کلید فیوز مینیاتوری چیست و چه کاربردی دارد؟ | راهنمای کامل

کلید مینیاتوری چیست؟

کلید مینیاتوری از تجهیزات پرمصرف در صنعت برق است که در این مقاله مفصل راجع به آن صحبت می‌کنیم.

در گذشته با استفاده از فیوز انفجاری در برابر جریان اضافه بار محافظت می کردیم. که این روش، روش مناسبی نیست. زیرا با عبور جریان اضافی، فیوز ذوب و منفجر می شود. از این طریق اتصال مدار الکتریکی را قطع و از بقیه مدار محافظت می کند.

کلیدهای مینیاتوری این عملکرد را بهبود بخشیدند. زیرا با عبور جریان اضافه بار ذوب نمی شوند و از بین نمی روند. بنابراین مجدد قابل استفاده هستند. کلید مینیاتوری (Miniature Circuit Breaker) به اختصار MCB گفته می شود. MCB یک قطع کننده مدار قابل تنظیم و دارای مکانیزم الکترومکانیکی عمل است. در مدارهای الکتریکی و برق کشی ساختمان از کلیدهای مینیاتوری استفاده می شود. کلید مینیاتوری مدار را در برابر جریان اضافه بار و خطای اتصال کوتاه محافظت می کند. لازم به ذکر است، کلید مینیاتوری از انسان در برابر شوک الکتریکی ناشی از جریان نشتی محافظت نمی کند. این حفاظت را کلیدهای جریان نشتی (RCBO) انجام می دهند. کلیدهای مینیاتوری از 2 تا 100 آمپر و به صورت تکفاز و سه فاز در انواع تک پل، دو پل، سه پل و چهار پل ساخته می شوند.

وظایف اصلی کلید مینیاتوری

MCB دارای دو مشخصه اصلی جریان نامی و جریان لحظه ای است.

اضافه بار – آمپر (A)

مدار و کابل برای عبور جریانی مشخص طراحی شده اند. هنگامی که جریانی بیش از این مقدار از مدار عبور کند، خطای جریان اضافه بار رخ می دهد. این اتفاق می تواند در آشپزخانه رخ دهد. به عنوان مثال وقتی کتری، ماشین ظرفشویی، اجاق برقی، مایکروویو و مخلوط کن همه به طور همزمان استفاده می شوند. MCB مدار برق را قطع می کند. در نتیجه از گرم شدن بیش از حد و آتش سوزی در کابل و پایانه ها جلوگیری می کند.

اتصال کوتاه – کیلو آمپر (kA)

اتصال کوتاه نتیجه ی نقص در بخشی از مدار الکتریکی یا دستگاه است. به طور بالقوه بسیار خطرناک تر از اضافه بار است. زیرا با مقیاس بزرگتر و سرعت بیشتر رخ می دهد. زمانی ایجاد می شود که بین هادی های مدار ارتباط مستقیم وجود داشته باشد. بدون مقاومت ایجاد شده توسط مدار، جریان الکتریکی در یک مدار به دور مدار می شتابد. و آمپر را هزاران بار در چند میلی ثانیه ضرب می کند.

MCB های مورد استفاده در تاسیسات داخلی معمولاً دارای قدرت قطع 6kA یا 6000 آمپر هستند. به این معنی است که جریان بیش از حد ناشی از اتصال کوتاه، نباید از 6000 آمپر تجاوز کند. در شرایط صنعتی و ماشین آلات بزرگ، استفاده از MCB با قدرت قطع 10kA ضروری است. بالاترین ولتاژ کاری خط این کلید ها 415V است. دسته بندی بر اساس قدرت قطع کلید، نشان دهنده حداکثر جریان خطای احتمالی (PFC) است. با بالاتر رفتن از این مقدار کلید مینیاتوری دچار آسیب می شود.

هنگام خرید کلید مینیاتوری توجه به قدرت قطع کلید، ضروری است.

معنی علائم درج شده روی کلید مینیاتوری

مشخصات فنی کلید را می توان از اعداد درج شده روی آن استخراج کرد. در تصویر زیر معنی علائم نوشته شده روی کلید مینیاتوری را مشاهده می کنید.

قدرت قطع، بیشترین مقدار جریانی است که کلید در یک لحظه توانایی تحمل آن را دارد.

جریان نامی، ماکزیمم جریانی که کلید توانایی تحمل آن را دارد. اگر جریانی بیش از این مقدار از کلید عبور کند، کلید مدار را قطع می کند.

کلید مینیاتوری چگونه عمل می کند و از چه اجزایی تشکیل شده است؟

در تصویر زیر اجزای داخلی کلید مینیاتوری را مشاهده می کنید.

MCB به وسیله ی نوار فلزی بیمتال حفاظت در برابر جریان اضافه بار را انجام می دهد. با عبور جریان اضافی، نوار بیمتال توسط بار الکتریکی گرم می شود. در نتیجه خم می شود و قفل مکانیکی را آزاد می کند. قفل که به مکانیزم عمل متصل است، باعث باز شدن اتصالات و شکستن مدار می شود. از آنجایی که هادی در یک محفظه پلاستیکی قرار دارد، استفاده از آن بسیار ایمن تر است. 

حفاظت در برابر اتصال کوتاه توسط سیم پیچ انجام می شود. افزایش ناگهانی و چشمگیر جریان الکتریکی باعث جابجایی الکترومکانیکی پیستون از سیم پیچ می شود. پیستون با ضربه زدن به اهرم حرکت، باعث آزاد شدن فوری مکانیزم قفل می شود. در نتیجه اتصالات باز می شود و مدار را می شکند.

اگر برای خرید سیم و کابل به دنبال بهترین برند بازار هستید، به عنوان یکی از گزینه های اصلی، ما به شما سیم و کابل افشار نژاد خراسان را پیشنهاد می دهیم. برای مشاهده انواع محصولات این برند می توانید به صفحات زیر نیز مراجعه کنید: 

• سیم افشان ارت افشارنژاد 

• کابل افشان شیلددار افشار نژاد 

• کابل مفتول افشار نژاد خراسان 

• کابل مخابراتی افشار نژاد

انواع کلید مینیاتوری

کلیدهای مینیاتوری بر حسب میزان حساسیت، به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند:

کلید مینیاتوری نوع B

راهنمای انتخاب کلید مینیاتوری (MCB) مناسب بر اساس جریان نامی، ظرفیت قطع، تیپ و کاربرد

انتخاب صحیح کلید مینیاتوری یکی از مهم‌ترین مراحل طراحی و اجرای تابلو برق است، زیرا انتخاب نادرست می‌تواند باعث تریپ‌های ناخواسته یا حتی آسیب به تجهیزات شود. در ادامه عوامل اصلی انتخاب را به‌طور کامل توضیح می‌دهم:

۱. جریان نامی (In)

• جریان نامی نشان‌دهنده حداکثر جریانی است که کلید می‌تواند به‌طور مداوم از خود عبور دهد بدون آن‌که عمل کند.

• مقادیر متداول: ۶، ۱۰، ۱۶، ۲۰، ۲۵، ۳۲، ۴۰، ۶۳ آمپر.

• مثال: برای یک مدار روشنایی با بار ۱٫۵ کیلووات (تقریباً ۷ آمپر)، کلید ۱۰ آمپر انتخاب می‌شود. برای پریزهای عمومی در ساختمان‌ها معمولاً ۱۶ یا ۲۰ آمپر استفاده می‌شود.

۲. ظرفیت قطع (Icu یا Icn)

• ظرفیت قطع نشان می‌دهد کلید مینیاتوری حداکثر چه جریان اتصال کوتاهی را می‌تواند ایمن قطع کند.

• مقادیر رایج: ۳kA، ۶kA، ۱۰kA (مطابق IEC 60898-1 یا IEC 60947-2).

• انتخاب:

  • ساختمان‌های مسکونی: معمولاً ۶kA کافی است.

  • کارگاه‌ها و صنایع: بهتر است ۱۰kA یا بالاتر در نظر گرفته شود، چون جریان اتصال کوتاه در شبکه‌های صنعتی بیشتر است.

۳. تیپ (منحنی عملکردی B، C، D، K، Z)

• تیپ B: حساس‌ترین تیپ، در جریان ۳ تا ۵ برابر جریان نامی قطع می‌کند. مناسب بارهای روشنایی و خانگی.

• تیپ C: در جریان ۵ تا ۱۰ برابر جریان نامی قطع می‌کند. پرکاربردترین تیپ برای بارهای عمومی و موتوری کوچک (مثل کولر گازی).

• تیپ D: در جریان ۱۰ تا ۲۰ برابر جریان نامی قطع می‌کند. برای بارهای با جریان هجومی بالا مثل ترانسفورماتور و موتورهای سنگین.

• تیپ K: مخصوص بارهای صنعتی با موتورهای بزرگ و راه‌اندازی سنگین. مقاومت بالاتری در برابر جریان لحظه‌ای دارد.

• تیپ Z: بسیار حساس، در جریان ۲ تا ۳ برابر جریان نامی قطع می‌کند. مناسب تجهیزات دقیق و الکترونیکی (مثلاً تجهیزات پزشکی).

۴. شرایط کاربردی

انتخاب نهایی باید متناسب با نوع بار و شرایط محیطی باشد:

• مدار روشنایی → کلید B

• مدار پریزها یا کولر گازی → کلید C

• راه‌اندازی موتور سنگین یا ترانس → کلید D یا K

• مدار تجهیزات الکترونیکی حساس → کلید Z

۵. سایر پارامترهای مهم در انتخاب

• سایز کابل: جریان نامی کلید باید متناسب با ظرفیت تحمل کابل انتخاب شود تا از داغ‌شدن سیم جلوگیری کند.

• دمای محیط: در دمای بالاتر از ۳۰ درجه سانتی‌گراد باید ضریب تصحیح اعمال شود و کلید با ظرفیت بالاتر انتخاب گردد.

• تعداد پل‌ها: بسته به سیستم برق، کلید می‌تواند تک‌پل (فاز)، دوپل (فاز+نول)، سه‌پل (سه‌فاز) یا چهارپل (سه‌فاز+نول) باشد.

• استاندارد: کلید باید دارای استاندارد معتبر (IEC 60898 یا IEC 60947-2) و تأییدیه توانیر در ایران باشد.

مثال عملی: 
یک کارگاه دارای موتور سه‌فاز ۵٫۵ کیلووات است. جریان نامی موتور حدود ۱۰ آمپر در هر فاز است. کلید انتخابی باید:

• جریان نامی ۱۶ آمپر

• ظرفیت قطع حداقل ۱۰kA

• تیپ D (به دلیل جریان هجومی بالا در لحظه راه‌اندازی)

• سه‌پل (برای حفاظت کل شبکه موتور)

جدول تطبیقی مزایا و معایب انواع تیپ‌های کلید مینیاتوری

کلیدهای مینیاتوری (MCB) بر اساس مشخصات عملکردی به تیپ‌های مختلف B، C، D، K و Z تقسیم می‌شوند. هر تیپ مزایا و محدودیت خاص خود را دارد:

هزینه کل: قیمت، نصب، نگهداری، طول عمر

هزینه استفاده از کلید مینیاتوری تنها به قیمت خرید محدود نمی‌شود. کلیدهای تیپ B و C معمولاً ارزان‌تر و در بازار به‌وفور یافت می‌شوند. در مقابل، تیپ‌های D، K و Z هزینه بیشتری دارند اما برای بارهای خاص حیاتی هستند. نصب این کلیدها ساده و سریع است و نیاز به نگهداری خاصی ندارند. طول عمر آن‌ها وابسته به کیفیت برند و شرایط بار است و در صورت انتخاب درست، می‌توانند بیش از ۱۰ سال بدون مشکل کار کنند.

مقایسه بین تیپ‌ها با مثال عددی

برای درک بهتر انتخاب MCB، چند مثال کاربردی:

• مدار روشنایی یک ساختمان مسکونی: جریان نامی ۱۰ آمپر → کلید تیپ B بهترین گزینه است.

• مدار پریزها و موتور کولر گازی: جریان نامی ۲۰ آمپر → کلید تیپ C استفاده می‌شود.

• راه‌اندازی ترانسفورماتور ۱۰ کیلوولت‌آمپر: جریان هجومی بالا → کلید تیپ D انتخاب می‌شود.

• خط تولید با موتورهای بزرگ: برای جلوگیری از تریپ ناخواسته → کلید تیپ K مناسب است.

• مدار تغذیه تجهیزات پزشکی دقیق: برای محافظت سریع در جریان‌های کوچک → کلید تیپ Z توصیه می‌شود.

انواع نصب (تک‌فاز / سه‌فاز) و تأثیر بر انتخاب کلید

کلیدهای مینیاتوری در مدل‌های تک‌فاز (۱ پل و ۲ پل) و سه‌فاز (۳ پل و ۴ پل) موجودند. انتخاب بین این‌ها کاملاً به سیستم توزیع برق بستگی دارد. در ساختمان‌های مسکونی معمولاً از کلیدهای تک‌فاز استفاده می‌شود، در حالی‌که در صنایع و کارگاه‌ها به دلیل وجود بارهای سه‌فاز، کلیدهای سه‌پل یا چهارپل به‌کار می‌روند. تعداد پل‌ها باید با تعداد فازهای مدار هماهنگ باشد تا حفاظت کامل فراهم شود.

سوالات متداول

۱. کلید مینیاتوری چه تفاوتی با فیوز دارد؟
MCB پس از عمل کردن قابل ریست است ولی فیوز یک‌بار مصرف است.

۲. آیا می‌توان از تیپ B در موتورهای صنعتی استفاده کرد؟
خیر، به دلیل جریان راه‌اندازی بالا کلید B سریعاً تریپ می‌کند.

۳. ظرفیت قطع ۶ کیلوآمپر کافی است؟
برای مصارف خانگی و اداری بله، اما در صنایع بهتر است ۱۰ کیلوآمپر یا بیشتر باشد.

۴. آیا کلید مینیاتوری نیاز به نگهداری دارد؟
تنها نیازمند تست دوره‌ای و اطمینان از سلامت مکانیزم است.

۵. طول عمر کلید مینیاتوری چقدر است؟
بسته به کیفیت و شرایط بار، معمولاً بین ۱۰ تا ۲۰ سال.

۶. تفاوت کلیدهای تک‌پل و دوپل چیست؟
تک‌پل فقط فاز را قطع می‌کند، دوپل هم فاز و هم نول را.

۷. چرا بعضی کلیدها گران‌تر هستند؟
به دلیل ظرفیت قطع بالاتر یا تیپ خاص (مثل D یا Z) برای بارهای ویژه.