play_arrow درباره مدار شکن کیس قالبی (MCCB)

(نمایش توضیحات) (بستن توضیحات)

مدارشکن کیس قالبی چیست؟

مدار شکن کیس قالبی (MCCB) Molded Case Circuit Breakers که به آن در بازار ایران مدار شکن قالب بندی شده، کلید کامپکت، کلید کمپکت و همچنین کلید اتوماتیک و یا کلید اتوماتیک کامپکت نیز اطلاق می شود تجهیزات حفاظتی الکتریکی هستند که در توزیع برق و سیستم های الکتریکی برای محافظت در برابر جریان اضافه و خطاهای اتصال کوتاه استفاده می شوند.

مدار شکن کیس قالبی (MCCB) را "مورد قالب گیری" می نامند زیرا اجزای عایق و خاموش کننده قوس آنها در داخل یک جعبه قالبی ساخته شده از مواد عایق قرار گرفته اند.مدارشکن کیس قالبی (MCCB) برای محافظت از مدار الکتریکی در برابر جریان بیش از حد که می‌تواند باعث اضافه بار یا اتصال کوتاه شود، استفاده می‌شود. با درجه جریان تا 2500 آمپر، مدارشکن های کیس قالبی می‌توانند برای طیف وسیعی از ولتاژها و فرکانس ها با تنظیمات تریپ قابل تنظیم استفاده شوند. این قطع کننده ها به جای کلیدهای مدار مینیاتوری (MCB) در سیستم های با مقیاس بزرگ برای اهداف ایزوله سازی و حفاظتی سیستم استفاده می شوند.

نحوه عملکرد مدارشکن کیس قالبی چگونه است؟

مدارشکن کیس قالبی از یک المان حساس به دما (عنصر حرارتی) و یک المان الکترومغناطیسی حساس به جریان (عنصر مغناطیسی) استفاده می‌کند تا مکانیسم تریپ را برای حفاظت و ایزوله سازی فراهم کند. این امر مدارشکن کیس قالبی را قادر می‌سازد تا موارد زیر را ارائه دهد:

• حفاظت از اضافه بار
• حفاظت از خطای الکتریکی در برابر جریان های اتصال کوتاه
• کلید برق برای قطع

حفاظت از اضافه بار

حفاظت اضافه بار توسط مدارشکن کیس قالبی از طریق جزء حساس به دما ارائه می‌شود. این جزء اساساً یک اتصال بی متال (دو فلزی bimetal) است: اتصالی که از دو فلز با جنس مختلف تشکیل شده است که هنگام قرار گرفتن در معرض دمای بالا با سرعت های متفاوتی منبسط می‌شوند. در طول شرایط عملیاتی عادی، اتصال دو فلزی به جریان الکتریکی اجازه می‌دهد تا از طریق مدارشکن کیس قالبی عبور کند. هنگامی که جریان از مقدار تریپ بیشتر شود، اتصال دو فلزی به دلیل نرخ حرارتی متفاوت انبساط گرما در داخل اتصال، شروع به گرم شدن کرده و خم می‌شود. در نهایت، اتصال تا حدی خم می شود که میله تریپ را به طور فیزیکی فشار می دهد و اتصال ها را باز می کند و باعث قطع شدن مدار می شود.

حفاظت حرارتی مدارشکن کیس قالبی معمولاً دارای یک تأخیر زمانی است این تاخیر زمانی به مدار اجازه می دهد تا در این شرایطی مانند جریان‌های هجومی که هنگام راه‌اندازی موتورها مشاهده می‌شود، بدون خاموش کردن مدارشکن کیس قالبی به کار خود ادامه دهد.

حفاظت از خطای الکتریکی در برابر جریان اتصال کوتاه

مدارشکن های کیس قالبی بر اساس اصل الکترومغناطیس پاسخی فوری به خطای اتصال کوتاه ارائه می‌دهند. مدارشکن کیس قالبی حاوی یک سیم پیچ است که با عبور جریان از مدارشکن کیس قالبی میدان الکترومغناطیسی کوچکی ایجاد می‌کند. در طول عملیات عادی، میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط سیم پیچ برقی ناچیز است. با این حال، هنگامی که یک خطای اتصال کوتاه در مدار رخ می‌دهد، یک جریان بزرگ از طریق شیر برقی شروع به عبور می‌کند و در نتیجه یک میدان الکترومغناطیسی قوی ایجاد می‌شود که میله تریپ را جذب می‌کند و اتصال ها را باز می‌کند و باعث قطع شدن مدار می شود.

کلید برق برای قطع مدار

علاوه بر مکانیسم های خاموش، مدارشکن های کیس قالبی همچنین می‌توانند به عنوان سوئیچ های قطع دستی (manual shutdown) در مواقع اضطراری یا عملیات تعمیر و نگهداری استفاده شوند. هنگامی که اتصال باز می‌شود، یک قوس می تواند ایجاد شود. که مدارشکن های کیس قالبی مکانیسم های خنثی کردن قوس را دارند.

رمزگشایی ویژگی ها و رتبه بندی های مدارشکن کیس قالبی

سازندگان مدارشکن کیس قالبی ملزم به ارائه مشخصات عملیاتی مدارشکن کیس قالبی هستند. برخی از پارامترهای رایج در زیر توضیح داده شده است:

• جریان فریم نامی (Inm)

حداکثر جریانی که مدارشکن کیس قالبی برای آن طراحی شده است. این جریان نامی حد بالایی محدوده جریان تریپ را تعیین می‌کند. این مقدار اندازه فیزیکی قاب مدارشکن را تعیین می‌کند.

• جریان نامی (In)

مقدار جریان که مدارشکن کیس قالبی به دلیل اضافه بار مکانیزم تریپش فعال گشته و مدار را قطع می کند.

• ولتاژ عایق نامی (Ui)

مقدار حداکثر ولتاژی را که مدارشکن کیس قالبی می‌تواند در شرایط آزمایشگاهی مقاومت کند را نشان می‌دهد. ولتاژ کاری مدارشکن کیس قالبی معمولاً کمتر از این مقدار است تا یک حاشیه ایمنی ایجاد کند.

• ولتاژ کاری نامی (Ue)

مقدار ولتاژ نامی برای عملکرد پیوسته مدارشکن کیس قالبی است. این ولتاژ معمولاً مشابه یا نزدیک به ولتاژ سیستم که مدار شکن در آن تعبیه شده است، انتخاب می شود..

• ولتاژ مقاومتی ضربه ای نامی (Uimp)

مقدار ولتاژ گذرایی است که مدارشکن می تواند در برابر نوسانات سوئیچینگ یا برخورد صاعقه تحمل کند. این مقدار توانایی مدارشکن کیس قالبی را برای مقاومت در برابر ولتاژهای اضافه گذرا تعیین می‌کند. اندازه استاندارد برای ولتاژ گذرا 2/1 تا 50 میکروثانیه می باشد.

• ظرفیت قطع اتصال کوتاه نهایی (Icu)

بالاترین مقدار جریان خطای است که مدارشکن کیس قالبی می‌تواند تحمل کند.

• ظرفیت قطع در اتصال کوتاه (ICS)

بالاترین جریان خطایی است که مدارشکن کیس قالبی می‌تواند بدون آسیب دائمی آن را تحمل کند. مدارشکن های کیس قالبی معمولاً پس از عملیات قطع خطا قابل استفاده مجدد هستند، مشروط بر اینکه از این مقدار تجاوز نکنند. هر چه ICS بالاتر باشد، مدار شکن قابل اعتمادتر است.

توجه به این نکته مهم است که اگر جریان خطا از Ics بیشتر شود اما از Icu تجاوز نکند، مدارشکن کیس قالبی همچنان می‌تواند عیب را برطرف کند، اما ممکن است آسیب دیده و نیاز به تعویض داشته باشد.

• عمر مکانیکی: این حداکثر تعداد دفعاتی است که می توان مدارشکن کیس قالبی را قبل از از کار افتادن به صورت دستی کار کرد.
• عمر الکتریکی: این حداکثر تعداد دفعاتی است که مدارشکن کیس قالبی می تواند قبل از از کار افتادن آن را ترک کند.

انتخاب مدارشکن کیس قالبی

مدارشکن های کیس قالبی در یک مدار الکتریکی باید بر اساس جریان عملیاتی مورد انتظار مدار و جریان های خطای احتمالی انتخاب شوند. سه معیار اصلی هنگام انتخاب مدارشکن کیس قالبی عبارتند از:

• ولتاژ کاری نامی(Ue) مدارشکن کیس قالبی باید مشابه ولتاژ سیستم باشد.
• مقدار تریپ مدارشکن کیس قالبی باید با توجه به جریان مورد نیاز برای سیستم تنظیم شود.
• ظرفیت شکست مدارشکن کیس قالبی باید بیشتر از جریان های خطای احتمالی باشد.

نوع مدارشکن کیس قالبی	جریان عملیاتی	زمان عملیات	کاربرد
B	تریپ بین 3 تا 5 برابر جریان نامی (In)	04/0 تا 13 ثانیه	کاربردهای خانگی (روشنایی و عناصر مقاومتی)
C	تریپ بین 5 تا 10 برابر جریان نامی (In)	04/0 تا 5 ثانیه	کاربردهای تجاری یا صنعتی
D	تریپ بین 10 تا 20 برابر جریان نامی (In)	04/0 تا 3 ثانیه	کاربردهای تجاری یا صنعتی
K	تریپ بین 8 تا 12 برابر جریان نامی (In)	04/0 تا 5 ثانیه	کاربردهای صنعتی
Z	تریپ بین 2 تا 3 برابر جریان نامی (In)	04/0 تا 5 ثانیه	دستگاه های بسیار حساس مانند دستگاه های نیمه هادی استفاده

 

منحنی تریپ برای انواع B،C و D مدارشکن کیس قالبی

  تعمیر و نگهداری مدارشکن کیس قالبی

مدارشکن های کیس قالبی در معرض جریان های بالا هستند. بنابراین نگهداری از مدارشکن های کیس قالبی برای عملکرد قابل اعتماد بسیار مهم است. برخی از روش های نگهداری در زیر مورد بحث قرار می گیرند:

1. بازرسی دیداری

در طول بازرسی دیداری مدارشکن کیس قالبی، مهم است که مراقب تماس های تغییر شکل یافته یا ترک در پوشش یا عایق باشید. هرگونه اثر سوختگی در تماس یا پوشش باید با احتیاط درمان شود.

2. روانکاری

برخی از مدارشکن های کیس قالبی برای اطمینان از عملکرد روان کلید قطع دستی و قطعات متحرک داخلی، به روغن کاری کافی نیاز دارند.

3. تمیز کردن

رسوبات کثیفی روی مدارشکن کیس قالبی می تواند اجزای مدارشکن کیس قالبی را خراب کند. اگر کثیفی شامل هر ماده رسانایی باشد ممکن است مسیری برای جریان ایجاد کند و باعث خطای داخلی شود.

4. آزمایش

سه آزمایش اصلی وجود دارد که به عنوان بخشی از روند نگهداری یک مدارشکن کیس قالبی انجام می‌شود.

• • تست مقاومت عایق

آزمایش‌های یک مدارشکن کیس قالبی باید با قطع اتصال مدارشکن کیس قالبی و آزمایش عایق بین فازها و در سراسر پایانه‌های تغذیه و بار انجام شود. اگر مقاومت عایق اندازه گیری شده کمتر از مقدار مقاومت عایق توصیه شده سازنده باشد، مدارشکن کیس قالبی قادر به ارائه حفاظت کافی نخواهد بود.

• • مقاومت تماس

این آزمایش با آزمایش مقاومت اتصال های الکتریکی انجام می شود. مقدار اندازه گیری شده با مقدار مشخص شده توسط سازنده مقایسه می شود. در شرایط عملیاتی معمولی، مقاومت تماس بسیار کم است زیرا مدارشکن کیس قالبی باید جریان عملیاتی را با حداقل تلفات عبور دهد.

• • تست تریپ

این آزمایش با آزمایش پاسخ مدارشکن کیس قالبی تحت شرایط جریان اضافه و خطا شبیه سازی شده انجام می‌شود. حفاظت حرارتی مدارشکن کیس قالبی با عبور جریان زیاد از طریق مدارشکن کیس قالبی (300٪ مقدار نامی) آزمایش می‌شود. اگر قطع کننده قطع نشود، نشان دهنده خرابی حفاظت حرارتی است. تست حفاظت مغناطیسی با اجرای پالس های کوتاه با جریان بسیار بالا انجام می‌شود. در شرایط عادی، حفاظت مغناطیسی فوری است. این آزمایش باید در نهایت انجام شود زیرا جریان های زیاد دمای اتصال ها و عایق را افزایش می‌دهند و این ممکن است نتایج دو آزمایش دیگر را تغییر دهد.

نحوه انتخاب صحیح مدارشکن های کیس قالبی 

کلید تامین حفاظت کافی در سایت هایی با تجهیزات توان بالا می‌باشد. همچنین تعمیر و نگهداری در فواصل زمانی منظم، و هر بار پس از فعال شدن تریپ باعث می‌شود  می‌شود تا از ایمنی سایت اطمینان حاصل شود. در ادامه برند های معروف مدارشکن های کیس قالبی که شرکت کالاک تآمین می کند آورده شده است:

 

• Schneider

 

• LS

• Dorman

 

• NOARK

کاربرد مدار شکن کیس قالبی (MCCB)

کلیدها اتوماتیک کامپکت معمولا به عنوان یکی از رایج ترین مدار شکن ها در تابلوهای توزیع، تابلو برق و مراکز کنترل موتور برای محافظت از مدارهای الکتریکی و تجهیزات در برابر آسیب ناشی از جریان بیش از حد استفاده می شوند. آنها یک مکانیسم ایمنی حیاتی را در تاسیسات الکتریکی فراهم می کنند و به جلوگیری از آتش سوزی الکتریکی و خرابی تجهیزات کمک می کنند.