فیوز مینیاتوری چیست؟ فیوز مینیاتوری یا کلید محافظ جان MCB از عبارت Miniature Circuit Breaker گرفته شده است و یکی از تجهیزات پرکاربرد الکتریکی به شمار می رود و در برق کشی ساختمان استفاده می شود. این کلید در مقابل جریانات اضافی حساس است و سریعا مدار را قطع می کند. به این صورت که اگر جریان اضافی از فیوز بگذرد برای تامین امنیت و جلوگیری از اتصال کوتاه برق را قطع می کند در نتیجه مانع آسیب رسیدن به سایر اجزای مدار و وسایل می شود.
فیوز مینیاتوری یا کلید مینیاتوری Miniature Circuit Breaker که اختصارا MCB نامگذاری شده است تجهیزات الکتریکی خانگی و صنعتی را در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار ( عبور جریان غیر مجاز ) محافظت میکند.
این فیوز اگر جریان اضافی از فیوز بگذرد برای تامین امنیت و جلوگیری از اتصال کوتاه برق را قطع می کند در نتیجه مانع آسیب رسیدن به سایر اجزای مدار و وسایل می شود. اتصال کوتاه نوعی خطا محسوب می شود که هنگام وقوع جریان بالایی از مدار عبور می کند و باعث ایجاد جرقه و اتش سوزی می شود. در نتیجه کلید مینیاتوری با قطع جریان برق مانع اسیب به بخش های دیگر مدار می شود.
امروزه به جای فیوزهای معمولی از این کلیدهای مینیاتوری در شبکه های برقی با ولتاژ پایین استفاده می شود زیرا کارآمدتر از دیگر انواع محافظ در دسته خود هستند. این قطعه الکتریکی بسیار مهم اما ساده معمولاً یک قطعه تک فاز بوده و از یک سیم پیچی اضافه بار برای قطع کردن سریع اتصال کوتاه و یک عنصر بی متالیک برای قطع کردن جریان در صورت اضافه بار شدید استفاده می کند.
کلیدهای مینیاتوری در مصارف خانگی، صنعتی، تجاری و سیستم‌های گرمایشی کاربرد دارند و مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این نوع کلیدها برای حفاظت از مدارهای مختلفی همچون مدار جریان مستقیم، مدار ترانسفورماتور الکتریکی، مدار موتور الکتریکی، مدارات PLC و همچنین برای حفاظت از قطعات نیمه‌رسانا (نیمه‌هادی) نیز استفاده می‌شود.
فیوز مینیاتوری طوری طراحی شده است که با عبور جریان اضافی وارد عمل شده و به اصطلاح فیوز می پرد که در واقع باعث قطع شدن جریان عبوری می شود. به محض اینکه جریانی بیشتر از جریان تعیین شده به فیوز برسد، این فیوز با مکانیزم موثری که در آن طراحی شده، باعث قطعی جریان و جلوگیری از آسیب به قطعات الکتریکی بعد از خود می شود. جریان اضافه باعث گرم شدن، خم شدن و سپس آزاد شدن یک نوار فلزی بیمتال در داخل کلید مینیاتوری می شود.
این امر به نوبه خود باعث آزاد شدن سوییچی می شود که نقاط تماس الکتریکی را از هم جدا می کند تا قوس الکتریکی را محدود ساخته، یا به عبارت دیگر، به کنترل درآورد. در واقع این قوس الکتریکی که یک شارژ الکتریکی است، بدین ترتیب جداسازی شده و توسط یک نوار فلزی عایق که شوت قوس الکتریکی نام دارد خنک می شود. بعد از رفع نقص، نقاط اتصال بار دیگر بسته شده و کلید مینیاتوری از نو راه اندازی می شود.
همانطور که گفته شد، کلید مینیاتوری برای حفاظت از مدار در برابر هم جریان اضافی و هم اتصال کوتاه طراحی شده است، اتفاقاتی که هر یک به شکلی متفاوت و با استفاده از فرآیندهای متفاوت شناسایی می شوند. حفاظت از اضافه بار با کمک یک نوار فلزی که از عملیات گرمایی استفاده می کند انجام می شود، در حالی که حمایت در مقابل اتصال کوتاه توسط یک سیم پیچ حساس چکاندنی از طریق یک فرآیند الکترومغناطیسی صورت می گیرد.
اگر حجم بار اضافی بسیار بالا باشد، فیوز مینیاتوری به سرعت فعال شده و به اصطلاح بالا می زند که معمولاً کمتر از یک دهم ثانیه است. در صورتی که حجم بار اضافی اندک باشد و جریان در حال عبور به جریان ایمن بسیار نزدیک باشد، واکنش این قطعه آهسته تر خواهد بود.
بر اساس نوع کارکرد نیز کلید مینیاتوری به انواع A, B, C, D, K و Z تقسیم می شود. با این وجود، پرکاربردترین نوع کلیدهای مینیاتوری تیپ های B, C, D هستند که بر اساس میزان حساسیت این قطعه دسته بندی می شوند. به طور کلی، هر نوع فیوز مینیاتوری برای واکنش نشان دادن به جریان اضافه در فضایی متفاوت و خاص طراحی شده است که با توجه به منحنی قطع آن ها یا فعال شدنشان تعیین می شود.
فیوزهای مینیاتوری نوع B طوری طراحی شده اند که در صورت سه تا پنج برابر بودن جریان عبوری نسبت به جریان تعیین شده ایمن (جریان نامی)، وارد عمل شده و جریان را قطع می کنند. نوع B حساس ترین نوع MCB بوده و برای مصارف خانگی و فضاهای تجاری با ولتاژ پایین طراحی شده، جاهایی که اضافه بار در آن ها معمولاً زیاد نیست. این نوع کلید در سیستم های روشنایی خیابانی نیز به کار گرفته شده و به عنوان کلید مینیاتوری تندکار نیز شناخته می شود.
فیوزهای مینیاتوری نوع C برای وسایل برقی قوی تر به کار می روند، جایی که اضافه بار بالاتر از 3 تا 5 برابر جریان ایمن است و به همین خاطر اغلب در محیط های تجاری و صنعتی به کار گرفته می شوند. اگر بخواهیم دقیق تر بگوییم، در صورتی که جریان عبور بین 5 تا 10 برابر بار ایمن باشد، این کلیدهای مینیاتوری وارد عمل می شوند. از موارد استفاده این فیوزها می توان به استفاده در موتورهای برقی کوچک و همچنین سیستم های روشنایی فلورسنت اشاره کرد. در واقع زمان قطع شدن این MCB ها نسبت به نوع B بیشتر بوده و به همین خاطر به فیوزهای کندکار یا موتوری نیز معروف هستند.
فیوزهای مینیاتوری نوع D کمترین میزان حساسیت را نسبت به دو نوع قبلی داشته و تنها زمانی که اضافه بار بین 10 تا 20 برابر جریان ایمن باشد وارد عمل شده و جریان را قطع می کند. این قطعه بسیار مهم برای دستگاه های صنعتی و تجاری بزرگ و پرقدرت ساخته می شوند، جایی که تغییرات شدید جریانی معمولاً رخ می دهد. این کلیدهای مینیاتوری که با عنوان فیوزهای ترانسفورماتوری نیز شناخته می شوند، در دستگاه های جوشکاری، ماشین های اشعه ایکس، موتورهای بزرگ و واحدهای تامین برق بزرگ به کار گرفته می شوند.
فیوزهای مینیاتوری نوع K نیز زمانی وارد عمل می شوند که افزایش فشار بین 8 تا 12 برابر بار ایمن باشد و به همین دلیل گزینه مناسبی برای استفاده در موتورهای متوسط به بالا، مدارات قدرت و ترانسفورماتورها هستند. در مورد اتصاف کوتاه نیز منحنی قطع این نوع بین دو نوعD و Cاست.
فیوزهای مینیاتوری نوع Z حساس ترین در نوع خود به شمار می آیند که هنگام اضافه باری به اندازه دو یا سه برابر جریان ایمن وارد عمل شده و جریان را قطع می کنند. به همین خاطر است که از فیوزهای مینیاتوری نوع Z در دستگاه های حساس به اتصال کوتاه مانند نیمه هادی ها و مدارهای با حساسیت بالا استفاده می شود.
عمر فیوز مینیاتوری بر اساس تعداد دفعات قطع و کیفیت مواد و قطعات به کار رفته در آن تعیین می شود و هر چه کیفیت قطعات به کار رفته کمتر و تعداد دفعات قطع جریان توسط فیوز بیشتر باشد، از عمر آن کاسته خواهد شد.
فیوز مینیاتوری به دو روش متفاوت از مدار در برابر بار اضافی و اتصال کوتاه مراقبت می نماید و می توان گفت که فرآیند شناسایی و حل هر مشکل توسط این قطعه نیز متفاوت است. در بالا نیز گفته شد که فیوز مینیاتوری هر کدام از دو مشکل فوق را به دو روش متفاوت عملیات گرمایی و عملیات الکترومغناطیسی کشف و رفع می سازد.
در مورد حفاظت از مدار در برابر بار اضافی، هنگامی که بار اضافی به شکلی مداوم و آرام از وارد فیوز می شود، نوار بی متالیکی که در داخل فیوز قرار دارد، گرم شده و سپس خم می شود و بدین ترتیب است که ضامن مکانیکی رها می شود. این مکانیزم در ادامه باعث باز شدن اتصالات و قطع شدن مدار می شود.
در مورد اتصال کوتاه نیز، افزایش ناگهانی و شدید جریان الکتریکی باعث جابجایی الکترومغناطیسی پلانچر (plunger) از سیم پیچ کلیدزن یا سولنوید (solenoid) می شود. در ادامه، پلانچر باعث عمل کردن اهرم کلید شده که آزاد شدن سریع مکانیزم ضامن را در پی دارد، که به نوبه خود باعث باز شدن اتصالات و قطع جریان در مدار می شود.
بعد از تشخیص سیم های فاز، نول و ارت به ترتیب زیر عمل کنید:
1- سیم های ارت که معمولاً زرد رنگ هستند را از هر سر خط با یک ترمینال به هم وصل کنید.
2- سیم های نول که معمولاً آبی رنگ هستند را با استفاده از یک ترمینال دیگر به هم وصل کنید.
3- سیم های فاز که معمولاً قرمز رنگ هستند را به جای اتصال به هم، باید به صورت جداگانه به ورودی هر یک از فیوزهای مینیاتوری وصل کنید.
4- سیم مربوط به برق اصلی ساختمان که از کنتور خارج شده است را نیز به فیوز مینیاتوری اصلی که قدرت بیشتری دارد و معمولاً 25 یا 32 آمپر است بسته و خروجی آن را به ورودی دیگر فیوزها متصل کنید تا جریان برق وارد آن ها شود.
اطلاعات روی بدنه کلید مینیاتوری
روی هر کلید مینیاتوری اطلاعاتی مربوط به آن درج شده یا باید درج شده باشد. این اطلاعات عبارتند از:
وظیفه کلید مینیاتوری
استاندارد ساخت
دمای مرجع
نام سازنده یا علامت تجاری سازنده
شیوه اتصال پل ها
نوع کلید بر اساس جریان قطع حفاظتی
جریان نامی، ولتاژ نامی، فرکانس نامی و تعداد فازها