آشنایی با کلید های محافظ جان

کلید محافظ نشتی جریان یا کلید (Residual Current Circuit Breaker) RCCB و یا RCD که مخفف عبارت Residual Current Device می‌باشد کلیدی است که به‌محض تشخیص وقوع جریان نشتی در دستگاه‌های الکتریکی خانگی یا صنعتی، باعث قطع جریانبرق شده و مانع از صدمات جانی ناشی از نشت جریان می‌گردد و از بروز خطرات احتمالی جلوگیری می‌کند. محافظ جان در حال حاضر بهترین محافظ جهت جلوگیری از خطرات ناشی از اتصال بدنه تجهیزات و برق‌گرفتگی افراد می‌باشد.
  

انواع محافظ جان

کلید محافظ جان یکی از پرکاربردترین تجهیزات برق صنعتی و خانگی می‌باشد که در تیپ‌های AC، A و B به‌صورت سه فاز و تک فاز در بازار موجود می‌باشد که ویژگی‌های هر تیپ در زیر توضیح داده خواهد شد.
  

کلید محافظ جان تیپ AC

کلید محافظ جان یا کلید محافظ نشتی جریان تیپ AC قابلیت تشخیص جریان‌های نشتی با شکل موج متناوب AC را دارند. این گروه از کلید محافظ جان به‌صورت 2 پل و 4 پل در دسترس است. رنج جریان نامی از 16 تا 125 آمپر و رنج جریان نشتی 0.5A , 0.3A , 0.1A , 0.03A , 0.01A بوده و دارای ولتاژ کاری 200 تا 400 ولت هستند.

کلید محافظ جان تیپ A

کلید محافظ جان تیپ A، قابلیت تشخیص جریان نشتی با شکل موج متناوب AC و مستقیم DC پالسی را دارند. این گروه کلید محافظ جان در انواع 2 پل و 4 پل ارائه می‌گردند. رنج جریان نامی از 16 تا 80 آمپر و رنج جریان نشتی 0.5A , 0.3A , 0.1A , 0.03A , 0.01A بوده و ولتاژ کاری 200 تا 400 ولت است. مدل خاصی از این کلید محافظ جان برای شبکه‌هایی با ولتاژ 500 ولت نیز ارائه‌شده است.

کلید محافظ نشتی جریان تیپ B:

کلید محافظ جان تیپ B، قابلیت تشخیص جریان نشتی با شکل موج متناوب AC و مستقیم DC پالسی تا فرکانس 1 مگاهرتز و مستقیم DC صاف را دارند. این گروه کلید محافظ جان نیز در انواع 2 پل و 4 پل ارائه می‌گردند. رنج جریان نامی از 16 تا 125 آمپر و رنج جریان نشتی 0.03A تا 0.3A بوده و ولتاژ کاری 230 تا 400 ولت است. همچنین مدل‌های خاصی از این تیپ محافظ جان باقابلیت کار تا ولتاژ 500 ولت و یا رنج جریان نشتی تا 0.5 آمپر نیز وجود دارند.

نحوه عملکرد کلید محافظ جان

کلید محافظ نشتی جریان همان‌طور که از نامش هم پیداست دارای جریان نشتی مشخصی می‌باشد. این کلید با مقایسه جریان سیم‌های رفت‌وبرگشت، درصورتی‌که اختلافی بین جریان رفت‌وبرگشت وجود داشته باشد مدار را قطع می‌کند. یعنی به‌محض اینکه جریان نشتی سیستم از حد مجاز بیشتر شد کلید محافظ جان سریع عمل می‌کند و شخص و تجهیزات را از بروز خطرات احتمالی محافظت می‌کند.

اگر بخواهیم به‌صورت علمی‌تر بررسی کنیم، در این وسیله یک هسته مغناطیسی همه هادی‌های حامل جریان را در برمی‌گیرد. در این حالت شار مغناطیسی که در هسته بوجود می‌آید به جمع برداری جریان‌های عبوری از هادی‌ها بستگی دارد. اگر جریان عبوری I1 را مثبت در نظر بگیریم، آنگاه جریان I2 که در خلاف جهت جریان دارد منفی خواهد شد. در یک مدار معمولی سالم I1+I2=0 خواهد شد و هیچ شاری در هسته مغناطیسی بوجود نخواهد آمد و هیچ ولتاژی هم در سیم‌پیچ آن القا نخواهد شد.

اگر در مصرف‌کننده یا هادی‌های متصل به آن خطای زمینی به وجود آید، آنگاه جریانی به نام ID در مدار جاری می‌شود که از سمت زمین یا هادی زمین به سمت منبع بازمی‌گردد؛ بنابراین در این حالت I1+I2=ID خواهد شد و بالانس جریان‌هایی که از داخل هسته مغناطیسی عبور می‌کنند به هم خواهد خورد و در هسته مغناطیسی شار بوجود خواهد آمد. به ID اصطلاحاً جریان باقیمانده یا Residual Current گفته می‌شود. شار مغناطیسی که در هسته بوجود آمده، ولتاژی در سیم‌پیچ دور هسته القا می‌کند که باعث جاری شدن جریان I3 در مدار حفاظتی می‌شود. اگر ID جاری‌شده در مدار حفاظتی از مقدار تنظیمی آن بزرگ‌تر باشد، آنگاه کلید قطع خواهد شد.

 تصویر بالا یک RCD را نمایش می‌دهد. RCD‌ها به‌تنهایی در مدار قابل‌استفاده نیستند، چون قابلیت قطع و وصل مدار را به‌تنهایی ندارند؛ بنابراین همیشه RCD‌ها به یک کلید مثلاً MCB یا MCCB وصل می‌شوند. این تجهیزات دو پارامتر مهم دارند. یکی In یا جریان نامی است که تعیین می‌کند چه جریانی می‌تواند در زمان نامحدود از هادی‌های آن عبور کند بدون آنکه تغییری در مشخصات آن ایجاد کند؛ و دیگری IDn است که حساسیت آن را نسبت به جریان نشتی زمین مشخص می‌کند و به ازای آن RCD فرمان قطع کلید را صادر می‌کند.