کلید محافظ جان (RCCB) چیست؟

کلید محافظ جان (RCCB) یک وسیله ایمنی الکتریکی است که در صورت وجود جریان نشتی به زمین، مدار الکتریکی را تشخیص داده و قطع می کند. از افراد و تجهیزات در برابر شوک الکتریکی، آتش سوزی و سایر خطرات ناشی از سیم کشی معیوب، خرابی عایق یا تماس تصادفی با قطعات برقی محافظت می کند. در ادامه مقاله کلید محافظ جان (RCCB) چیست؟ را با هم بررسی می کنیم.

یک RCCB بر اساس اصل قانون فعلی Kirchhoff کار می کند، که بیان می کند که مجموع جریان هایی که وارد یک گره می شوند باید با مجموع جریان هایی که از آن گره خارج می شوند، باشد. در یک مدار معمولی، جریان عبوری از سیم زنده (گرم) و سیم خنثی برابر و مخالف است. با این حال، اگر ایرادی در مدار وجود داشته باشد، مانند عایق آسیب دیده یا تماس انسان با سیم برق، مقداری از جریان از طریق یک مسیر جایگزین به زمین منحرف می شود. این باعث ایجاد عدم تعادل بین جریان های زنده و خنثی می شود که توسط کلید محافظ جان شناسایی می شود و باعث می شود مدار را در عرض میلی ثانیه قطع کند (خاموش کند).

یک کلید محافظ جان از یک ترانسفورماتور حلقوی با سه سیم پیچ تشکیل شده است: یکی برای سیم برق، یکی برای سیم خنثی و دیگری برای سیم پیچ حسگر. سیم پیچ های زنده و خنثی هنگامی که جریان ها متعادل هستند، شار مغناطیسی برابر و مخالف تولید می کنند. هنگامی که عدم تعادل وجود دارد، یک شار مغناطیسی باقیمانده تولید می شود که ولتاژی را در سیم پیچ حسگر القا می کند. این ولتاژ رله ای را فعال می کند که کنتاکت های کلید محافظ جان را باز کرده و مدار را قطع می کند. ادامه مقاله کلید محافظ جان (RCCB) چیست؟.

RCCB همچنین دارای یک دکمه تست است که به کاربران اجازه می دهد تا با ایجاد جریان نشتی کوچک در مدار، عملکرد آن را بررسی کنند. هنگامی که فشار داده می شود، دکمه تست، سیم برق را در سمت بار به خنثی منبع متصل می کند و سیم پیچ خنثی RCCB را دور می زند. این باعث عدم تعادل در جریان ها و شارها می شود که باید RCCB را ترک کند. اگر اینطور نیست، به این معنی است که RCCB معیوب است یا سیم کشی اشتباهی دارد و باید تعویض یا تعمیر شود.

انواع کلید محافظ جان

انواع مختلفی از کلید محافظ جان بر اساس حساسیت آنها به انواع مختلف جریان های نشتی وجود دارد:

• نوع AC: این نوع فقط به جریان های متناوب خالص (AC) پاسخ می دهد. برای کاربردهای عمومی که در آن هیچ دستگاه الکترونیکی یا درایو فرکانس متغیری که جریان مستقیم یا ضربانی تولید می کند وجود ندارد، مناسب است.
• نوع A: این نوع به هر دو جریان AC و جریان مستقیم ضربانی (DC) پاسخ می دهد. برای کاربردهایی که دستگاه های الکترونیکی مانند رایانه، تلویزیون یا چراغ های LED وجود دارند که جریان های اصلاح شده یا قطع شده را تولید می کنند، مناسب است.
• نوع B: این نوع به جریان های جریان متناوب AC، ضربان دار DC و جریان DC صاف پاسخ می دهد. این برای کاربردهایی مناسب است که در آن دستگاه هایی مانند اینورترهای خورشیدی، شارژرهای باتری یا وسایل نقلیه الکتریکی وجود دارد که جریان DC صاف تولید می کنند.
• نوع F: این نوع به جریان های متناوب AC، ضربان دار DC، DC صاف و جریان های AC با فرکانس بالا تا 1 کیلوهرتز پاسخ می دهد. برای کاربردهایی که دستگاه‌هایی مانند مبدل‌های فرکانس، اجاق‌های القایی یا دیمرهایی که جریان‌های فرکانس بالا تولید می‌کنند، مناسب است.

حساسیت RCCB نیز توسط جریان عملیاتی نامی باقیمانده (I∆n) تعیین می‌شود، که حداقل جریان نشتی است که آن را به یک سفر تبدیل می‌کند. مقادیر رایج I∆n 10 mA، 30 mA، 100 mA، 300 mA، 500 mA و 1 A است. هر چه I∆n کمتر باشد، سطح حفاظت در برابر شوک الکتریکی بالاتر است. به عنوان مثال، یک RCCB 30 میلی آمپری می تواند در صورت دریافت شوک بیش از 0.2 ثانیه از فرد در برابر ایست قلبی محافظت کند.

طبقه بندی دیگر کلید محافظ جان ها بر اساس تعداد قطب های آنها است:

• 2 قطبی: این نوع دارای دو شیار برای اتصال یک سیم برق و یک سیم نول می باشد. برای مدارهای تک فاز استفاده می شود.
• 4 قطبی: این نوع دارای چهار شیار برای اتصال سه سیم برق دار و یک سیم خنثی می باشد. برای مدارهای سه فاز استفاده می شود.

مزایا و معایب کلید محافظ جان

برخی از مزایای استفاده از کلید محافظ جان عبارتند از:

• آنها با تشخیص جریان های نشتی کمتر از 10 میلی آمپر محافظت در برابر شوک الکتریکی را فراهم می کنند.
• آنها با قطع سریع مدارهای معیوب از آتش سوزی و آسیب به تجهیزات جلوگیری می کنند.
• نصب و کارکرد آنها با دکمه های ساده تست و تنظیم مجدد آسان است.
• آنها با انواع بارها و جریان ها (AC، DC، فرکانس بالا) سازگار هستند.
• آنها می توانند به عنوان کلیدهای قطع کننده اصلی در بالادست هر کلید مینیاتوری مشتق شده (MCB) عمل کنند.

برخی از معایب استفاده از RCCB عبارتند از:

• آنها در برابر جریان اضافی یا اتصال کوتاه که می تواند باعث گرم شدن بیش از حد و ذوب شدن سیم ها شود، محافظت نمی کنند. بنابراین، آنها باید به صورت سری با یک کلید مینیاتوری یا فیوز استفاده شوند که بتواند جریان نامی مدار را کنترل کند.
• آنها ممکن است به دلیل عوامل خارجی مانند رعد و برق، تداخل الکترومغناطیسی یا کوپلینگ خازنی، بدون نیاز به زمین بخورند. این می تواند باعث ناراحتی و کاهش بهره وری شود.
• آنها ممکن است به دلیل عوامل داخلی مانند خوردگی، سایش یا گیر کردن مکانیکی از کار بیفتند. این می تواند ایمنی مدار و کاربران را به خطر بیندازد.
• آنها گرانتر و حجیم تر از کلید مینیاتوری یا فیوز هستند.

نحوه انتخاب و نصب یک کلید محافظ جان

برای انتخاب کلید محافظ جان زیمنس مناسب برای مدار، عوامل زیر باید در نظر گرفته شوند:

• نوع بار و جریان: کلید محافظ جان باید با نوع بار (AC، DC، فرکانس بالا) و نوع جریان (خالص، ضربان دار، صاف) که از آن محافظت می کند، مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، یک RCCB نوع B باید برای یک اینورتر خورشیدی استفاده شود که جریان مستقیم مستقیم تولید می کند.
• جریان نامی باقیمانده عملیاتی (I∆n): RCCB باید دارای I∆n کافی کم باشد تا حفاظت کافی در برابر شوک الکتریکی ایجاد کند، اما نه آنقدر کم که باعث ایجاد مزاحمت شود. به عنوان مثال، یک RCCB 30 میلی آمپر برای کاربردهای خانگی و تجاری توصیه می شود، در حالی که یک RCCB 100 میلی آمپر برای کاربردهای صنعتی مناسب است.
• جریان نامی (In): RCCB باید به اندازه کافی ورودی بالایی داشته باشد تا بتواند جریان معمولی مدار را کنترل کند، اما نه آنقدر زیاد که از ظرفیت MCB یا فیوز متصل به آن تجاوز کند. به عنوان مثال، یک RCCB 40 A باید با یک MCB 32 A برای یک مدار تکفاز 230 ولت استفاده شود.
• تعداد قطب ها: کلید محافظ جان باید به اندازه ولتاژ تغذیه دارای تعداد قطب باشد. به عنوان مثال، یک RCCB 2 قطبی باید برای یک مدار تک فاز 230 ولت استفاده شود، در حالی که یک RCCB 4 قطبی باید برای یک مدار سه فاز 400 ولت استفاده شود.

نصب کلید محافظ جان

• منبع تغذیه اصلی را خاموش کنید و مداری را که باید توسط RCCB محافظت شود، جدا کنید.
• سیم(های) برق را از طرف منبع تغذیه به ترمینال(های) ورودی RCCB که با علامت L1، L2 و L3 مشخص شده اند، وصل کنید.
• سیم خنثی را از سمت منبع تغذیه به ترمینال ورودی RCCB که با علامت N مشخص شده است وصل کنید.
• سیم(های) برق را از سمت بار به ترمینال(های) خروجی RCCB که با علامت L1، L2 و L3 مشخص شده است وصل کنید.
• سیم خنثی را از سمت بار به ترمینال خروجی RCCB با علامت N وصل کنید.
• اطمینان حاصل کنید که همه اتصالات محکم و ایمن هستند و هیچ سیمی شل یا باز نیست.
• منبع تغذیه اصلی را روشن کنید و RCCB را با فشار دادن دکمه تست تست کنید. RCCB باید خاموش شود و مدار را قطع کند. اگر اینطور نیست، هر گونه خطای سیم کشی یا قطعات معیوب را بررسی کنید و قبل از استفاده از مدار آنها را برطرف کنید.
• RCCB را با فشار دادن دکمه ریست ریست کنید. RCCB باید مدار را ببندد و دوباره وصل کند. اگر اینطور نیست، هر گونه خطای سیم کشی یا قطعات معیوب را بررسی کنید و قبل از استفاده از مدار آنها را برطرف کنید.

خلاصه

RCCB SIEMENS یک وسیله ایمنی الکتریکی است که در صورت وجود جریان نشتی به زمین، مدار الکتریکی را تشخیص داده و قطع می کند. از افراد و تجهیزات در برابر شوک الکتریکی، آتش سوزی و سایر خطرات ناشی از سیم کشی معیوب، خرابی عایق یا تماس تصادفی با قطعات برقی محافظت می کند.

یک RCCB بر اساس اصل قانون فعلی Kirchhoff کار می‌کند، که بیان می‌کند مجموع جریان‌هایی که وارد یک گره می‌شوند باید با مجموع جریان‌هایی که از آن گره خارج می‌شوند، باشد. در یک مدار معمولی جریانی که از سیم های برق و نول می گذرد برابر و مخالف است. با این حال، اگر یک خطا در مدار وجود داشته باشد، مقداری از جریان از طریق یک مسیر جایگزین به زمین منحرف می شود. این باعث ایجاد عدم تعادل بین جریان های زنده و خنثی می شود که توسط کلید محافظ جان شناسایی می شود و باعث می شود که مدار را در عرض میلی ثانیه قطع کند.

یک RCCB از یک ترانسفورماتور حلقوی با سه سیم پیچ تشکیل شده است: یکی برای سیم برق، یکی برای سیم خنثی و دیگری برای سیم پیچ حسگر. سیم پیچ های زنده و خنثی هنگامی که جریان ها متعادل هستند، شار مغناطیسی برابر و مخالف تولید می کنند. هنگامی که عدم تعادل وجود دارد، یک شار مغناطیسی باقیمانده تولید می شود که ولتاژی را در سیم پیچ حسگر القا می کند. این ولتاژ رله ای را فعال می کند که کنتاکت های RCCB را باز کرده و مدار را قطع می کند.

RCCB همچنین دارای یک دکمه تست است که به کاربران اجازه می دهد تا با ایجاد جریان نشتی کوچک در مدار، عملکرد آن را بررسی کنند. هنگامی که فشار داده می شود، دکمه تست، سیم برق را در سمت بار به خنثی منبع متصل می کند و سیم پیچ خنثی RCCB را دور می زند. این باعث عدم تعادل در جریان ها و شارها می شود که باید RCCB را ترک کند. اگر اینطور نیست، به این معنی است که کلید محافظ جان معیوب است یا سیم کشی اشتباهی دارد و باید تعویض یا تعمیر شود.

انواع مختلفی از کلید محافظ جان ها بر اساس حساسیت آنها به انواع مختلف جریان های نشتی وجود دارد: نوع AC، نوع A، نوع B و نوع F. حساسیت کلید محافظ جان نیز توسط جریان عملیاتی نامی (I∆n) تعیین می شود. که حداقل جریان نشتی است که باعث قطع شدن آن می شود. مقادیر رایج I∆n 10 mA، 30 mA، 100 mA، 300 mA، 500 mA و 1 A است. هر چه I∆n کمتر باشد، سطح حفاظت در برابر شوک الکتریکی بالاتر است.

طبقه بندی دیگر RCCB ها بر اساس تعداد قطب های آنها است: 2 قطبی و 4 قطبی. تعداد قطب ها باید با ولتاژ تغذیه مدار مطابقت داشته باشد.

برخی از مزایای استفاده از RCCB عبارتند از: محافظت در برابر شوک الکتریکی، جلوگیری از آتش سوزی و آسیب به تجهیزات، نصب و راه اندازی آسان، سازگاری با انواع بارها و جریان ها و می توانند به عنوان قطع کننده اصلی عمل کنند. سوئیچ ها برخی از معایب استفاده از کلید محافظ جان ها عبارتند از: محافظت در برابر جریان اضافی یا اتصال کوتاه، ممکن است به دلیل عوامل خارجی به طور غیر ضروری قطع شود، ممکن است به دلیل عوامل داخلی از کار بیفتد، و از کلید مینیاتوری زیمنس گران تر و حجیم تر هستند.

برای انتخاب و نصب کلید محافظ جان باید عوامل زیر را در نظر گرفت: نوع بار و جریان، جریان نامی باقیمانده عملیاتی (I∆n)، جریان نامی (In) و تعداد قطب‌ها. کلید محافظ جان باید به صورت سری با یک MCB یا فیوز متصل شود که بتواند جریان نامی مدار را کنترل کند. RCCB باید به طور مرتب آزمایش و بازنشانی شود تا از عملکرد و ایمنی آن اطمینان حاصل شود.