کلید محافظ جان:ساختار،نحوه کار و کاربردها

کلید محافظ جان:

کلید محافظ جان(قطع کننده مدار جریان نشتی) (RCCB) یا قطع کننده مدار خطای زمین (GFCI)، شکلی از قطع کننده مدار است که به محض تشخیص اختلاف بین جریان ورودی و خروجی از طریق آن، برق AC را قطع می کند.
هدف اصلی یک دستگاه RCCB قطع جریان AC اصلی و محافظت از افراد در برابر شوک الکتریکی است. یک RCCB هنگامی که جریانی را که از بدن فرد می گذرد به دلیل تماس بدن با خط AC اصلی تشخیص دهد، فوراً راه اندازی می شود و قطع می کند.
دستگاه همچنین هنگامی که نوعی خطای الکتریکی را تشخیص دهد، به عنوان مثال اتصال کوتاه، نقص عایق یا خرابی تجهیزات، خاموش می شود.

تفاوت بین RCCB و MCCB:

کلید کامپکت یا MCCB (قطع کننده جریان برق) به محض تشخیص جریان بیش از حد یا اضافه بار، به عنوان مثال جریان بیش از حد در محدوده 10، 15 یا 20 آمپر، برق AC را قطع می کند.
با این حال، عبور جریان ناچیز 0.030 آمپر از بدن انسان می تواند برای فلج اسکلتی ماهیچه ها یا ایجاد حمله قلبی در انسان کافی باشد.
کلید محافظ جان یا RCCB طوری طراحی شده است که در لحظه ای که یک عدم تعادل کوچک را حتی با بزرگی 0.005 آمپر (0.030 آمپر در استرالیا و برخی از کشورهای اروپایی و آسیایی) تشخیص دهد، مدار را قطع کند.
MCCB یا سایر اشکال قطع کننده های جریان از سیم‌ها و تجهیزات خانه شما در برابر گرمای بیش از حد و خطرات احتمالی آتش‌سوزی محافظت می‌کند.
RCCB از افراد در برابر شوک الکتریکی و مرگ و میر الکتریکی محافظت می کند و به طور کلی در حمام یا آشپزخانه نصب می شود. زیرا در این مکان ها وسایل برقی بیشتر در تماس مستقیم با مردم هستند و احتمال برق گرفتگی از طریق عبور جریان از دستگاه به بدن انسان و زمین در چنین مکان هایی حداکثر است.
RCCB علاوه بر این می‌تواند از خطرات آتش‌سوزی ناشی از اتصال کوتاه الکتریکی و سایر نقص‌های الکتریکی که معمولاً شامل انسان نمی‌شود، محافظت کند، به‌عنوان مثال جریان کم اتصال کوتاه که در آن جریان ممکن است هرگز به سطح خاموشی برای قطع‌کننده مدار نرسد، این ممکن است شامل افتادن سیم برق‌دار (live wire) در یک سطل آب یا خاک مرطوب باشد که اجازه عبور تنها 0.1 یا 0.2 آمپر جریان را می دهد.

اصول کار پایه RCCB:

RCCB اساساً با استفاده از قانون Kirchhoff عمل می کند، طبق آن یک جریان ورودی همیشه با جریان خروجی در هر شکل مدار یکسان است. با استفاده از این اصل، یک RCCB تفاوت در بزرگی جریان در سراسر فاز و سیم های نول را مقایسه و تجزیه و تحلیل می کند.
به طور معمول، جریان عبوری به بار از طریق سیم برق فعال(فاز)، همیشه با مقدار جریان برگشتی از سیم نول یکسان خواهد بود. هنگامی که نوعی خطای الکتریکی به دلیل نشتی در سیم برق اتفاق می افتد، جریان برگشتی به خط نول کاهش می یابد.
این باعث اختلاف جریان بین سیم برق ورودی و سیم نول خروجی می شود. این اختلاف جریان، جریان باقیمانده نامیده می شود و در RCCB یا کلید محافظ جان برای تشخیص خطای الکتریکی استفاده می شود. به محض اینکه این جریان باقیمانده شناسایی شد، RCCB فورا فعال می شود تا مدار را قطع کند.
یک دکمه فشاری تست در همه دستگاه‌های جریان باقیمانده وجود دارد تا قابلیت اطمینان دستگاه در هر زمان که نیاز به آزمایش داشته باشد توسط کاربر تأیید شود.
در این روش هنگامی که یک دکمه تست، فشار داده می شود، مقدار کمی از جریان را در سراسر سمت فعال مدار RCCB دور می زند. این وضعیت باعث ایجاد عدم تعادل در سمت خنثی دستگاه RCCB می شود که به نوبه خود RCCB را مجبور می کند مدار را قطع کند و با انجام این کار اطمینان کار دستگاه را تأیید می کند.

دستگاه RCCB یا (RCD) چگونه کار می کند؟

یک RCD با استفاده از این اصل کار می کند که در آن جریان عبوری از هادی ها یا سیم پیچ جریان جمع ترانسفورماتور آن مقایسه می شود.
همانطور که در تصویر زیر نشان داده شده است، یک دستگاه RCCB از یک ترانسفورماتور جریان تشکیل شده است که بر روی آن 3 نوع سیم پیچ، سیم پیچ اولیه، سیم پیچ ثانویه و سیم پیچ حسگر وجود دارد.

RCCB چه ویژگی هایی دارد؟

سیم های فاز و نول از طریق RCD متصل می شوند.
در صورت وجود جریان خطای زمین، مدار قطع خواهد شد.
مقدار جریانی که از فاز می گذرد باید از طریق نول برگردد.
اگر بین جریان عبوری از فاز و نول هر عدم تطابقی وجود داشته باشد، توسط RCD تشخیص داده می شود سپس خیلی سریع حرکت می کند..

مزایای RCCB چیست؟

• حفاظت در برابر خطرات برق گرفتگی
• رعد و برق بر آن تأثیر نمی گذارد (حفاظت در برابر نوسانات برق)
• در مواردی که هیچ ارتباطی بین زمین و محفظه دستگاه وجود ندارد و همچنین دیگر لمس بدنه فلزی دستگاه وجود ندارد. بنابراین در این حالت جریان ورودی و خروجی متفاوت خواهد بود و RCB قطع می‌شود.
• قطع اتوماتیک مدار در صورت عبور جریان بیشتر از میزان حساسیت پیش فرض

معایب RCCB چیست؟

در برابر گرمای بیش از حد محافظت نمی کند
در برابر شوک‌های فاز-نول محافظت نمی‌کند، زیرا جریان در فاز و نول متعادل است.
اگر پریز سوکت در RCCB با خط و ترمینال خنثی خود به اشتباه سیم کشی شده باشد، کار نخواهد کرد.
در برابر بارهای اضافی فعلی محافظت نمی کند
RCCB ها عمدتاً برای کار با شکل موج های معمولی طراحی شده اند، بنابراین اگر بارها یک شکل موج غیر استاندارد ایجاد کنند، RCCB کار نخواهد کرد.
مشخصات RCCB چیست؟
RCCB دارای مشخصات زیر است:
• حساسیت بر حسب میلی آمپر
• جریان فعلی بر حسب آمپر
• جریان اتصال کوتاه بر حسب کیلو آمپر
• قطب : 2 قطب یا 4 قطب
• مقاوم در برابر ضربه و لرزش