اصول حفاظت الکتریکی و انواع تجهیزات حفاظتی 

 

 منظور از حفاظت الکتریکی اقداماتی است که باید در تأسيسات الكتریکی به عمل آورد تا خطرات ناشی از جریان برق سبب صدمه زدن به شخص، دستگاه ها، مصرف کننده ها و سیم های حامل جریان برق نشود. برای جلوگیری از این نوع خطاها باید از انواع حفاظت الکتریکی استفاده کرد. در این مقاله انواع حفاظت الکتریکی را معرفی می کنیم و مهم ترین تجهیزات حفاظتی را بررسی می کنیم که سلامت انسان و دستگاه ها را تضمین می کنند و کاربرد زیادی دارند.

 

روش های حفاظت الکتریکی

  • انواع حفاظت الکتریکی

به طور کلی انواع حفاظت الکتریکی شامل موارد زیر می شود:

  • حفاظت انسان در برابر برق گرفتگی
  • حفاظت مصرف کننده ها و تجهیزات الکتریکی
  • حفاظت سیم و کابل

برای حفاظت از اشخاص در برابر خطر برق گرفتگی چه راهکارهایی وجود دارد ؟


  • روش های ایجاد حفاظت الکتریکی

 برق گرفتگی غیر مستقیم و اتصال به بدنه تجهیزات الکتریکی که حفاظت آن از طریق سیستم ارت انجام می گیرد. 

 برق گرفتگی مستقیم که حفاظت آن توسط کلیدهای حفاظت جان RCD و RCCB و کلید آشکار ساز جرقه AFFD انجام می شود.

 
 
 

 

  • حفاظت اضافه جریان و  حفاظت در برابر اتصال کوتاه 

جریان اضافه بار مدار: اضافه جریانی که علاوه بر جریان نامی در مدار برقرار شود و مدار آسیب نبیند.

جریان اتصال کوتاه : اضافه جریان ناشی از بروز اتصالی با امپدانس بسیار کم بین هادی های برق دار مانند هر یک از فازها یا نول با ارت.

 


 بیشتر بخوانید:

سه نکته مهم ایمنی در برق

 

اشخاص و تجهیزات الکتریکی باید در برابر اثرات ناشی از هر اضافه جریان و اتصال کوتاهی محافظت شوند. از جمله روش های مورد استفاده در این راستا قطع خودکار تغذیه و یا محدود کردن حداکثر اضافه جریان است.

 

  • تجهیزات الکتریکی حفاظتی

همه اقلامی که برای تولید انتقال، توزیع و مصرف نیروی برق به کار می آید تجهیزات الکتریکی یا برقی نامیده می شود، مانند: ژنراتورها، ترانسفورماتورها، وسایل حفاظت مانند فیوزها، کلیدهای مینیاتوری، کلیدهای محافظ جان (RCD)، رله های کنترلی مانند رله ارت فالت، رله کنترل فاز و …، وسایل سیم کشی و دستگاه ها و وسایل مصرف کننده نیروی برق.

رله-ارت-فالت-اشنایدر-الکتریک
                                           رله ارت فالت اشنایدر الکتریک

راهنمای نصب و سیم بندی رله ارت فالت اشنایدر را  این جا بخوانید.


 

  • حفاظت تجهیزات و مصرف کننده های الکتریکی

حفاظت از تجهیزات و مصرف کننده های الکتریکی باید در برابر  هرگونه خطای احتمالی هم چون اتصال کوتاه و اضافه جریان صورت پذیرد. به منظور حفاظت تجهیزات به طور معمول قبل از دستگاه و مصرف کننده، تجهیزاتی مانند فیوزها، رله های حرارتی، کلید محافظ موتوری و … در مدار قرار می دهند. در واقع جهت حفاظت تجهیزات و مصرف کننده ها در مقابل اضافه بار از رله های حرارتی و برای حفاظت در مقابل اتصال کوتاه از فیوزهای ذوب شونده یا مغناطیسی استفاده می کنند. هم چنین برای دستگاه ها و مصرف کننده های الکتریکی خانگی از کلیدهای مینیاتوری بهره گرفته می شود که از تجهیزات هم در برابر اضافه بار و هم در مقابل اتصال کوتاه محافظت می کنند.

حفاظت اضافه جریان و اتصال کوتاه توسط بی متال، کلید حرارتی مغناطیسی، فیوز، کلید مینیاتوری، کلید اتوماتیک و کلید هوایی انجام می شود.

کلید-هوایی-سه-پل-اشنایدر-الکتریک-با-قدرت-قطع-42-کیلو آمپر
                                                            کلید هوایی سه پل اشنایدر الکتریک

 


کلید هوایی چه تفاوتی با کلید اتوماتیک دارد و چطور از تجهیزات الکتریکی محافظت می کند؟


 

به طور کلی یک سیستم حفاظتی کلیه قسمت ها از جمله سیم زمین یا هادی حفاظتی (ارت)، هادی اتصال زمین، الکترود زمین، ترمینال اصلی اتصال زمین، تابلوهای توزیع، هادی های هم بندی اصلی و اضافی، تجهیزات و کلیدهای حفاظتی و … را شامل می شود.

 

  • هادی حفاظتی (ارت)

به طور مثال در یک ساختمان هادی حفاظتی یا ارت به منظور اتصال بدنه دستگاه های الکتریکی به زمین از طریق شینه یا ترمینال اتصال زمین حفاظتی در تابلو توزیع فرعی و هم چنین اتصال دو شینه ارت در تابلو توزیع فرعی و اصلی و سپس اتصال شینه ارت تابلو توزیع اصلی به ترمینال اصلی اتصال زمین، استفاده می شود.

 

اتصال-هادی های-حفاظتی-ارت-به-شینه-اتصال-زمین-حفاظتی

 

  • هادی اتصال زمین

هادی اتصال زمین به قسمتی از سیم زمین می گویند که الکترود زمین را به ترمینال اصلی اتصال زمین وصل می کند.

 

  • الکترود زمین

 به یک یا چند قطعه هادی که با زمین به صورت مستقیم در تماس هستند و با آن اتصال الکتریکی دارند، الکترود زمین می گویند.

الکترود زمین از لحاظ شکل و نحوه قرارگیری در زمین به موارد زیر تقسیم بندی می شود:

الکترود صفحه ای 

الکترود قائم

الکترود افقی

الکترودها به اشکال مختلف ساخته می شوند:

(الف) میله های مسی معمولاً با چکش در زمین کوبیده می شوند این میله ها دارای نوک تیز فولادی هستند که فرو رفتن در زمین را آسان می کند. پس از کوبیدن یک میله می توان میلۀ دیگری به آن پیچ کرد و کوبیدن را ادامه داد تا میله با طول مورد نظر تا حدود ۳ متر به دست آید.

 

(ب) صفحه های مسی یا الکترودهای صفحه ای در مناطق مرطوب حداقل پوشش خاک از لبه بالایی صفحه باید ۱/۵ متر باشدو در غیر این صورت الکترود صفحه ای در عمق بیش تر از ۳ متر برای رسیدن به لایه های نمناک زمین نصب می شود. در هر حالت صفحه به صورت عمودی در زمین قرار می گیرد.

 

(ج) غلاف یا زره فلزی کابل های زیر زمینی امروزه بیش تر به عنوان الكترود زمین و سیم زمین مورد استفاده قرار می گیرد. غلاف و زره کابل در پست به نوترال متصل هستند. در این سیستم ها در صورت اتصالی، جریان از غلاف یا زره عبور کرده و به زمین نفوذ نمی کند. در بسیاری از موارد برای کاهش دادن مقاومت زمین از مجموعه میله ها استفاده می کنند و با اتصال الکتریکی آن ها به یکدیگر آنها را به صورت الکترود واحد مورد استفاده قرار می دهند. اما نکته قابل توجه این است که مقاومت بين الكترود و زمین بستگی به مقاومت ویژه زمین دارد که خود بسته به جنس زمین و میزان رطوبت دارد.


بیشتر بخوانید:

اندازه گیری مقاومت چگونه صورت می گیرد

انواع الکترود و روش های نصب آن

 مقاومت ویژه خاک


 

    • حفاظت الکتریکی توسط سیم زمین

 در این حفاظت، قسمت های هادی دستگاه هایی که با شبکه تغذیه ارتباط الکتریکی ندارند توسط سیم به زمین متصل می شوند. تا هنگامی که اتصال بدنه در دستگاه الکتریکی وجود نداشته باشد، قسمت های حفاظت شده دستگاه، هم پتانسیل با زمین هستند و چنان چه قسمت های الكتريكی دستگاه به بدنه آن متصل شوند، از بدنه دستگاه جریانی به نقطه صفر ستاره ترانسفورماتور شبکه – از طریق سیم متصل شده به زمین و زمین جاری می شود.

در مورد تمام دستگاه های الکتریکی که ممکن است در اثر معیوب شدن روپوش سیم و اتصال به بدنه جریان خطرناک ایجاد شود با اجرای اتصال به زمین، اگر بدن فرد با این دستگاه معیوب تماس پیدا نماید، در انشعاب قرار می گیرد و مقدار شدت جریانی که به طور موازی از بدن عبور می کند جزیی از جریان خطرناک اصلی است و اگر سیم اتصال به زمین به گونه ای درست و مقاومت کم نصب شده باشد، شدت جریانی که از بدن عبور می کند به میزان خطرناک ۰/۰۳۰ آمپر نمی رسد.

مقدار این جریان باید به اندازه ای باشد که جریان خطا، باعث قطع سريع فيوز شده و ولتاژ تماس قطع شود. این جریان را، جریان قطع می گویند و مقدار آن به جریان مجاز فيوز که در سر راه دستگاه قرار گرفته است بستگی دارد.

شکل زیر، طریقۀ استفاده از سیستم حفاظت زمین برای مصرف کننده را نشان می دهد.

                                         اتصال زمین حفاظتی

 

             

 زمین کردن مرکز بار

 

اﮔﺮ ﺷﺨﺼﻲ ﺑﺎ بدنۀ هادی ﺗﻤﺎس داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﺪ و ﻫﻤﺰﻣﺎن ﺳﻴﻢ ﻓﺎز ﺑﻪ ﻃﺮﻳﻘﻲ ﺑﻪ بدنۀ دﺳﺘﮕﺎه وﺻﻞ ﺷﻮد، ﺟﺮﻳﺎن اﺗﺼﺎﻟﻲ ﺟﺎري ﺷﺪه در بدنۀ دﺳﺘﮕﺎه دو ﻣﺴﻴﺮ ﺑﺮاي ﻋﺒﻮر ﭘﻴﺪا ﻣﻲ ﻛﻨﺪ، ﻳﻜﻲ ﻋﺒﻮر از ﺑﺪن ﺷﺨﺺ و زﻣﻴﻦ و دیگری مستقیماً به زمین، ﭼﻮن ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﺑﺪن اﺷﺨﺎص زیادتر اﺳﺖ، ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ ﺟﺮﻳﺎن از ﻃﺮﻳﻖ ﻣﻘﺎوﻣﺖ ﻛﻢ ﺗﺮ، ﻳﻌﻨﻲ زﻣﻴﻦ ﻋﺒﻮر ﻣﻲ ﻛﻨﺪ و ﻧﻬﺎﻳﺘﺎً ﺑﺎﻋﺚ ﻗﻄﻊ ﺳﺮﻳﻊ ﻓﻴﻮز ﻣﻲ ﺷﻮد.

 


 بیشتر بخوانید:

انواع سیستم های ارتینگ

 

اﺗﺼﺎل زﻣﻴﻦ ﻣﻲﺗﻮاﻧﺪ ﺗﻮﺳﻂ ﻟﻮﻟﻪ ﻳﺎ ﻣﻴﻠﻪ ي ﻓﻠﺰي، ﻧﻮار، ﺳﻴﻢ ﻓﻠﺰي و صفحۀ ﻓﻠﺰي اﻧﺠﺎم ﭘﺬﻳﺮد ﻛﻪ ﻣﻌﻤﻮﻻً ﺗﻮﺳﻂ ﻳﻚ رﺷﺘﻪ ﺳﻴﻢ ﺑﺎ ﻣﻘﻄﻊ ﻣﻨﺎﺳﺐ (ﺑﺎﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺟﺮﻳﺎن ﻧﺎمی مصرف کننده) به اتصال زمین وصل می شود.

 سیم زمین ارتباط بین الکترود زمین و بدنه ها و قطعاتی که باید زمین شوند را برقرار می کند. سیم زمین در صورت امکان باید طوری کشیده شود که قابل رؤیت باشد.

هنگام انتخاب سطح مقطع سیم زمین، توجه به این نکته مهم است که در زمان بروز اتصال بدنه، معمولاً جریانی معادل جریان اتصال کوتاه از این سیم عبور خواهد کرد و سیم زمین باید بتواند این جریان را تحمل کند بدون اینکه ولتاژ تماس قابل ملاحظه ای تولید شود.

روش های ایجاد سیستم اتصال زمین برای آنکه یک سیستم زمین مؤثر برای شبکه های الکتریکی ایجاد شود، می توان از الکترودهای زمین های مختلفی به صورت قائم، افقی و صفحه ای بهره گرفت.

در تصویر زیر دیاگرام سیستم اتصال زمین در سیستم های برق رسانی TT و TN را مشاهده می کنید:

 

سیستم-اتصال-زمین-در-سیستم های-برق رسانی-TT-و-TN

 

    • حفاظت توسط سیم نول (در سیستم TN)

در سیستم حفاظت نول، به جای سیم زمین از سیم نول (MP) شبکه، که به بدنۀ دستگاه اتصال دارد، استفاده می شود. در اینجا نیز مشابه سیستم حفاظتی زمین برای اینکه در هنگام اتصال بدنه وسیلۀ حفاظتی (مثلاً فیوز) به سرعت قطع کند باید جریان قطع از آن عبور کند. در این سیستم اگر سیم صفر به عللی قطع شود حتی اگر مصرف کننده نیز اتصال بدنه نداشته باشد باز اختلاف پتانسیل تماس (ولتاژ تماس)، برابر با اختلاف پتانسیل بین فاز و زمین در دستگاه ایجاد می شود؛ به طوری که اگر شخص، دستگاه را لمس کند و در همان حالت به هادی دیگری که به زمین متصل است، دست بزند، جریان خطرناکی از بدن او عبور می نماید.

 

                                                                                       ایجاد اختلاف پتانسیل بین فاز و زمین

 

در واقع در این حالت هادی مشترک حفاظتی – خنثی (PEN) هم به بدنه دستگاه و هم به ترمینال نول متصل می شود.

 

حفاظت-سیستم-TN-C-از-طریق-سیم-PEN

 

ﺑﺮاي ﺣﻔﺎﻇﺖ ﻣﻄﻤﺌﻦ تر بهتر است که حفاظت ﻧﻮل ﺗﻮﺳﻂ ﻳﻚ ﺳﻴﻢ ﺟﺪاﮔﺎﻧﻪ اﻧﺠﺎم ﺷﻮد ﻳﻌﻨﻲ از ﺗﺎﺑﻠﻮي اصلی دو سیم نول یکی برای حفاظت و دیگری به عنوان نول مصرف کننده ها کشیده شود. برای ﻛﻢ ﻛﺮدن احتمال قطع شدن سیم حفاظت نول در مواردی که سطح مقطع آن از  ۱۰ میلی متر مربع کمتر باشد ﻣﻲ ﺗﻮان از سیم های مخصوصی ﻛﻪ داراي اﺳﺘﻘﺎﻣﺖ ﻣﻜﺎﻧﻴﻜﻲ ﺑﻴﺸﺘﺮي ﺑﺎﺷﺪ اﺳﺘﻔﺎده ﻛﺮد.

در شبکه ای که یک یا چند مصرف کننده با حفاظت توسط سیم زمین و بقیۀ مصرف کننده ها با حفاظت توسط سیم نول باشند در صورتی که در مصرف کننده ای (که توسط سیم زمین حفاظت شده است) اتصال بدنه ای پیش آید در همان لحظه در مصرف کننده هایی که توسط سیم نول حفاظت می شوند اختلاف پتانسیلی بین بدنه و زمین به وجود می آید که می تواند خطرناک باشد.

 

    • حفاظت از طریق ولتاژ پایین

در این روش از ولتاژهای کمتر از ۲۴ ولت برای حفاظت استفاده می شود که این ولتاژ از یک ترانسفورماتور با دو سیم پیچ جداگانه فراهم می شود.

نکته: دستگاه هایی که از این سیستم حفاظت می شوند، برای سیم حفاظتی، به ترمینال نیازی ندارند و مدار جریان آنها را نباید به هیچ عنوان به زمین یا سیم نول و حتی به دستگاه های دیگری که با ولتاژ بالا کار می کنند وصل کرد.

 

نکته: دو شاخه دستگاه هایی که با ولتاژ کم کاری می کنند، باید با دو شاخه های معمولی (۲۲۰ ولت) فرق داشته باشد تا نتوان آن را به پریزهای با ولتاژ بالا وصل کرد.

 


به منظور آشنایی بیشتر با سیستم های ولتاژ های خیلی پایین این جا کلیک کنید.


 

    • حفاظت توسط ترانسفورماتور ایزوله

این روش مشابه روش حفاظت توسط ولتاژ کم، از یک ترانسفورماتور برای تغذیه مصرف کننده استفاده می شود. فقط تنها فرق آن این است که در این روش، ولتاژ مصرف کننده از ۶۰ ولت بیشتر است، و حتی می تواند برابر با ولتاژ شبکه باشد.

 لازم به ذکر است که به ثانویه ترانسفورماتور حفاظتی تنها باید یک مصرف کننده وصل شود زیرا اولاً با اتصال بیش از یک مصرف کننده به ثانويه آن، احتمال خطر برق گرفتگی در صورت بروز اتصال بدنه همزمان دو مصرف کننده وجود خواهد داشت، ثانياً با صدمه دیدن یکی از سیم های رابط و اتصال آن به زمین، اگر سیم رابط دیگر نیز به بدنه دستگاه اتصال یابد، باعث عبور جریان دیگری از شخص می شود که این خطرناک است زیرا اگر خود دستگاه با زمین در تماس باشد، فقط بخشی از جریان از بدن شخص عبور می کند که اغلب به علت کمتر بودن مقاومت محل تماس دستگاه به زمین از مقاومت بدن شخص این جریان کم است.

ولی اگر در همین حالت دستگاه توسط شخص از زمین جدا شود، جریان زیادی از بدن شخص عبور می کند که بسیار خطرناک است.

 

کلید خطای جریان یا محافظ جان از یک محفظه که در آن یک کلید مغناطیسی و یک مبدل جریان قرار دارد، تشكيل می شود به طوری که سیم پیچ ثانویه این مبدل، جریان رله مغناطیسی را تأمین می کند مجموع جریان یک یا سه فاز مربوط به دستگاهی که باید حفاظت شود از میان هسته حلقه ای شكل این مبدل جریان عبور می کند. (به علت اینکه دربار غیر متعادل، از سيم نول نیز جریان عبور می کند بنابراین این سیم نیز باید از داخل این حلقه عبور کند.)

 


توضیحات بیشتر در مورد حفاظت به وسیله محافظ جان را در مقالات زیر مطالعه کنید.

راه کارهای حفاظت افراد در برابر برق گرفتگی

راهنمای نصب کلید محافظ جان


به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های کلیدهای محافظ جان اشنایدر این جا کلیک کنید.


 
اتصال محافظ جان دو پل اشنایدر در مدار
                         اتصال محافظ جان در مدار

 

در صورتی که در مصرف کننده اتصال بدنه یا برق گرفتگی شخص وجود نداشته باشد، جریان ورودی و خروجی مصرف کننده با یکدیگر برابر و در خلاف جهت یکدیگر هستند و میدان مغناطیسی ایجاد شده به وسیله هر یک از جریان ها نیز در هر لحظه برابر و در خلاف جهت یکدیگر هستند لذا از هسته مبدل هیچ فوران مغناطیسی عبور نمی کند که در نتیجه در سیم پیچ ثانویه نیز هیچ ولتاژی القاء نشده و رله مغناطیسی عمل نمی کند.

ولی در صورت بروز اتصال بدنه در مصرف کننده یا برق گرفتگی شخص، جریانی از زمین به طرف نقطه صفر ترانسفورماتور شبکه عبور می کند در نتیجه جریانی که از داخلی حلقه به طرف مصرف کننده جاری می شود، بیشتر از جریانی خواهد بود که از داخل همان حلقه به شبکه باز می گردد، که این تفاوت جریان در هسته، عبور می کند، بیشتر باشد، مقدار جریان عبوری از سیم پیچ رله نیز بیشتر خواهد بود. در صورتیکه این جریان در حد نامی باشد، رله عمل کرد، و کلید اصلی را قطع می کند.

 

محافظ-جان-اشنایدر
                                                                                                       نصب محافظ جان اشنایدر

 

 
 
 
 
  • حفاظت در تابلوهای برق

– در ابتدا هر تابلو باید به یک کلید اصلی جدا کننده قابل قطع و وصل زیر بار و یا کلیدخودکار به عنوان مجزا کننده مجهز شود.

– وسیله حفاظتی هر تابلو (فیوز، کلید مینیاتوری) باید مجزا و مخصوص به آن تابلو باشد. جریان نامی این وسیله حفاظتی باید متناسب با مصارفی که توسط آن تابلو تغذیه می شوند و جریان مصرفی کل تابلو انتخاب شود.

– در صورتی که کلید اصلی تابلو، کلید اصلی جدا کننده زیر بار بود، باید فیوز در طرف مصرف کلید یعنی بعد از کلید قرار بگیرد تا امکان تعویض فیوز در حالت بی بار وجود داشته باشد.

– مدار تغذیه کننده وسایل کنترل و اندازه گیری که از سیستم برق تابلو تغذیه می شوند، مانند لامپ سیگنال، آمپرمتر، وات متر یا پاورمتر باید دارای وسیله حفاظتی مناسب باشند.

 

چراغ-سیگنال-اشنایدر-الکتریک

 


به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های چراغ سیگنال های اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


پاورمتر-اشنایدر-الکتریک
                                                    پاورمتر اشنایدر الکتریک


به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های پاورمتر اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


 

– در صورت استفاده از کلید مینیاتوری باید یک سری فیوز یا کلید محدود کننده جریان اتصال کوتاه قبل از آن (قبل از کلید مینیاتوری) در تابلو یا تابلوی بالادست نصب شده باشد. به فیوزی که بالا دست کلید مینیاتوری نصب می شود اصطلاحاً فیوز پشتیبان می گویند که انتخاب آن بسته به جریان نامی قطع اتصال کلید یا کلیدهای مینیاتوری است.

اگر جریان نامی قطع اتصال کوتاه کلید یا کلیدهای مینیاتوری برابر یا کمتر از ۱/۵ کیلو آمپر باشد؛ جریان نامی فیوز پشتیبان کمتر یا برابر ۶۳ آمپر در نظر گرفته می شود.

 اگر جریان نامی قطع اتصال کوتاه کلید یا کلیدهای مینیاتوری برابر یا کمتر از ۱۰کیلو آمپر باشد؛ جریان نامی فیوز پشتیبان کمتر یا برابر ۱۰۰ آمپر در نظر گرفته می شود.

 

  • حفاظت به وسیله فیوز

فیوز یک وسیله حفاظتی است که در ابتدای مسیر جریان فازهای مختلف یک مدار الکتریکی، به صورت سری قرار می گیرد. وظیفه فیوز حفاظت از سیم ها، کابل ها، دستگاه های اندازه گیری، ترانسفورماتورها، ماشین های الکتریکی و دیگر مصرف کننده ها در مقابل اضافه جریان های شدید و اتصال کوتاه است.

  • انواع فیوز

فیوزها بر حسب مقدار ولتاژ و مکانیزم عملکردشان به انواع زیر تقسیم می شوند:

– فیوز حرارتی ذوب شونده یا فشنگی

 – فيوز آلفا یا اتوماتیک

 – فیوز مینیاتوری

 – فیوز کاردی یا چاقویی

 

  • الیکا-الکتریکنکاتی مهم برای نصب فیوز در مدار

۱- اگر فیوز در ابتدای خط قرار گیرد هم مصرف کننده و هم خط را در برابر اتصال کوتاه و اضافه جریان محفاظت می کند اما اگر فیوز در انتهای خط و نزدیک مصرف کننده قرار بگیرد، فقط مصرف کننده را در برابر اتصال کوتاه و اضافه جریان محافظت می کند.

٢- هنگام نصب فیوزها مخصوصاً در تابلوهای توزیع همواره باید فیوزهای اول خط دارای مقادیر بیشتری نسبت به فيوزهای انتهای خط باشند و همچنین فیوزهای کند کار باید جلوتر از فيوزهای تند کار نصب شوند.

توجه به این مطلب بسیار مهم است که در صورت بروز اتصال کوتاه در یک دستگاه، ابتدا باید فیوزی عمل کند که در نزدیکترین فاصله نسبت به آن دستگاه قرار دارد.

٣- فيوزهایی که بر اساس جریان راه اندازی موتور انتخاب می شوند قادر نیستند موتور را در برابر اضافه بار (افزایش جریان کمی بیشتر از جریان نامی) محافظت کنند. در این موتورها معمولاً حفاظت اضافه بار به کمک رله حرارتی یا بی متال انجام می شود.

۴- در موتورهای آسنکرون رتور قفسی که مستقیماً به شبکه وصل می شوند از فیوز کند کار با جریان نامی به اندازه ۱/۵ تا ۲/۵ برابر جریان نامی موتور می توان استفاده کرد.

۵- در موتور آسنکرون با رتور سیم پیچی شده با موتورهای آسنکرون با راه انداز ستاره، مثلث از فیوز کند کار می توان استفاده کرد.

۶- در لحظه وصل ترانسفورماتور به شبکه به دلیل اشباع هسته، جریان زیادی از سیم بندی اولیه می گذرد که به جریان هجومی معروف است.

به همین دلیل در اولیه ترانسفورماتور از فیوز کند کار با جریان نامی به اندازه دو برابر جریان نامی اولیه و در ثانویه از فيوز کند کار با جریان نامی به اندازه جریان نامی ثانویه می توان استفاده کرد.

۷- هنگام وصل خازن ها به بار یا شبکه، جریان زیادی در لحظه وصل از مدار آن ها می گذرد. به همین دلیل می توان از فیوز کند کار با جریانی برابر با ۱/۵ برابر جریان نامی خازن ها برای حفاظت مدار استفاده کرد.

 

کلید مینیاتوری از نظر ساختمان شبیه فیوز آلفا است و از سه قسمت تشکیل شده است:

١- رله مغناطیسی برای قطع مدار در شرایط اتصال کوتاه

۲- رله حرارتی یا بی متال برای قطع مدار در شرایط اضافه بار

٣- کلید

کلید مینیاتوری اشنایدر
                                                                                                 کلید مینیاتوری اشنایدر

 

این کلیدها از رنج ۲ تا ۶۳ آمپر و در انواع B (تند کار) جهت مصارف روشنائی و C (کندکار) به عنوان فیوز موتوری بصورت تکی، دوتایی، سه تایی در بازار موجود است.

برای نصب این کلیدها از ریل های مینیاتوری استفاده می شود. جریان نامی کلید مینیاتوری بر روی آن نوشته می شود و نیازی به کد رنگی ندارد.

 

الیکا-الکتریکنکته:

مانند آنچه که در شکل های فوق مشخص شده است بر روی بدنه کلیدهای مینیاتوری ممکن است عبارتی مانند B ۱۰، C ۲۰ و غیره مشاهده شود. حرف اول در این عبارت، نوع فیوز به لحاظ کند کار و تند کار بودن و عدد کنار آن، جریان نامی فیوز را نشان می دهد.

 

 

  • کلیدهای اتوماتیک کمپکت MCCB

از کلیدهای اتوماتیک کمپکت جهت حفاظت مدارها و دستگاه ها در برابر جریان های اتصال کوتاه و اضافه بار استفاده می شود. منظور از حفاظت اضافه بار در کلیدهای اتوماتیک، کلیدهایی است که قابلیت تنظیم رله حرارتی جهت تنظیم اضافه بار را دارا هستند.

هم چنین از کلیدهای اتوماتیک به منظور پیش گیری از برق گرفتگی در صورت اتصال کوتاه بین فاز با بدنه هادی یا ارت (PE) و یا هادی حفاظتی – خنثی (PEN)، استفاده می شود.

 

کلید-اتوماتیک-کمپکت-اشنایدر-الکتریک
                                            کلید اتوماتیک کمپکت اشنایدر الکتریک

به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های کلیدهای اتوماتیک کمپکت اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


 

از این دسته از از کلیدها به منظور قطع و وصل، کنترل، فرمان مدار و … با توجه به نوع مصرف کننده بهره گرفته می شود.

 

کنتاکتور-اشنایدر-الکتریک
                             کنتاکتور اشنایدر الکتریک

 



به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های کنتاکتورهای اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


 

جهت حفاظت در برابر اضافه بار می توان از کنتاکتور به همراه رله حرارتی استفاده کرد. جهت حفاظت در برابر اتصال کوتاه نیز باید همراه کنتاکتور در طرف ورودی (تغذیه) آن از فیوز یا کلیدهای خودکار استفاده نمود.

همراه کنتاکتور می توان از انواع رله ها مانند رله های کنترل ولتاژ (Overvoltage یا Undervoltage)، رله کنترل فاز و سایر رله های کمکی استفاده کرد.

رله-کنترل-ولتاژ-اشنایدر-الکتریک
                   رله کنترل ولتاژ اشنایدر الکتریک

 


به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های رله های کنترل ولتاژ اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


رله-کنترل-فاز-تک-چراغ-اشنایدر-الکتریک

                                                                                                    یک نمونه رله کنترل فاز اشنایدر الکتریک


به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های رله های کنترل فاز اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


 
  • مدار حفاظت موتورهای الکتریکی

به منظور حفاظت موتورهای الکتریکی در مدار به ترتیب از تجهیزات زیر استفاده می شود:

۱- کلید جدا کننده زیر بار مثل کلید گردان

۲- جهت حفاظت اتصال کوتاه نیز از فیوز استفاده می شود که این فیوز بر اساس جریان نامی موتور طراحی می شود و به روش راه اندازی موتور الکتریکی بستگی ندارد. ( می توان کلید-فیوز را جای گزین کلید گردان و فیوز نمود.)

۳- کنتاکتور جهت قطع و وصل و کنترل موتور

۴- از رله حرارتی که به کنتاکتور وصل می شود، به منظور حفاظت در برابر اضافه بار استفاده می شود.

۵- رله کنترل فاز

 

در تصویر زیر مدار قدرت موتور سه فاز و تک فاز به همراه فیوز، کنتاکتور و بی متال را مشاهده می کنید.

 

مدار-قدرت-موتور-سه-فاز-و-تک-فاز-به-همراه-کنتاکتور-بی متال-فیوز

 

 

جای گزین کلید جدا کننده زیر بار، فیوز و رله حرارتی می توان از کلیدی که همه ویژگی های این قطعات را در خود دارد به نام کلید محافظ موتوری استفاده کرد که این کلید قابلیت تنظیم دارد.

این رله ترکیبی از دو رله حرارتی و مغناطیسی است و مدار را در مقابل اضافه بار و اتصال کوتاه حفاظت می کند. برای عملکرد این رله معمولاً آن را روی جریان معینی تنظیم می کنند (۱٫۵ تا ۱٫۸ برابر جریان نامی)، زمانی که جریان از حد تنظیم شده بیشتر شود عضو حرارتی عمل کرده و مدار را قطع می کند.

همچنین پخش مغناطیس این رله در برابر اتصال کوتاه، به سرعت عمل نموده، مدار را قطع می کند.

کلید حرارتی مغناطیسی یا  کلید محافظ موتوری، موتور را در برابر دو جریان محافظت می کند:

جریان حرارتی: جریان حرارتی جریانی است که در شرایط اضافه بار (اعمال بار اضافه به موتور) که موتور جریان بیشتری می کشد و شروع به داغ شدن می کند، به وجود می آید.

جریان مغناطیسی: جریانی است که در شرایط اتصال کوتاه بین دو فاز یا اتصال بدنه و فاز و یا اتصال فاز و نول به وجود می آید. این جریان هم موجب داغ شدن موتور می شود.

کلید-حرارتی-مغناطیسی-اشنایدر-جهت-حفاظت-موتوری
                       کلید حرارتی مغناطیسی اشنایدر جهت حفاظت موتور
کلید-محافظ-موتوری-اشنایدر-الکتریک
                                 کلید محافظ موتوری اشنایدر الکتریک

 

کلید-حرارتی-مغناطیسی-اشنایدر-جهت-حفاظت-موتور-مدل-GV7R

 


به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های کلیدهای حرارتی – مغناطیسی (کلید محافظ موتوری) اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


 

  • رله حرارتی یا بی متال

رله حرارتی یا بی متال جهت حفاظت مدارها در برابر اضافه بار (به ویژه موتورها) به کار می رود. بی متال از دو فلز غیر همجنس متصل به هم تشکیل می شود که این دو فلز در مقابل حرارت ناشی از بار اضافی لحظه ای، تغییر شکل داده و باعث قطع مدار می شوند.

بی متال-اشنایدر-الکتریک
                            بی متال اشنایدر الکتریک

به منظور آشنایی بیشتر با انواع و ویژگی های بی متال اشنایدر الکتریک این جا کلیک کنید.


 

رله حرارتی سه فاز معمولاً دارای سه کنتاکت قدرت برای عبور جریان اصلی به مصرف کننده و دو کنتاکت فرمان است. کنتاکت فرمان بسته که با اعداد ۹۶-۹۵ نام گذاری می شود، وظیفه قطع مدار فرمان در اضافه بار را به عهده دارد و کنتاکت فرمان باز که با اعداد ۹۸-۹۷ نشان داده می شود، جهت صدور آلارم و مطلع نمودن اپراتور از قطع شدن بی متال به کار می رود.

بی متال ها قابلیت کار در جریان های مختلف را دارند و جریان مجاز عبوری از این تجهیزات را می توان با پیچ تنظیمی که بر روی آنها تعبیه شده است تغییر داد.

در شرایطی که بی متال برای حفاظت موتور به کار رود، جریان آن، بر روی جریان نامی موتور تنظیم می شود. بی متال، توانایی محافظت موتور را در مقابل اضافه بار داراست.

 

الیکا-الکتریکتوجه:

نحوه اتصال کنتاکت های قدرت بی متال در شبکه تک فاز و سه فاز در شکل زیر نشان داده شده است.   مدار اتصال بی متال در حالت تک فاز

      نحوه اتصال در حالت تک فاز

 

مدار اتصال بی متال در حالت سه فاز

نحوه اتصال در حالت سه فاز

 

الیکا-الکتریکتوجه:

یک قطع کننده حرارتی مناسب باید دارای شرایط زیر باشد:

۱- در بار نامی نباید باعث قطع مدار شود.

۲- اگر جریان نامی عبوری به اندازه ۵% بیشتر از مقدار جریان تنظیم شده روی بی متال باشد، بی متال معمولاً در زمانی بیشتر از ۲ ساعت مدار را قطع می کند.

۳- اگر جریان عبوری به اندازه ۲۰% بیشتر از جریان تنظیم شده روی بی متال باشد، بی متال معمولاً در مدت زمانی کمتر از ۲ ساعت مدار را قطع خواهد کرد.

۴- اگر جریان عبوری بیشتر از ۵۰% جریان تنظیم شده روی بی متال باشد، بی متال باید در مدت زمانی کمتر از ۲ دقیقه مدار را قطع کند.

 

الیکا-الکتریکنکته:

اگر بی متال در مسیر جریان فازی موتور قرار بگیرد، باید جریان بی متال را بر روی جریان فاز موتور تنظیم کرد.

 

  • رله مغناطیسی

این رله برای حفاظت ماشین های الکتریکی در مقابل اتصال کوتاه استفاده می شود. رله مغناطیسی تشکیل شده است از یک هسته آهنی ثابت و یک هسته متحرک و یک بوبین است.

در صورتی که اتصال کوتاهی در مدار رخ دهد، جریان عبوری از بوبین افزایش یافته باعث می شود هسته متحرک به هسته ثابت متصل شود و کنتاکت های بسته رله باز شده، در مدت زمان کوتاهی مدار قطع گردد.

 


بیشتر بخوانید:

عایق بندی حفاظتی

درجه حفاظت تجهیزات الکتریکی IP

 

در صورتی که سؤالی در خصوص مطالب بیان شده دارید می توانید در قسمت نظرات از ما بپرسید یا با ارائه پیشنهادات خود، ما را در بالا بردن کیفیت مقالات یاری کنید. 

مقالات مرتبط

2 نظرات

  1. عابدی

    پاسخ دادن

    سلام .ضمن عرض خسته نباشید، در صورتی که اتصال کوتاه فاز به زمین اتفاق بیفتد، کلید مینیاتوری سه پل چه عملکردی خواهد داشت؟

    ۲۳ شهریور ۱۳۹۹
    • الیکا الکتریک

      پاسخ دادن

      سلام
      تا زمانی که امپر اتصال به زمین تا مقدار امپر مینیاتوری نرسه هیچ اتفاقی رخ نمیده. معمولا به این نوع اتصال ،اتصال کوتاه نمیگن. به این اتصال، میگن اتصال زمین یا short earth و این به عنوان یک مصرف کننده برای سیستم به حساب میاد. این نوع اتصالی رو فقط رله های ارت فالت و محافظ جان می تونن تشخیص بدن.

      ۲۳ شهریور ۱۳۹۹

نظرات