کلید اتوماتیک کمپکت | بررسی ساختار، انواع و کاربرد

اگر کنجکاو هستید که بدانید کلید اتوماتیک کمپکت چیست؟ باید گفت که ازنظر عملکرد هیچ تفاوتی با یک کلید مدار استاندارد ندارد. این کلید از یک مدار الکتریکی در برابر آسیب‌های احتمالی ناشی از حوادث نامطلوب مانند اتصال کوتاه، خطاهای زمین و اضافه بار محافظت کند. در مقایسه با دیگر بریکرها با ظرفیت بالاتر خود به بهترین شکل عمل می‌کند.
کلیدهای مدار انواع مختلفی دارند. به همین دلیل نباید یک قطع کننده کیس قالبی را با یک قطع کننده مدار مینیاتوری (MCB) یا سایر قطع کننده‌ها برای این موضوع اشتباه بگیرید. در بخش‌های بعدی بیشتر توضیح خواهیم داد، پس در ادامه مطلب با ما همراه باشید.

کلید اتوماتیک کمپکت چیست؟

کلید اتوماتیک کمپکت که به‌اختصار MCCB نامیده می‌شود، برگرفته از عبارت (Molded Case Circuit Breaker)، به معنای قطع کننده مدار قالب‌بندی شده است. این کلید نوعی از قطع کننده مدار است که تحت بار قطع می‌شود و برای حفاظت از اتصال کوتاه و اضافه‌بار در موتورها و سیستم‌های روشنایی، مصرف کنندگان صنعتی و غیره استفاده می‌شود. به عبارتی از این کلیدها برای محافظت و قطع مدار در برابر جریان معکوس یا افت ولتاژ پس از عبور از حد مجاز و از جریان اضافی (اضافه‌بار) توسط مصرف‌کنندگان و اتصال کوتاه در مدار استفاده می‌شود.

قطع کننده‌های مدار اولیه ازنظر اندازه و حجم بزرگ بودند. این کلیدها اما به دلیل فشرده بودن، قطع کننده مدار فشرده نامیده می‌شوند. ازآنجایی‌که مدار شکن فشرده می‌تواند تحت بار خاموش شود، می‌تواند مدار را در صورت روشن بودن برق قطع کند. این ویژگی در مدارهای فشار متوسط ​​و بالا مفید تلقی می‌شود؛ زیرا بسیاری از کلیدها قطع کننده هستند و نمی‌توانند مداری را تحت بار قطع کنند.

تفاوت کلیدهای اتوماتیک و غیر اتوماتیک در این است که در قطع کننده‌های اتوماتیک دستگاه‌های الکترونیکی مختلفی برای تشخیص اضافه جریان و اتصال کوتاه و پارامترهای دیگر مانند کلید اتوماتیک هوا وجود دارد، اما کلیدهای غیر اتوماتیک فقط برای قطع و اتصال هستند و در آن‌ها هیچ‌گونه رله الکترونیکی وجود ندارد.

مشخصات کلید اتوماتیک کمپکت

سازندگان کلید اتوماتیک کمپکت مشخصات فنی مدل‌های مختلف کلید اتوماتیک را ارائه می‌دهند، دانستن این اصول برای انتخاب کلید اتوماتیک صحیح برای هر برنامه مهم است. این مشخصات شامل موارد زیر است:

• جریان قالب‌بندی نامی (Inm): حداکثر مقدار جریانی که برای هر MCCB در نظر گرفته شده است (Inm) نام‌گذاری می‌شود که می‌تواند مقادیر ابعاد فیزیکی را تعیین کند. جریان نامی مقدار حد بالایی محدوده جریان قطع قابل تنظیم را تعیین می‌کند.
• جریان نامی (In): مقدار جریانی که در آن حفاظت اضافه بار رخ می‌دهد. در قطع کننده‌های مدار متغیر، جریان نامی یک مقدار ثابت نیست، بلکه یک محدوده قابل تنظیم است.
• ولتاژ عایقی نامی (Ui): حداکثر ولتاژی است که کلید اتوماتیک کمپکت بر اساس تست‌های آزمایشگاهی می‌تواند تحمل کند. این مقدار بالاتر از ولتاژ نامی عملیاتی است تا حاشیه ایمن در حین کار ایجاد کند.
• ولتاژ عملیاتی نامی (Ue): ولتاژ عملیاتی پیوسته برای هر MCCB معمولاً برابر یا نزدیک به ولتاژ معمولی سیستم است.
• ظرفیت جریان اتصال کوتاه (ICS): بالاترین جریان خطای اتصال کوتاه است که می‌تواند قطع کننده مدار فشرده را برای همیشه بدون آسیب رساندن به آن قطع کند. در این حالت، MCCB پس از قطع خطا مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• حداکثر ظرفیت اتصال کوتاه (Icu): جریان اتصال کوتاه به این معنی است که ترانسفورماتور فقط یک بار بدون آسیب قابل جداسازی است و بعداً باید تعمیر، سرویس یا تعویض شود.
• عمر مکانیکی: تعداد دفعاتی است که  کلید قبل از، از کار افتادن به صورت دستی کار می‌‎کند.
• عمر الکتریکی: تعداد دفعاتی که کلید می‌تواند قبل از اینکه ازکار بیفتد به وظیفه خود عمل کند.

ساختمان داخلی کلید اتوماتیک کمپکت

ساختار داخلی کلید اتوماتیک کمپکت از سه عنصر اصلی زیر تشکیل شده است:

• کنتاکت اصلی (قدرت)
• کنتاکت ثانویه (کنتاکت کمکی) 
• کنتاکت جرقه زنی 

تریپ نیز یکی دیگر از بخش‌های کلید اتوماتیک کمپکت است که کاملاً به قسمت قطع و وصل ارتباط دارد که در مدار می‌تواند به‌ صورت دستی یا خودکار انجام گیرد و از رله‌های مختلف برای انجام آن استفاده می‌شود. شناخت و انتخاب مدار شکن مناسب در طراحی و راه‌اندازی سیستم‌های الکتریکی بسیار مهم است. بدنه کلید اتوماتیک کمپکت اشنایدر از قالب‌های تزریق بسیار قوی ساخته شده است.

انواع کلید اتوماتیک کمپکت

سازندگان کلید اتوماتیک کمپکت مشخصات فنی مدل‌های مختلف کلید خودکار را ارائه می‌دهند، دانستن این مشخصات برای انتخاب کلید مناسب برای هر برنامه مهم است. کلیدهای اتوماتیک کمپکت بر اساس نوع کاربری طبقه‌بندی می‌شوند. بر اساس استاندارد IEC60947-2 کلیدهای مدار به دو دسته تقسیم می‌شوند.

• دسته A: کلیدهایی هستند که بدون تأخیر زمانی در مدار استفاده می‌شوند. ازنظر تحمل جریان اتصال کوتاه الکترودینامیکی، این کلیدهای تأخیری بیشتر از زمان لازم برای باز و بسته شدن مکانیسم تماس ندارند. بنابراین در این کلیدها تأخیر تنظیمی در قطع جریان اتصال کوتاه وجود ندارد و باید هر چه سریع‌تر جریان اتصال کوتاه قطع شود. کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف در دسته A قرار می‌گیرند.
• دسته B: کلیدهایی در این دسته قرار می‌گیرند که ازنظر تحمل الکترودینامیکی جریان‌های اتصال کوتاه در مدت زمان بیشتری نسبت به زمان لازم برای شکستن و باز شدن مکانیسم تماس (50 میلی‌ثانیه) می‌گذرد، این قابلیت تحمل الکترودینامیکی نام دارد.

کاربردهای کلید اتوماتیک کمپکت

قطع کننده‌های اتوماتیک کمپکت را می‌توان به گونه‌ای تنظیم کرد که در حین جریان هجومی موتور الکتریکی، محافظت در برابر اضافه بار را بدون خاموش شدن ایجاد کند. به طور خلاصه، اتوماتیک کمپکت می‌توانند حفاظت کافی را برای محدوده‌های جریان بزرگ و برنامه‌های خاموش شدن کنترل شده یا ترکیبی از هر دو ارائه دهند. انواع کلید اتوماتیک کمپکت به دلیل تحمل جریان بالای خود، می‌توانند در کاربردهای با جریان بالا مورد استفاده قرار گیرند، برخی از کاربردهای رایج کلیدهای مدار عبارت‌اند از:

1- حفاظت از منبع تغذیه اصلی

مدارهای منبع تغذیه که به عنوان منبع تغذیه در تابلوهای توزیع بزرگ استفاده می‌شوند، اغلب جریان‌های بالایی تا صدها آمپر دارند. همچنین، اگر مدارهای بیشتری در آینده به سیستم اضافه شود، ممکن است به پیکربندی تریپ نیاز باشد، بنابراین یک سوئیچ خودکار لازم است.

2- حفاظت از بانک خازنی

بانک‌های خازنی ابزار مهمی در سیستم‌های تجاری و صنعتی هستند، زیرا می‌توانند ضریب توان را بهبود بخشند و جریان‌های خط و درنتیجه هزینه‌های برق مصرفی را کاهش دهند. بانک‌های خازن بزرگ‌تر ممکن است جریان بیشتری بکشند و بنابراین نیاز به حفاظت از مدارشکن دارند.

3- حفاظت از ژنراتور

ژنراتورهای الکتریکی بزرگ می‌توانند جریان خروجی را تا صدها آمپر ارائه دهند. علاوه بر این، مجموعه ژنراتورها معمولاً بسیار گران هستند. محدوده جریان بالای کلید اتوماتیک فشرده، حفاظت قابل قبولی از این ژنراتورها می‌کند.

4- کاربردهای جوشکاری

برخی از دستگاه‌های جوشکاری می‌توانند جریان‌های بسیار بالایی را بکشند که فراتر از قابلیت‌های مدار شکن‌های مینیاتوری است و نیاز به استفاده از یک کلید اتوماتیک کمپکت دارد. کلید کمپکت مانع از آسیب دیدن دستگاه جوش می‌گردد.

5- سیستم‌هایی با جریان کم وابسته به تنظیم تریپ

کلیدهای مدار نه تنها در کاربردهای با جریان بالا مورد استفاده قرار می گیرند، بلکه مدل‌هایی با محدوده جریان کم 100 آمپری وجود دارند که در مواقعی استفاده می‌شوند که تجهیزات با جریان کم نیاز به قطع شدن قابل تنظیم دارند.

6- حفاظت موتور

ویژگی‌های حفاظتی قابل اعتماد کلیدهای مدار قالب‌بندی شده، سوئیچ‌های کیس قالبی را به انتخاب مناسبی برای حفاظت موتور تبدیل کرده است.

مزیت‌های کلید اتوماتیک کمپکت

کلید اتوماتیک کمپکت یا MCCB نوعی کلید اتوماتیک است که از تجهیزات در برابر اضافه بار و جریان اتصال کوتاه محافظت می‌کند. در یک سوئیچ اتوماتیک، واحد حفاظتی یا واحد قابل حمل مطابق با الزامات حفاظتی طراحی شده است. علاوه بر حفاظت از اضافه بار حرارتی، اتصال کوتاه مدار و خطای زمین کلیدهای اتوماتیک کمپکت دارای مزایای دیگری نیز هستند که از آن جمله می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ازنظر اندازه و ابعاد به دلیل جریان بالایی که می‌توانند تحمل کنند کوچک بوده و باعث صرفه جویی قابل توجهی در فضای تابلو برق می‌شود.
• آن‌ها از خرابی ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی در اثر جریان اتصال کوتاه و اضافه بار جلوگیری می‌کنند.
• عمر طولانی دارند.
• ویژگی‌های مختلف کلید مانند امکان نصب انواع کنتاکت‎های ثانویه و همچنین کنتاکت‎های اضطراری و محافظ، انعطاف‌پذیری زیادی به این کلید اضافه می‌کند.
• می‌توانید با استفاده از کانکتورهای نوری، کنتاکت‌های جانبی کلید اتوماتیک کامپکت را از اتاق کنترل جدا کنید. امکان نظارت بر شرایط مختلف سوئیچینگ مانند اتصال یا خطا.

بهترین مارک‌های کلید اتوماتیک کمپکت

در ادامه به معرفی بهترین مارک‌های کلید اتوماتیک کمپکت موجود در بازار می‌پردازیم:

1- کلید اتوماتیک LS

قطعات این شرکت با بدنه قوی و ساختار با کیفیت در جریان‌های مختلف از کم تا زیاد در بازار موجود است. این اقلام انواع مختلفی دارند، برخی از جنس برنج و به همین دلیل بسیار با کیفیت هستند. محصولات LS در کره جنوبی تولید می‌شوند و ازنظر کیفیت، رقیب سرسختی برای هیوندای و اشنایدر است. این شرکت محصولات خود را با قیمت‌های بسیار مناسب در اختیار مصرف‌کنندگان قرار می‌دهد. به عبارتی قیمت مناسب کلید خودکار LS در کنار کیفیت بالا یکی از محصولات متمایز این شرکت است.

2- کلید زیمنس

لوازم جانبی استاندارد زیمنس را می‌توان با قطع کننده‌های مدار در اندازه‌های مختلف استفاده کرد، به این معنی که لوازم جانبی کلید اتوماتیک کمپکت را می‌توان برای تمام محدوده‌های 3VA استفاده کرد. این صرفه‌جویی در وقت و پول است. در حین کار، بهره‌برداری و نصب، قطع کننده مدار 3VA زیمنس به‌عنوان یک سیستم واحد عمل می‌کند. این اصل از طریق دستگاه‌ها و اجزای مورداستفاده در طراحی و همچنین تمامی لوازم جانبی داخلی و خارجی طراحی شده پیاده‌سازی شده است.

3- کلید اشنایدر

کلید اتوماتیک کمپکت اشنایدر نوعی کلید برق فشار ضعیف است. وظیفه این نوع کلیدها قطع و وصل یک مدار الکتریکی است. مدار شکن اتوماتیک اشنایدر می‌تواند جریان اتصال کوتاه، جریان نامی و اضافه بار را قطع کند. ساختار داخلی کلید اتوماتیک کمپکت اشنایدر از سه پایانه برق، یک ترمینال کمکی و یک ترمینال تریپ تشکیل شده است. از ویژگی‌های کلید اتوماتیک اشنایدر می‌توان به کوچک بودن آن و پشتیبانی از حفاظت مدار مربوطه در مدار شکن اشاره کرد.

4- کلید هیوندای

کلید اتوماتیک کمپکت هیوندای یکی از پرکاربردترین محصولات شرکت سازنده کره جنوبی است. تنوع بالای این محصول و کیفیت عالی، وجه تمایز محصولات این شرکت است. این کلیدها به چند نوع تقسیم می‌شوند که عبارت‌اند از: کلیدهای مغناطیسی حرارتی HGM، کلیدهای مغناطیسی حرارتی HGP، کلیدهای الکترونیکی سری U که به دلیل ساختار الکترونیکی کاملاً قابل تنظیم بوده و قدرت برش بالاتری دارند. این محصولات متنوع و پیچیده هستند؛ و انواع مختلفی از آن وجود دارد.

در پایان

طیف وسیع جریان‌های موجود برای کلید اتوماتیک کمپکت امکان استفاده از آن‌ها را در کاربردهای مختلف فراهم کرده است. محدوده جریان موجود از 15 آمپر شروع می‌شود و تا 2500 آمپر می‌رسد و این امکان را به آن‌ها می‌دهد که هم در برنامه‌های کم‌مصرف و هم در کاربردهای با توان بالا استفاده شوند.