عبوری از ۲ تا ۳ برابر جریان نامی فراتر رود، وارد عمل شده و جریان اضافه بار را قطع می‌کنند. همین موضوع باعث شده که از این تیپ کلید مینیاتوری در مدارهای ارزشمند و با حساسیت بالا و به منظور حفاظت از مدارات PLC و بردهای الکترونیکی استفاده شود. این ویژگی‌ها باعث شده که کلیدهای تیپ Z با نام تیپ حساس نیز شناخته شوند.
