امروزه همه ما از وسایل برقی و الکتریکی مدرن استفاده می‌کنیم. چرا که این وسایل زندگی را برای ما بسیار آسانتر کرده‌اند. اما وسایل الکتریکی به همان راحتی که کار خود را انجام می‌دهند می‌توانند دچار خسارت و آسیب شوند. یکی از رایج ترین علل وارد شدن خسارت بر وسایل الکتریکی سوختن و آسیب دیدن آنها از وجود جریان بیش از اندازه‌ای است که به موقع و در زمان مناسب قطع نشده‌است. در نتیجه ما به ابزاری نیاز داریم تا با آنها از وسایل برقی‌مان محافظت کنیم. یکی از مهمترین انواع این ابزار کلید مینیاتوری است. این کلید همان دستگاهی است که وسایل برقی شما را از سوختن و صدمه دیدن حفظ می‌کند.
کلید مینیاتوری چیست؟
کلید مینیاتوری یا MCB (مخفف Miniature Circuit Breaker) یک کلید الکتریکی است که به صورت خودکار برای حفاظت از یک مدار الکتریکی در برابر صدمات احتمالی حاصل از شدت جریان بیش از حد یا اتصالی برق استفاده می‌شود. کاربرد اصلی این ابزار این است که مقدار جریان در یک مدار را تغییر دهد و تعدیل کند. به بیان ساده‌تر یعنی وقتی مقدار جریان از یک حد ثابت می‌گذرد، کلیدهای مینیاتوری، جریان بیش از حد مجاز را تشخیص می‌دهند و مدار را با خاموش کردن کلید، قطع می‌کنند. شما میتوانید کلیدهای مینیاتوری را مثل دیگر دستگاه‌ها به صورت دستی خاموش و روشن کنید.
در یک کلید مینیاتوری، زمان شکستن و قطع مدار توسط مقدار جریان عبوری از آن تعیین می‌شود. یعنی هر وقت که جریان الکتریکی مازاد برای زمانی طولانی ایجاد شود و مدار را به خطر بیندازد، کلید به کار می‌افتد. کلیدهای مینیاتوری به تغییرات جریان گذرایی مثل به کار افتادن موتورها یا زدن کلیدها پاسخ نمی‌دهند. معمولا، این دستگاه‌ها طوری ساخته و طراحی شده‌اند که در کمتر از 2.5 ثانیه در زمان بروز مشکل در اتصال کوتاه، و بین 2 ثانیه تا 2 دقیقه در زمان وجود جریان اضافی به کار بیفتند.
وجود کلید مینیاتوری برای عمل موثر و تامین امنیت دستگاه‌های برقی حیاتی است. در نتیجه این کلید در بیشتر وسایل برقی به کار می‌رود؛ چه این وسایل، وسایل برق خانگی باشند، چه استفاده‌ی صنعتی داشته باشند. امروزه در کلیه صنایع مدرن از تعداد زیادی از دستگاه‌ها و ماشین‌آلات استفاده می‌کنند. این به این معنی‌است که مقدار جریان زیادی باید کنترل شود. کلیدهای مینیاتوری نقش بسیار مهمی در پیشگیری از هجوم ناگهانی جریان الکتریکی در یک مدار دارند، در نتیجه محافظت از دستگاه‌ها از آسیب‌دیدگی و به طبع آن افزایش عمر مفید دستگاه‌ها مهمترین وظیفه‌ی کلیدهای مینیاتوری است.
تفاوت کلیدهای مینیاتوری و فیوز
این دستگاه‌ها هردو با قطع مداری که به قطع جریان برق منتهی می‌شود کار خود را انجام می‌دهند. اما تفاوت‌هایی بین این دو دستگاه هست و این تفاوت‌ها باعث می‌شود که ما استفاده از کلیدهای مینیاتوری را به استفاده از فیوز ترجیح دهیم. اما برای این که درک کنیم تفاوت فیوز و کلید مینیاتوری چیست باید اساس کار هرکدام را به درستی متوجه شویم.
فیوز دستگاهی است که در برابر جریان مازاد از یک مدار الکتریکی محافظت می‌کند. اجزای تشکیل دهنده‌ی فیوز یک نوار فلزی یا سیم است که وقتی الکتریسیته، بیش از حد نیاز از طریق مدار جریان پیدا می‌کند ذوب می‌شود و وقتی سیم یا نوار آب می‌شود، مدار قطع می‌شود. نکته‌ی مهمی که باید راجع به فیوز بدانید این است که بعد از انجام دادن وظیفه‌ی خود یعنی ذوب شدن، سیم یا نوار، باید مجدد جایگزین یا سیم‌کشی شود. در تصویر زیر میتوانید یک صفحه تقسیم برق و فیوزهای آن را مشاهده کنید.
اما در ابتدا به این سوال که کلید مینیاتوری چیست پاسخ دادیم. کلیدهای مینیاتوری از فیوزها پیشرفته‌تر هستند. آن‌هم به این علت که کلیدهای مینیاتوری مدرن با سوییچ‌های تغییر وضعیت تولید می‌شوند. این ویژگی باعث می‌شود که کلیدهای مینیاتوری در حفظ اتصال پایانه به خوبی عمل کنند. می‌توان گفت که کلیدهای مینیاتوری، سطح بالاتر و پیشرفته‌تر فیوزها هستند و نسبت به فیوزها مزیت‌های بسیاری دارند که برخی از آنها را با هم مرور می‌کنیم:
- برخلاف فیوزها، کلیدهای مینیاتوری بعد از وقوع یک مشکل نیاز به جایگزین شدن ندارند و این قابلیت را دارند که از آنها مجددا استفاده شود.
- در مقایسه با فیوزها، کلیدهای مینیاتوری به جریان حساس‌تر هستند. دقت کلید در تشخیص دادن جریان مازاد از یک فیوز بیشتر است. کلیدها هر وضعیت غیرعادی را به سرعت تشخیص می‌دهند و مدار الکتریکی را به صورت خودکار قطع می‌کنند. در نتیجه از وسایل الکتریکی در برابر آسیب دیدن محافظت می‌کنند.
- وقوع مشکل در مدار الکتریکی در کلیدهای مینیاتوری آسانتر نشان داده می‌شود. همان‌طور که پیش از این نیز گفتیم، در صورت بروز خطا در مدار سوییچ به سمت وضعیت خاموش حرکت می‌کند. اما در فیوزها بررسی مشکل به این آسانی نیست. در فیوز، کل طول سیم باید بررسی شود. همچنین، برای تشخیص ناحیه‌ی مشکل‌دار در فیوز، دریچه‌ی آن باید باز شود که انرژی بیشتری صرف می‌کند.
- مزیت استفاده از کلیدهای مینیاتوری به جای فیوز این است که منبع تغذیه تقریبا بلافاصله میتواند به کار خود ادامه دهد. تنها کافیست که کلید تغییر وضعیت، دوباره به سمت جایگاه روشن حرکت داده شود. اما در مورد فیوزها، قبل از ادامه‌ی کار کل سیم باید جایگزین شود.
- کار کردن با کلیدهای مینیاتوری نیز از فیوز راحتتر و امنتر است. آن هم به این خاطر که با استفاده از کلیدهای مینیاتوری به جای فیوز، شما دیگر با سیم‌ها و قطعات سر و کار چندانی ندارید. اما تعویض یک فیوز کار خسته‌کننده‌ای است و علاوه بر آن، امکان برخورد با جریان برق نیز وجود دارد.
پس بهترین ویژگی کلید مینیاتوری چیست؟ این که قابلیت استفاده‌ی مجدد دارد و هزینه‌های تعویض و رسیدگی به آن پایین است. اما در مورد فیوزها اینطور نیست چرا که وقتی یک مشکل جریان و برق تشخیص داده می‌شود ممکن است کل دستگاه به تعویض نیاز داشته باشد.
امروزه ما معمولا به جای فیوز برق از کلیدهای مینیاتوری در یک شبکه‌ی الکتریکی با ولتاژ پایین استفاده می‌کنیم.
شناخت انواع کلیدهای مینیاتوری
پس از یافتن پاسخ این سوال که کلید مینیاتوری چیست، حالا وقت آن رسیده است که راجع به چگونگی کار این کلیدها صحبت کنیم. به صورت معمول و در شرایط عادی، کلیدهای مینیاتوری به عنوان یک کلید دستی برای روشن و خاموش کردن مدار عمل می‌کنند. در زمان‌هایی مثل قطعی برق یا شرایطی که جریان بیش از اندازه وارد یک دستگاه می‌شود، کلید به صورت خودکار به کار می‌افتد. این عمل باعث قطعی جریان در مدار می‌شود و مشکل را حل می‌کند. شما زمانی میتوانید بروز بیرونی این عمل را ببینید که کلید دستگاه به صورت خودکار به سمت وضعیت خاموش حرکت کرده است.
به نمودار رفتار احتمالی یک دستگاه محافظ، مدار منحنی قطع می‌گویند. شناختن انواع منحنی قطع کلیدهای مینیاتوری مهم است چرا که شما باید بدانید که از کدام نوع آن برای وسایل خانگی مختلف استفاده کنید تا سیستم الکتریکی صحیحی حاصل شود. این به این معنی است که شما باید بدانید که حداکثر جریانی که یک کلید مینیاتوری میتواند تحمل کند چه مقداری است. با رسیدن و رد کردن این مقدار بیشینه، مدار به صورت خودکار قطع می‌گردد.
حدودا شش نوع مختلف کلید مینیاتوری وجود دارد که با حروف انگلیسی A, B, C, D, K, Z مشخص می‌شوند. در ادامه به بررسی این شش نوع می‌پردازیم.
نوع A: کلید نوع A وقتی که جریان 2 تا 3 بار از مقدار جریان واقعی بگذرد مدار را قطع می‌کند. از آنجایی که این نوع به شدت به قطعی اتصال برق حساس است، برای دستگاه‌های نیمه‌هادی انتخاب مناسبی است.
نوع B: این نوع وقتی مدار را قطع می‌کند که جریان 3 تا 5 بار از جریان اصلی بگذرد و برای استفاده از کابل‌های الکتریکی مناسب است.
نوع C: این نوع کلید بهترین انتخاب برای وسایل خانگی است که مقدار جریان متوسطی دارند. کلید نوع C وقتی که جریان 5 تا 10 بار بیشتر از حد معمولی باشد مدار را قطع می‌کند.
نوع D: این نوع مقاومت بالایی دارد و میتواند 10 تا 20 بار حد جریان غیر مجاز را تحمل کند. در نتیجه برای وسایلی با مقدار جریان آغازین بالا مثل موتورها، این کلید انتخاب مناسبی است.
نوع K: نوع K 8 تا 10 بار شارژ اولیه را تحمل می‌کند و به همین دلیل میتواند برای دستگاه‌های بزرگ مناسب باشد.
نوع Z: کلید گروه Z بلافاصله بعد از این که جریان 2 تا 3 بار از حد معین گذر کند مدار را قطع می‌کند. این نوع درست مثل نوع A هستند و برای محافظت از دستگاه‌های بسیار حساس مثل نیمه‌رساناها مناسب هستند.
به طور کلی انواع B و C پرکاربردترین کلیدهای مینیاتوری هستند. کلیدهای مینیاتوری با منحنی قطع نوع C در بردهای توزیع نیروی برق در ساختمان‌های تجاری و مسکونی یافت می‌شوند. کلیدهای نوع D نیز در دستگاه‌هایی مثل رایانه‌های صنعتی کنترلگر منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLC) و منبع‌های تغذیه استفاده می‌شوند.
انتخاب صحیح از بین انواع کلیدهای مینیاتوری
انتخاب نوع صحیح کلید از اهمیت بالایی برخوردار است تا مدار از صدمات احتمالی در امان بماند. در نتیجه محاسبه‌ی مقدار جریان اتصال کوتاه و جریان هجومی ضروری قبل از انتخاب و تعیین حد تحمل کلید، کاری ضروری است. اگر آستانه‌ی تحمل کلید بسیار بیشتر از حد نیاز باشد، در زمان قطعی برق یا اتصالی، مدار قطع نخواهد شد. اگر هم تحمل کلید از حد جریان تعیین‌شده کمتر باشد حتی در مواقعی مثل روشن کردن دستگاه‌ها یا به وجود آمدن جریان هجومی هم مدار قطع خواهد شد. پس متوجه هستید که انتخاب کلید مناسب تا چه حد اهمیت دارد.
پس نتیجه می‌گیریم که لازم است بدانیم چه نوع کلیدی برای وسایل خانگی‌مان بهتر است. قبل از انتخاب یک نوع کلید، باید از بعضی جزئیات فنی خبردار باشید. اول از همه، ولتاژ و فرکانسی که دستگاه با آن کار می‌کند را چک کنید. مثلا دستگاه موردنظر با جریان مستقیم کار می‌کند یا جریان متناوب. قدم بعدی این است که به مقدار جریان شروع کار دستگاه و نوع قطعی مدار توجه کنید. به علاوه، چک کنید و ببینید که آیا کلید برخی ویژگی‌های مفید مثل ریست دستی یا اتوماتیک را دارد یا نه. گرچه حد بیشینه جریان عامل اصلی و مهمترین نکته در انتخاب کلید است، بهتر است که سایر عوامل مربوط به کلید نیز بررسی شوند، چرا که کلیدهای مینیاتوری نقش مهمی در پیشگیری خطرات برقی در خانه‌ی شما دارند.
حالا دیگر ما متوجه شده‌ایم که کلید مینیاتوری چیست و چه کاربردی دارد. از برتری‌های این دستگاه نسبت به فیوز نیز مطلع شدیم و انواع مختلف آن را شناختیم. به همین دلیل باید در انتخاب نوع مناسب آن دقت زیادی به خرج بدهیم و تمام تلاشمان را به کار ببندیم تا با استفاده‌ی درست از این ابزار مانند محافظ برق، از وسایل برقی خود محافظت کنیم تا مجبور نباشیم شرایط ناخوشایندی مثل سوختن و خراب شدن یک وسیله را تحمل کنیم و برای تعمیر یا جایگزینی آن به دردسر بیفتیم.