پلاک زیر نمونه ای از پلاک کلید اتوماتیک فیکس اشنایدر است.

1. Ui: ولتاژ عایق نامی 

2. 50/60Hz: فرکانس کاری

3. IEC 60947-2: استاندارد رعایت شده

4. Ue: ولتاژ عملکرد یا بهره برداری که سطح این ولتاژ در شبکه فشار ضعیف ایران ۴۰۰ ولت است.

5. NEMA.AB1: استاندارد رعایت شده

6. Ics: قدرت قطع سرویس کلید در واقع جريان اتصال كوتاهي است كه كليد بدون آسیب دیدن می تواند به دفعات آن را قطع کند. این جریان ضعیف تر از Icu است.

7. Icu: قدرت قطع نهایی کلید، جريان اتصال كوتاهي است كه كليد تنها يك بار بدون اينكه آسيبي ببيند قادر به قطع آن است و بعد از سه دقیقه مجددا می‌تواند وصل شود.

8. JIS C8201-2-1: استاندارد رعایت شده

9.  : نماد کلید اتوماتیک که در نقشه های تابلو برق قابل شناسایی و پیگیری است.

10. Cat.A:  Category A طبق استاندارد IEC60947-2  نشان دهنده‌ی دسته بهره وری است. در این دسته برای قطع جریان هیچ تاخیری وجود ندارد و خیلی سریع جریان قطع می شود.

11. Uimp: مقدار ولتاژ ضربه‌ای است که می‌تواند تا چند برابر ولتاژ نامی باشد.

رنج جریان کلیدهای اتوماتیک فیکس 15، 20، 25، 30 ، 32، 40، 50، 60، 75، 80، 100، 125، 160، 175، 200، 225، 250، 400 و 600 آمپر است. در واقع EZC100 از 15 تا 100 آمپر، EZC250 از 125 تا 250 آمپر و EZC400/600 نیز 400 و 600 آمپر را پوشش می دهند.

قدرت قطع کلید اتوماتیک به عنوان یکی از پارامترهای وابسته به ولتاژ و بسیار مهم است که نشان می دهد کلید در زمان اتصال کوتاه تا چه جریانی را می تواند تحمل کند.

قدرت قطع کلیدهای اتوماتیک فیکس اشنایدر در 380VAC برای رنج جریان 15 تا 100 آمپر، برابر است با 30 کیلو آمپر، برای رنج جریان 125 تا 250 آمپر، 36 کیلو آمپر و برای رنج جریان 400 و 600 آمپر، 50 کیلو آمپر.

کلید اتوماتیک غیرقابل تنظیم با استفاده از واحد TM-D (حرارتی - مغناطیسی) از مدار الکتریکی در برابر خطاهای اضافه بار و اتصال کوتاه محافظت می کند. در حفاظت حرارتی دو فلز با ضریب دمایی متفاوت به یکدیگر متصل می شوند، هنگام زیاد شدن جریان، دمای این فلزها زیاد می شود و چون ضریب دمایی یکسانی ندارند همانند شکل زیر خم شده و جریان برق را قطع می کند.

در حفاظت مغناطیسی با وقوع اتصال کوتاه، در لحظه جریان زیادی از سیم پیچ میگذرد و سبب افزایش میدان مغناطیسی می شود. این میدان مغناطیسی جریانی را ایجاد می کند که سبب حرکت هسته ی متحرک درون سیم پیچ و قطع کلید می شود.  

کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم اشنایدر سری EZC100 طیف کاملی از لوازم جانبی دارد، که می تواند در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد و کار را برای کاربر آسان کند. در شکل زیر این لوازم جانبی قابل مشاهده است.

از میان قطعات جانبی، قطعات رله شنت تریپ (Shunt trip)، رله آندر ولتاژ (Undervoltage release)، کنتاکت کمکی (Auxiliary switch)، کنتاکت خطا (Alarm switch)، دسته گردان مستقیم (Direct rotary handle) و دسته ی گردان با میله ی واسط (Extended rotary handle) بیشترین کاربرد را دارند.

لوازم جانبی سری EZC250 در شکل زیر نمایش داده شده است. این لوازم باعث افزایش کاربرد این کلیدها در صنایع مختلف شده و کار را برای کاربران ساده می کند.

لوازم جانبی در کلید اتوماتیک غیرقابل تنظیم سری EZC400H و EZC600H

در شکل زیر لوازم جانبی کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم به صورت کلی نشان داده شده است.

از جمله لوازم جانبی مهم و پرکاربرد در کلیدهای اتوماتیک فیکس سری EZC400H و EZC630H، کنتاکت های خطا و هشدار ، رله های آندر ولتاژ و تریپ شنت و دسته گردان مستقیم و با میله ی واسط هستند. کنتاکت های کمکی، کنتاکت های خطا، رله های آندر ولتاژ و شنت تریپ در کلیدهای اتوماتیک غیر قابل تنظیم  از سری EZC400H و EZC630H مشابه با کنتاکت های کمکی و خطا و رله های آندر ولتاژ و شنت تریپ در کلیدهای اتوماتیک قابل تنظیم است.

دسته گردان مستقیم در این کلیدها مشابه شکل زیر است و سه موقعیت O (OFF) ، I (ON) و tripped دارد. این دسته گردان ها امکان دسترسی به دکمه ی Push to trip را دارند و همچنین امکان قفل کردن را با استفاده از یک تا سه قفل راحت تر می کنند.

دسته گردان با میله ی واسط امکان کار کردن با کلید اتوماتیک نصب شده در پشت تابلو را ممکن می کند. این دسته گردان ها سه حالت O (OFF) ، I (ON) و tripped دارند و با قفل کردن این دسته ها، کلید قفل می شود و امکان باز کردن درب از بین می رود.

معرفی و نحوه نصب رله شنت تریپ و آندر ولتاژ

رله شنت تریپ و آندر ولتاژ تجهیزاتی هستند که با نصب آن ها در محفظه کلید، می توان از راه دور به کلید فرمان قطع داد و آن را کنترل کرد، برای مثال رله شنت در کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم را می توان با بی متال سری کرد، بنابراین زمانی که بی متال به هر دلیلی قطع کرد رله شنت کلید اتوماتیک را قطع می کند تا جریان برق به طور کل قطع شود. برای مثال دیگر می توان ترموستات داخل تابلو را با رله سری کرد تا زمانی که دمای داخل تابلو بالا رفت ترموستات به رله فرمان قطع دهد و برق قطع شود. 

رله آندر ولتاژ در کلید اتوماتیک غیر قابل تنظم، یک رله اتوماتیک متصل به مدار اصلی است و با مشاهده افت ولتاژ، فرمان قطع صادر می کند. رله آندر ولتاژ برعکس رله شنت تریپ، باید همواره تحت ولتاژ باشد.

نحوه ی تنظیم رله های کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم در شکل های زیر نشان داده شده است. 

هر دو کنتاکت برای مشخص شدن وضعیت کلید اتوماتیک استفاده می شود.

محل نصب کنتاکت کمکی و کنتاکت خطا در کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم

محل نصب این کنتاکت ها بر روی تمام سری های کلید اتوماتیک فیکس در شکل های زیر نشان داده شده است.

کلید اتوماتیک اشنایدر در مقایسه با سایر برندهای موجود در بازار، کیفیت بسیار بالاتری دارد و خرابی در آن ها دیده نمی شود. با توجه به اینکه تمام رنج جریان های کلید اتوماتیک اشنایدر و لوازم جانبی آن در بازار با قیمت مناسب موجود است، ما به متخصصین فعال در ایران، برند اشنایدر الکتریک را توصیه می کنیم.

کاربرد دسته گردان در کلید اتوماتیک غیرقابل تنظیم

دسته گردان برای کنترل بهتر و ایمن تر و همچنین کنترل کلید از روی درب تابلو برق به کار می رود که به دو صورت اتصال مستقیم و اتصال از طریق میله روی کلید اتوماتیک وجود دارد.

دسته گردان مستقیم برای هر دو سری کلید اتوماتیک فیکس اشنایدر در شکل های زیر قابل مشاهده است.

این نوع دسته گردان برای تابلوهای مرکز کنترل موتور مناسب هستند که درجه حفاظت آن ها IP40 یا IP54 وIK07 است.

علاوه بر این دسته گردان مستقیم برای عایق بندی مناسب است و سه موقعیت O (OFF) ، I (ON) و tripped دارد و می توان مانند شکل زیر در حالت خاموش با یک تا سه قفل کلید اتوماتیک را قفل کرد. هنگامی که کلید اتوماتیک فیکس روشن است، باز شدن درب غیرفعال می شود و در صورت باز بودن درب، بسته شدن کلید اتوماتیک فیکس غیرفعال می شود.

دسته گردان با میله بلند در دو سری کلید اتوماتیک فیکس اشنایدر در شکل های زیر نمایش داده شده است.

درجه حفاظت این نوع دسته گردان مطابق شکل زیر IP40 یا IP54 و IK08 است و برای ایزولاسیون مناسب است.

دسته گردان با میله سه موقعیتO (OFF) ، I (ON) و tripped دارد و قابلیت قفل کردن قطع کننده مدار در حالت خاموشی با یک تا سه قفل را دارد و همچنین هنگامی که قطع کننده مدار روشن است، باز شدن درب غیرفعال می شود. این دسته گردان شامل یک اهرم در جلوی کلید اتوماتیک و یک شفت است.

منحنی عملکرد، یک نمایش گرافیکی از رفتار دستگاه حفاظت مدار است. این نمودار توسط شرکت سازنده برای کمک به کاربران در انتخاب دستگاه هایی که حفاظت و عملکرد مناسب تجهیزات را فراهم می آورند، ارائه می شود. برای محاسبه ی منحنی عملکرد از منحنی زمان جریان (time - current) استفاده می شود. منظور از جریان در منحنی زمان – جریان، جریان تریپ (Ir) است که بالاتر از آن کلید اتوماتیک تریپ می کند. در شکل های زیر مقدار جریان تریپ نشان داده شده است.

منحنی زمان – جریان از دو قسمت مهم با نام تریپ حرارتی و تریپ مغناطیسی تشکیل شده است که تریپ حرارتی برای جریان های کمتر طراحی شده است و تریپ مغناطیسی، با استفاده از سیم پیچ به سرعت در برابر جریان های اضافه بزرگ مانند اتصال کوتاه، واکنش نشان می دهد.

منحنی زمان – جریان برای آمپرهای مختلف در شکل زیر نمایش داده شده است.

مدار تغذیه موتور ممکن است شامل یک تا چهار تابلو برق یا دستگاه کنترل کننده باشد، که یک یا چندین کار انجام می دهند. برای داشتن بهترین عملکرد موتور اگر از تعدادی دستگاه استفاده می کنید، بهتر است تمام آن ها هماهنگ باشند.

عوامل مهم در نگهداری موتور در کلیدهای اتوماتیک غیر قابل تنظیم:

• نوع کاربرد (نوع موتور که راه اندازی و کنترل می شود، فرکانس استارت و ... )
• میزان تداوم سرویسی که به طور مرتب توسط بار بر موتور تحمیل می شود.
• عملکرد مطابق با استانداردها برای تضمین عمر بیشتر موتور و کارکرد بهتر
• حفاظت از اتصال کوتاه
• جلوگیری از اضافه بار موتور
• کنترل
• عایق بندی

دستورالعمل های حفاظتی

• عمل قطع: قبل از عملیات تعمیر و نگهداری، مدار موتور را جدا کنید.
• حفاظت اتصال کوتاه: استارت و کابل ها را در برابر جریان های اضافی محافظت کنید.
• کنترل: در صورت امکان موتور را با استفاده از تجهیزاتی مثل سافت استارتر، درایو یا روش ستاره – مثلث راه اندازی کنید و به تدریج سرعت و شتاب موتور را افزایش دهید و سرعت موتور را کنترل کنید.
• حفاظت اضافه بار (Overload): از استارت و کابل ها در برابر جریان کم محافظت کنید ( رله های حرارتی در برابر این نوع خطا محافظت می کنند).
• حفاظت های تکمیلی:

1. حفاظت محدود کننده خطا (هنگامی که موتور در حال حرکت است)
2. حفاظت جلوگیری کننده از خطای عایق بندی موتور هنگامی که خاموش است.

• اضافه بارها: اضافه بار می تواند در موارد زیر ایجاد شود:

1. یک خطای الکتریکی، برای مثال در مورد مسائل اصلی (دو فاز شدن، تلرانس ولتاژ خروجی و غیره) 
2. یک خطای مکانیکی، برای مثال گشتاور زیاد مربوط به مصرف بالای غیرطبیعی که به واسطه آسیب موتور یا خود پروسه به وجود می آید. این دو خطای عمده می توانند استارت بسیار طولانی را در موتور به همراه داشته باشند.

• امپدانس اتصال کوتاه: عامل اصلی آن تخریب عایق بندی سیم پیچ موتور است.
• اتصال کوتاه: این نوع خطا نسبتاً نادر است. علت احتمالی آن نیز ممکن است خطای اتصال در حین تعمیر و نگهداری باشد.
• حفاظت در برابر خطاهای عایق: این نوع حفاظت توسط تجهیزات زیر انجام می شود:

1. کلید نشتی جریان
2. دستگاه مانیتورینگ عایق

طبق استاندارد IEC60947-2 کلیدهای اتوماتیک به دو دسته ی گروه A و B تقسیم می شوند.

گروه A (Category A):  کلیدهایی که بدون تاخیر زمانی در مدار استفاده می شوند، هستند. در این کلیدها از نظر تحمل الکترودینامیکی عبور جریان اتصال کوتاه در مدت زمان مشخص بیشتر از زمانی که برای مکانیزم قطع و باز شدن کنتاکت ها لازم است، دارای تاخیر نیستند. پس در قطع جریان اتصال کوتاه، هیچ تأخیر تنظیم شده ای مجاز نیست و هر چه سریع تر جریان اتصال کوتاه باید قطع شود. کلیدهای اتوماتیک فشار ضعیف کمپکت در دسته بندی A قرار می گیرند.

گروه B (Category B): کلید هایی در این دسته قرار می گیرند که از نظر تحمل الکترودینامیکی عبور جریان اتصال کوتاه در بازه زمانی، بیشتر از زمانی که برای مکانیزم قطع و باز شدن کنتاکت ها لازم است (۵۰ میلی ثانیه)، این توانایی تحمل الکترودینامیکی را دارا هستند.

منظور از محدود کننده ی جریان، توان کلید اتوماتیک در کاهش اثرات اتصال کوتاه بر روی تاسیسات الکتریکی با کاهش جریان و توان تلف شده است. مزایای محدود کننده جریان به شرح زیر است:

1. افزایش طول عمر تاسیسات برقی
2. صرفه جویی از طریق Cascading
3. تمایز دستگاه های حفاظتی

ظرفیتِ محدود کننده ی جریانِ کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم با دو منحنی Current Limited و Thermal - Stress که تابعی از جریان اتصال کوتاه هستند، بیان می شود:

• جریان محدود شده (Current Limited): از نظر تئوری هر کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم یک ظرفیت قطعی دارد که با رسیدن به آن جریان، کلید بدون اینکه به خود آسیب برساند جریان را قطع می کند، به این بیش ترین حد این جریان، اوج ظرفیت قطع سرویس تئوری گویند. اگر کلید اتوماتیک فیکس، محدود کننده ی جریان داشته باشد هرگز به اوج ظرفیت قطع سرویس نمی رسد. با انجام آزمایش های متعدد میزان جریان در کلید محدود شده بدست آورده شد که به آن جریان واقعی گویند، حداکثر این جریان را اوج ظرفیت قطع سرویس محدود شده می نامند که چندین برابر کوچکتر از حالت تئوری اش است. برای مثال مطابق با منحنی زیر، مقدار جریان تئوری در حالت اتصال کوتاه کلید اتوماتیک فیکس سری EZC100H برابر با 30 کیلو آمپر است در حالی که اگر از محدود کننده ی جریان باشد به حدود 17 کیلو آمپر کاهش می یابد.

•  تنش حرارتی (thermal - stress): جریان تنش حداکثر جریانی است که کلید اتوماتیک در شرایط اتصال کوتاه یا خطای زمین از خود عبور می دهد. ضرب این جریان در مقاومت هر المانی که جریان اتصال کوتاه از آن عبور می کند، توان تلف شده را می دهد. جدول زیر حداکثر تنش های حرارتی مجاز برای کابل ها را بسته به عایق، هادی (Cu یاAl ) و سطح مقطع آنها (CSA) نشان می دهد. مقادیر CSA بر حسب میلی‌متر مربع و تنش‌های حرارتی بر حسب A² داده می‌شوند.

برای درک بهتر تنش حرارتی به مثال توجه کنید:

 آیا کابل Cu/PVC با 10 میلی متر مربع  CSA می تواند به اندازه کافی توسط کلید اتوماتیک فیکس سری EZC100H محافظت شود؟

طبق جدول کابل PVC مسی با سطح مقطع 10 میلی متر، حداکثر تنش حرارتی معادل با 1320kA²S دارد. از طرفی کلید اتوماتیک غیکس سری EZC100H که ظرفیت قطع 30 کیلو آمپری دارند تنش حرارتی معدل با 7000kA²S دارند. همان طور که متوجه شدید تنش حرارتی کلید اتوماتیک فیکس بیش تر از کابل است پس می تواند از آن محافظت کند.

Cascading یا کسکود کردن، استفاده از تجهیزات بالا دست، برای افزایش ظرفیت قطع تجهیزات پایین دست است.

برای Cascading، نیاز به تجهیزات محدود کننده جریان در بالا دست و پایین دست داریم که می توانند یک فیوز یا یک کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم باشند. اگر هر کدام از تجهیزات که در بالا دست و پایین دست استفاده می کنیم، محدود کننده ی جریان نباشند نمی توانیم برای Cascading از آن ها استفاده کنیم.

از جمله مزیت های Cascading، محدود کردن جریان در دستگاه های پایین دست است. کسکود کردن باعث می شود بتوانیم از تابلو، کابل و اجزای دیگر با عملکرد پایین تر از آنچه که در صورت استفاده نکردن از کسکود لازم است، استفاده کنیم، در نتیجه تابلو کم هزینه تر و سبک تر می شود. با توجه به این که تجهیزات سبک تر معمولا حجم کمتری دارند، می توانیم در فضا هم صرفه جویی کنیم.

برای درک بهتر به مثال زیر توجه کنید.

یک کلید اتوماتیک فیکس با قدرت قطع 30 کیلو آمپر را مورد بررسی قرار می دهیم. نیم موج جریان تئوری آن در شکل بالا نشان داده شده است. کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم، محدود کننده ی جریان است بنابراین اگر در معرض خطایی کمتر از 30 کیلو آمپر قرار بگیرد هرگز به مقدار بزرگ تئوری نمی رسد بلکه نمودار سیاه رنگ شکل موج جریانی است که در عمل طی می کند و به آن جریان واقعی یا عملی گویند. نمودار جریان تئوری و عملی قبل از باز شدن کنتاکت برابر هستند اما با باز شدن کنتاکت جریان تئوری به شدت زیاد می شود و حتی از اوج مقاومت تجهیز (بیش ترین جریانی که در حالت اتصال کوتاه می تواند از تجهیز عبور کند) هم بالاتر می رود، اما جریان عملی، محدود شده و خیلی سریع کم می شود و چون پایین تر از اوج مقاومت هست، بعد از قطع کلید سالم باقی می ماند. 

حال این کلید اتوماتیک فیکس را در معرض جریان خطای 100 کیلو آمپری که بیش تر از ظرفیت قطع 30 کیلو آمپری آن است، قرار می دهیم و از هیچ تجهیزی به عنوان بالا دست استفاده نمی کنیم. جریان عملی در این حالت را منحنی قرمز رنگ نشان می دهد که تا قبل از باز شدن کنتاکت برابر با همان منحنی نیم موج 100 کیلو آمپر تئوری است، اما با باز شدن کنتاکت، منحنی قرمز رنگ شیب نسبتا کمتری را طی می کند اما باز هم جریان زیادی است زیرا از اوج مقاومت کلید اتوماتیک فیکس می گذرد (نقطه چین قرمز) و سبب خرابی آن می شود. 

حال یک کلید اتوماتیک محدود کننده ی جریان که مناسب کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم باشد را به عنوان تجهیز بالا دست با پایین دست سری می کنیم. در این حالت هم یک خطای 100 کیلو آمپری به کلید اتوماتیک فیکس اعمال می کنیم، همان طور که می دانیم منحنی جریانی که این کلید پایین دست در عمل طی می کند، همان منحنی قرمز رنگ است، اما با زیاد شدن جریان، کنتاکت کلید بالا دست باز شده و با محدود کردن مجددا جریان، اجازه ی عبور از اوج مقاومت را نمی دهد (منحنی سبز رنگ) و کلید اتوماتیک فیکس سالم باقی می ماند.

به این ترتیب تجهیز بالادست با استفاده از Cascading و افزایش قدرت قطع تجهیز پایین دست از آن حفاظت می کند. اما نکته ی مهم این است که نرخ جریان تجهیزات بالا دست تنها به مقدار کمی می تواند بیش تر از پایین دست باشد، در غیر این صورت قبل از فعال و باز شدن کنتاکت بالا دست، تجهیز پایین دست از اوج مقاومتش می گذرد و از کار می افتد.

Cascading توسط سازندگان و با آزمایشات دقیق محاسبه و ارائه می شود، زیرا هر کدام از تجهیزات بالا دست، محدودیت اضافه کردن قدرت قطع متفاوتی دارند و عملکرد بهبود یافته ی متفاوتی را در تجهیزات پایین دست ایجاد می کنند، بنابراین افزایش عملکرد دستگاه پایین دست به وجود یک دستگاه بالا دست خاص مرتبط است.

جدول های زیر توسط سازندگان برای انتخاب کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم جهت Cascoding (کسکود) ارائه شده است.

کلید اتوماتیک غیر قابل تنظیم یا همان کلید اتوماتیک فیکس اثرات اتصال کوتاه بر تاسیسات را تا حد زیادی کاهش می دهد و سبب افزایش طول عمر آن ها می شود. از جمله؛

• اثرات حرارتی: طول عمر بیشتر کابل ها با افزایش دمای کمتر در هادی ها 
• اثرات مکانیکی: خطر تغییر شکل یا شکستگی اتصالات الکتریکی کمتر با کم شدن نیروهای الکترودینامیکی
• اثرات الکترومغناطیسی: تداخل کمتر در تجهیزات حساس واقع در مجاورت مدار الکتریکی

در هنگام نصب کلیدهای اتوماتیک، باید حداقل فاصله بین دستگاه و پنل ها و سایر وسایل حفاظتی نصب شده در نزدیکی کلید، رعایت شود.  شکل زیر مقدار این فاصله ها را نشان می دهد.

کلید اتوماتیک را می توان به همراه سایر قطعات مثل کنتاکتورها، قطع کننده های محافظ موتور، LED ها و... در یک محفظه نصب کرد، بنابراین ابعاد تابلو برق باید به صورت زیر باشد.