انواع کلید قدرت (Circuit Breaker): راهنمای کامل کلیدهای فشار قوی، متوسط و ضعیف

انواع کلیدهای اتوماتیک بر اساس سطح ولتاژ

کلیدهای قدرت بر اساس سطح ولتاژ کاری به دو دسته اصلی تقسیم می شوند: ولتاژ پایین (LV) و ولتاژ بالا (HV).

انواع کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف

1. کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف (Low Voltage Circuit Breakers)

این کلیدها در مدارهای با ولتاژ کمتر از 1000 ولت (1kV) به کار می روند و بیشترین کاربرد را در صنایع، ساختمان های تجاری و مسکونی دارند.

کلید مینیاتوری (Miniature Circuit Breaker - MCB)

کلیدهای مینیاتوری رایج ترین نوع کلید حفاظتی در تابلوهای برق خانگی و صنعتی سبک هستند. این کلیدها غیرقابل تنظیم بوده و برای حفاظت از مدارهای نهایی (مانند روشنایی، پریزها) در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه استفاده می شوند.

• بازه جریان: معمولاً از 2 تا 125 آمپر.
• قدرت قطع: معمولاً 6 یا 10 کیلوآمپر (kA).
• منحنی قطع (Trip Curve): دارای تیپ های مختلفی (مانند B, C, D) هستند که سرعت واکنش آن ها به اتصال کوتاه را مشخص می کند. تیپ C برای مصارف عمومی، تیپ B برای بارهای حساس (روشنایی) و تیپ D برای بارهای موتوری (با جریان راه اندازی بالا) مناسب است.

کلید اتوماتیک کمپکت (Molded Case Circuit Breaker - MCCB)

این کلیدها که با نام "کلید اتوماتیک" در بازار شناخته می شوند، یک پله بالاتر از MCBها قرار دارند. بدنه  آن ها از مواد قالب گیری شده و بسیار مستحکم ساخته شده است. MCCBها معمولاً دارای قابلیت تنظیم جریان حرارتی و مغناطیسی هستند که حفاظت دقیق تری را ممکن می سازد.

• بازه جریان: از 16 تا 1600 آمپر (و گاهی تا 2500 آمپر).
• قدرت قطع: بسیار بالاتر از MCBها، از 16kA تا 150kA.
• واحدهای تریپ (Trip Unit): دارای دو نوع اصلی هستند:
  • حرارتی-مغناطیسی (Thermal-Magnetic): مدل های استاندارد با قابلیت تنظیم محدود.
  • الکترونیکی (Electronic): مدل های پیشرفته با قابلیت تنظیم دقیق جریان، زمان تأخیر و حتی حفاظت های اضافی مانند خطای زمین.

 

کلید هوایی (Air Circuit Breaker - ACB)

کلیدهای هوایی قدرتمندترین نوع کلیدهای فشار ضعیف هستند که به عنوان کلید ورودی اصلی در تابلوهای برق بزرگ، پست های توزیع و صنایع سنگین به کار می روند. مکانیزم خاموش کردن جرقه (Arc) در این کلیدها در هوای آزاد صورت می گیرد. این کلیدها دارای واحدهای حفاظتی الکترونیکی بسیار پیشرفته، قابلیت کشویی بودن برای تعمیرات آسان و بالاترین قدرت قطع در سطح فشار ضعیف هستند.

• بازه جریان: از 630 تا 6300 آمپر.
• قدرت قطع: از 42kA تا 150kA.

کلید محافظ جان (Residual Current Device - RCD/RCCB)

این کلید که در گذشته ELCB نامیده می شد، برای حفاظت از افراد در برابر شوک الکتریکی و جلوگیری از آتش سوزی ناشی از نشت جریان طراحی شده است. این کلید جریان ورودی به مدار را با جریان خروجی مقایسه می کند و در صورت وجود اختلاف (نشت جریان)، مدار را فوراً قطع می کند. این کلیدها حفاظتی در برابر اتصال کوتاه یا اضافه بار ندارند و باید همیشه همراه با یک MCB یا MCCB نصب شوند.

• کلید ترکیبی (RCBO): این قطعه ترکیبی از یک کلید مینیاتوری (MCB) و یک محافظ جان (RCD) است که حفاظت کاملی در برابر هر سه خطا (اضافه بار، اتصال کوتاه و نشت جریان) ارائه می دهد.

جدول مقایسه کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف

2. کلیدهای اتوماتیک فشار قوی (High Voltage Circuit Breakers)

این کلیدها برای ولتاژهای بالاتر از 1kV طراحی شده اند و وظیفه حفاظت از شبکه های انتقال و توزیع برق را بر عهده دارند. چالش اصلی در این کلیدها، خاموش کردن قوس الکتریکی (Arc) بسیار پرانرژی است که هنگام قطع جریان های بالا در ولتاژهای بالا ایجاد می شود. ماده ای که برای خاموش کردن این قوس استفاده می شود، اساس دسته بندی این کلیدهاست.

• کلید روغنی (Oil Circuit Breaker): از روغن به عنوان عایق و ماده خاموش کننده قوس استفاده می کند. این کلیدها به دلیل وزن زیاد، نیاز به نگهداری و خطرات زیست محیطی، تقریباً منسوخ شده اند.
• کلید گازی (SF6 Circuit Breaker): گاز هگزافلوورید گوگرد (SF6) یک ماده الکترونگاتیو با خاصیت خاموش کنندگی قوس فوق العاده است. این کلیدها به دلیل ابعاد کوچک، قابلیت اطمینان بالا و نیاز کم به تعمیرات، رایج ترین نوع کلید در پست های فشار قوی و فوق توزیع مدرن هستند.
• کلید خلأ (Vacuum Circuit Breaker): در این کلیدها، کنتاکت ها در یک محفظه خلأ باز و بسته می شوند. از آنجا که در خلأ ماده ای برای یونیزه شدن و ایجاد قوس وجود ندارد، جرقه به سرعت خاموش می شود. این کلیدها عمر مکانیکی بسیار بالایی دارند، به تعمیر و نگهداری نیاز ندارند و عمدتاً در سطح ولتاژ توزیع (تا 36kV) استفاده می شوند.
• کلید هوای فشرده (Air Blast Circuit Breaker): این کلیدها با دمیدن هوای فشرده به روی قوس، آن را خاموش می کنند. به دلیل تولید صدای بسیار زیاد و نیاز به کمپرسور هوا، استفاده از آن ها محدود شده و عمدتاً با کلیدهای SF6 جایگزین شده اند.

کلیدهای مینیاتوری در تابلو برق

چگونه کلید اتوماتیک مناسب را انتخاب کنیم؟

انتخاب کلید نامناسب می تواند به اندازه عدم استفاده از آن خطرناک باشد. برای انتخاب صحیح، مراحل زیر را دنبال کنید:

1. تعیین ولتاژ سیستم: ولتاژ کاری کلید باید با ولتاژ شبکه مطابقت داشته باشد.
2. محاسبه جریان بار کامل (جریان نامی): حداکثر جریانی که مصرف کننده به طور عادی از شبکه می کشد را محاسبه کنید. جریان نامی کلید (In) باید کمی بیشتر از این مقدار باشد (معمولاً 25% بالاتر).
3. تعیین قدرت قطع مورد نیاز: این مهم ترین گام است. باید حداکثر جریان اتصال کوتاه ممکن در نقطه نصب کلید را محاسبه یا تخمین بزنید. قدرت قطع کلید (Icu) باید بیشتر از این مقدار باشد.
4. نوع حفاظت مورد نیاز: آیا فقط به حفاظت در برابر اضافه بار و اتصال کوتاه نیاز دارید (MCB/MCCB) یا حفاظت در برابر نشت جریان و برق گرفتگی نیز ضروری است (RCD/RCBO)؟
5. شرایط محیطی و نوع بار: دمای محیط، ارتفاع از سطح دریا و نوع بار (موتوری، روشنایی، خازنی) بر انتخاب تیپ و تنظیمات کلید تأثیرگذار است.

 

نتیجه گیری

کلید اتوماتیک ستون فقرات ایمنی در سیستم های الکتریکی است. درک صحیح از عملکرد، پارامترهای فنی و تفاوت بین انواع مختلف آن، از کلیدهای مینیاتوری ساده در یک خانه تا کلیدهای هوایی پیچیده در یک کارخانه، برای مهندسان، تکنسین ها و تمام فعالان صنعت برق امری ضروری است. انتخاب هوشمندانه و نصب صحیح این قطعه، تضمین کننده عملکرد پایدار، عمر طولانی تجهیزات و مهم تر از همه، حفظ جان انسان ها خواهد بود.

خرید و نصب انواع بانک خازنی از مجموعه بهنیکو.