کلید MCCB و کاربردهای آن

کلید کمپکت اتوماتیک MCCB چیست؟

کلید کمپکت اتوماتیک MCCB یا Molded Case Circuit Breaker یک دستگاه مدولار است که برای محافظت از قطعات و تجهیزات تابلو برق فشار ضعیف یا مدار در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه استفاده می شود. جدای از اضافه بار و اتصال کوتاه، MCCB های مخصوص طراحی شده می توانند در برابر خطاهای زمین یا جریان های باقیمانده نیز محافظت کنند. آن ها را می توان برای توزیع برق، حفاظت از موتور و به عنوان جداکننده برای خطوط / شینه ها و بارهای صنعتی استفاده کرد. کلید کامپکت از 15 آمپر تا 2500 آمپر در دسترس هستند و حداکثر ظرفیت مقاومت در برابر اتصال کوتاه 150 کیلو آمپر را دارند.

نحوه ساخت کلید MCCB

MCCB ها در یک مجموعه تابلو برق نصب می شوند و بیشتر در تابلوهای توزیع برق ولتاژ پایین استفاده می شوند. قطع کننده مدار قالب بندی شده با مونتاژ مکانیسم های قطع، کانال های قوس الکتریکی و پایانه های تماس در یک جعبه قرار می گیرند. جعبه قالب‌گیری شده به این تجهیز کمک می‌کند تا به استحکام دی الکتریک و مکانیکی بالایی دست یابد.

قطعات و ساختار کلید اتوماتیک MCCB

قطعات زیر یک مدار شکن کیس قالب گیری شده است:

• جعبه قالب گیری شده یا قاب مدار شکن
• مکانیزم عملیاتی
• ناودان قوس یا خاموش کننده قوس
• سطوح تماس و پایانه ها
• واحدهای تریپ

قاب قالب بندی شده

مکانیسم عملیاتی و خاموش کننده قوس الکتریکی باید در حین کار به طور محکم نگه داشته شوند تا جریان خطا را با موفقیت قطع کند. علاوه بر این، این قطعات باید از آسیب های محیط بیرونی به خوبی محافظت شوند. قاب کلید MCCB از مواد عایق قوی مانند رزین های کامپوزیت شیشه-پلی استر یا ترموست تشکیل شده است. البته ممکن است از فریم های فلزی نیز در ساخت آن استفاده شود.

مکانیزم عملیاتی کلید کمپکت

کار یک مکانیسم عملیاتی، فعال کردن عملیات باز / بست در کلید برق است. مکانیسم عملکرد به کنتاکت های متحرک موجود در داخل کلید متصل است. آن ها باز و بسته شدن سریع و ایمن کلیدهای مدار را امکان پذیر می کنند. در MCCB های دارای رتبه کمتر از 630A، مکانیسم های over-toggle ترجیح داده می شوند. در صورت نیاز می توان دستگیره های عملیات خارجی را روی آن ها نصب کرد. برای کاربردهایی که دارای قدرت بالای 630 آمپر هستند، از مکانیزم های عملیاتی شارژ فنری استفاده می شود.

مکانیزم های عملیاتی شارژ شده دارای یک فنر بسته و یک فنر باز شونده هستند. فنر بسته باید به طور کامل قبل از بستن کلید قطع شود تا از عمل بسته شدن سریع اطمینان حاصل شود. فنر بسته‌کننده را می‌توان با کمک یک موتور الکتریکی که در داخل بدنه یا از طریق دسته شارژ تعبیه شده است، شارژ کرد.

خاموش کننده قوس

عملکرد اصلی لوله های قوس الکتریکی شامل تقسیم، خنک کردن و خاموش کردن ایمن قوس الکتریکی است.

کنتاکت ها و پایانه ها

یک کلید MCCB دارای مجموعه ای از کنتاکت های متحرک و مجموعه ای دیگر از کنتاکت های ثابت است که به کنتاکت های ترمینال متصل می شوند. این دو مجموعه از سطوح تماس، توسط کانال‌های قوسی احاطه شده‌اند. کنتاکت های متحرک به مکانیسم عملیاتی متصل می شوند. کابل های ورودی و خروجی را می توان به کانکتورهای ترمینال متصل کرد.

واحدهای تریپ کلید اتوماتیک

واحد تریب بخشی است که شرایط مختلف خطا را حس می کند. هنگام تشخیص عیوب، مدار شکن را خاموش یا باز می کند. واحدهای تریپ می توانند از نوع الکترومکانیکی یا نوع الکترونیکی (Solid State) باشند. واحد تریپ الکترومکانیکی از نوارهای دو فلزی برای تشخیص عیوب استفاده می کند. این ها فقط می توانند اضافه بار و شرایط اتصال کوتاه را حس کنند.

برای دستیابی به حفاظت بسیار دقیق، جریان های تریپ را می توان از واحد Trip تنظیم کرد.

وظایف واحد تریپ در کلید اتوماتیک 

عملکرد حفاظتی یونیت های Trip الکترونیکی شامل حفاظت از خطای زمین، حفاظت از اضافه ولتاژ و حفاظت در برابر ولتاژ، حفاظت از برگشت فاز و کاهش فاز، حفاظت از جریان باقیمانده، حفاظت از دمای بیش از حد، حفاظت از فرکانس بیش از حد/کمتر و حفاظت از برگشت برق است. برای یک واحد تریپ در کلید کمپکت اتوماتیک MCCB اجباری نیست که همه این ویژگی های حفاظتی را در خود داشته باشد. صرفاً لازم است واحد Trip مناسبی را انتخاب کنید که نیاز شما را برآورده کند.

تریپ های الکترونیکی

واحدهای تریپ الکترونیکی مبتنی بر میکروکنترلر هستند. آن ها بسیار متنوع و قابل تنظیم هستند. همچنین دارای طیف گسترده ای از عملکردهای حفاظتی می باشند. برخی از آن ها دارای قابلیت ارتباط داخلی هستند که امکان انتقال داده های لحظه ای به سیستم های SCADA یا DCS را فراهم می کنند. یونیت های تریپ، قابل تعویض هستند و می توانند بر اساس عملکرد حفاظتی مورد نیاز انتخاب شوند.

اساس کار کلید کامپکت MCCB

کنتاکت ها را می توان با استفاده از دسته عملیاتی یا مکانیزم موتوری باز یا بسته کرد. هنگامی که کنتاکت باز یا بسته می شود، در موقعیت قرار می گیرد تا زمانی که میله حرکت فعال شود یا موقعیت آن به صورت دستی تغییر کند.

نوع تریپ الکترومغناطیسی

همانطور که قبلاً توضیح داده شد MCCB های نوع تریپ الکترومغناطیسی دارای نوارهای دو فلزی هستند. در حالت جریان بیش از حد، نوار دو فلزی تغییر شکل می‌دهد و به میله تریپ برخورد می‌کند. نوار تریپ ضمیمه ای را باز می کند که کنتاکت های متحرک را نگه می دارد و کلید مدار قطع می شود.

یک مقاله دیگر بخوانید: چک لیست مهم ترین نکات در خرید تابلو برق 

نوع تریپ الکترونیکی

جریان از طریق کلید برق (سیرکویت بریکر) به طور مداوم توسط یک میکروکنترلر با استفاده از ترانسفورماتور جریان کنترل می شود. ترانسفورماتورهای جریان، میزان جریان عبوری از هر فاز MCCB را حس می کنند. بسته به بزرگی جریان، واحد تریپ الکترونیکی در صورت وجود هر یک از شرایط زیر، نوار Trip را فعال می‌کند:

1. جریان بیش از جریان نامی تنظیم شده برای یک دوره زمانی خاص باشد
2. اگر جریان بیش از حد تعیین شده تریپ جریان لحظه ای باشد

به غیر از موارد ذکر شده، چندین شرایط دیگر مانند خطاهای خنثی، خطاهای زمین، جریان‌های باقیمانده، جریان اضافه زمان معکوس و اضافه جریان‌های زمانی معین وجود دارد که طی آن واحدهای Trip به صورت مکانیکی MCCB را ترک می‌کنند.

تفاوت تریپ الکترونیکی با الکترومغناطیسی

واحدهای تریپ الکترونیکی در مقایسه با یونیت های الکترومغناطیسی پیچیده تر هستند. مشخصات Trip را می توان از واحد تریپ تنظیم کرد. این باعث می شود در مقایسه با سایر دستگاه های حفاظت مدار، انعطاف پذیرتر و همه کاره تر شوند.

عملکردهای حفاظتی کلید MCCB

در ادامه، عملکردهای حفاظتی پایه کلید کامپکت اتوماتیک آمده است:

• حفاظت از اضافه بار (Overload)
• حفاظت از اتصال کوتاه (Short- circuit)

جدای از این دو حفاظت، ویژگی های حفاظتی زیر را نیز می توان با یونیت های تریپ امکان پذیر کرد:

• از خطای زمین
• از جریان اضافه با تاخیر زمانی
• از جریان معکوس
• از جریان خنثی
• از عدم تعادل فعلی
• در برابر ولتاژ پایین
• در مقابل ولتاژ بیش از حد مجاز

رتبه بندی MCCB طبق IEC 60947-2

جریان نامی (In):

جریان نامی حداکثر جریان سرویس بریکر است. مقادیر جریان بیش از جریان نامی به عنوان اضافه بار در نظر گرفته می شود.

ولتاژ مقاومت در برابر ضربه نامی (Uimp):

ولتاژ مقاومتی ضربه نامی حداکثر ولتاژ ضربه ای بر حسب کیلوولت است که مدار شکن می تواند بدون خرابی تحمل کند.

ظرفیت قطعی اتصال کوتاه سرویس (ICS):

حداکثر مقدار جریان اتصال کوتاهی است که قطع کننده مدار می تواند بدون هیچ آسیبی ایمن را قطع کند و بلافاصله به سرویس بازگردد. جریان قطعی نامی اتصال کوتاه سرویس معمولاً با kA مشخص می شود.

ظرفیت قطعی نهایی اتصال کوتاه (Icu):

حداکثر مقدار جریان اتصال کوتاهی است که کلید برق می تواند قطع کند. اما پس از قطع این جریان خطا، MCCB ممکن است برای سرویس در دسترس نباشد یا نگه داشتن آن تحت بار خطرناک باشد.

جریان بدون وقفه نامی (Iu):

آستانه جریانی است که در صورت عبور، حفاظت اضافه بار یا اتصال کوتاه بسته به آستانه وارد عمل می شود. در بیشتر موارد، جریان نامی مشابه است و بسته به کاربرد قابل تنظیم است.

ظرفیت ساخت نامی (Icm):

حداکثر جریان لحظه ای است که کلید کمپکت اتوماتیک می تواند به طور ایمن ایجاد کند.

ولتاژ عملیاتی نامی (Ue):

ولتاژ فاز به فازی است که بریکر برای کار در آن طراحی شده است.

ولتاژ عایق نامی (Ui):

حداکثر ولتاژی است که بدنه و سایر قسمت های نارسانای بریکر می توانند در برابر آن مقاومت کنند.

دوام الکتریکی:

حداکثر تعداد دفعاتی که کلید MCCB مدار می تواند خاموش شود.

دوام مکانیکی:

حداکثر تعداد دفعاتی که می توان مدار شکن را به صورت دستی کار کرد.

خلاصه مقاله

در این مقاله، به معرفی کلید کامپکت اتوماتیک یا کلید MCCB در مدار الکتریکی پرداختیم. به منظور ساخت تابلو برق ایمن و کارآمد استفاده از کلیدهای اتوماتیک می تواند ضریب حفاظت سیستم را ارتقا دهد. 

پیشنهاد مطالعه بیشتر:

آشنایی با کلید مینیاتوری MCB 

ساخت و تولید تابلو برق صنعتی

آداک بهین نیرو، تولید کننده انواع تابلو برق فشار ضعیف و تابلو برق فشار متوسط، پست کمپکت، بدنه آماده تابلو برق، تجهیزات روشنایی فرودگاهی، تیرهای روشنایی و سازه های فلزی است. به پشتوانه سال ها تجربه درخشان و انجام پروژه های کشوری و بین المللی، مفتخر به همکاری با شما برای تولید تابلو برق مدنظرتان هستیم. بدین منظور کافیست از طریق تماس با شماره تلفن های زیر، از خدمات مشاوره رایگان کارشناسان آداک بهره مند شوید.

دفتر مرکزی: کرج، عظیمیه. بلوار 45 متری کاج، پلاک 199، واحد 1 و 3

تلفن: 02634156000

ایمیل: info@adakbn-co.com

دفتر تهران: بزرگراه اشرفی اصفهانی، خیابان مخبری، پلاک 10 واحد 6

تلفن: 02144491255

ایمیل: sales@adakbn-co.com