بررسی کلیدهای RCD، MCB و AFDD

اجرای برق برق ساختمان تست و بازرسی تاسیسات الکتریکی نظارت برق

محمد جواد بیرژندی
اجرای تاسیسات الکتریکی, نظارت تاسیسات الکتریکی

مقدمه

امروز می‌خواهیم سفری شگفت‌انگیز به دنیای کلیدهای برقی داشته باشیم. آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که کلیدهای برقی چه وظایفی دارند؟ یا شاید هم به این فکر کرده‌اید که کلید RCD و MCB و AFDD چه تفاوتی دارند؟ در این قسمت، ما به این سوالات پاسخ خواهیم داد و با هم به عمق این تکنولوژی‌های مهم خواهیم رفت.

قسمت اول: کلید RCD

RCD چیست؟

RCD یا Residual Current Device به منظور جلوگیری از شوک الکتریکی طراحی شده است. این کلید به سرعت جریان الکتریکی را کنترل کرده و اگر تشخیص دهد که بخشی از جریان در مسیر خود گم شده است (به عنوان مثال، اگر بخشی از جریان به زمین برود) فوراً قطع می‌شود. این تکنولوژی به ویژه در محیط‌هایی که با آب یا رطوبت سروکار دارند، اهمیت زیادی دارد.

انواع کلید های RCD

RCDها به 4 دسته عمده تقسیم می‌شوند:
نوع AC
کلیدهای RCD نوع AC جریان‌های متناوب سینوسی باقیمانده را شناسایی می‌کنند. کلیدهای RCD نوع AC برای استفاده عمومی مناسب هستند و تقریباً تمام کاربردهای عملی را پوشش می‌دهند.

نوع A
علاوه بر ویژگی‌های تشخیصی کلیدهای RCD نوع AC، کلیدهای RCD نوع A قادر به شناسایی جریان‌های باقیمانده DC پالس‌زنی هستند. این نوع موج‌ها می‌توانند ناشی از مدارات یکسو کننده دیودی یا تریستور در بارهای الکترونیکی باشند. کلیدهای RCD نوع A به‌طور خاص برای استفاده در بارهای الکترونیکی کلاس 1 تک فاز طراحی شده‌اند.

نوع F
کلیدهای RCD نوع F نوع جدیدی از RCD هستند که به‌ تازگی در IEC 62423 و IEC 60755 معرفی شده‌اند. علاوه بر ویژگی‌های تشخیصی کلیدهای RCD نوع A، کلیدهای RCD نوع F به‌ طور خاص برای حفاظت از مدارهایی طراحی شده‌اند که در آنها ممکن است موتورها یا درایوهای متغیر سرعت تک فاز استفاده شوند. در این مدارها، شکل موج جریان باقیمانده می‌تواند ترکیبی از چند فرکانس شامل فرکانس موتور، فرکانس سوئیچ‌زنی مبدل و فرکانس خط باشد. به دلیل بهره‌وری انرژی، استفاده از مبدل‌های فرکانس در بارهای خاص (مانند ماشین‌های لباسشویی، کولرهای گازی و …) در حال افزایش است و کلیدهای RCD نوع F این کاربردهای جدید را پوشش خواهند داد.

کلیدهای نوع F همچنین دارای ویژگی‌های مقاومتی به اختلالات (غیر قطع شدن در زمان جریان سرج) بهبود یافته هستند. آنها قادر به قطع جریان حتی در صورتی که یک جریان DC خالص 10 میلی‌آمپر بر روی یک جریان DC یا پالس دینامیک سینوسی قرار گیرد.

نوع B
کلیدهای RCD نوع B قادر به شناسایی جریان‌های AC سینوسی، DC پالس‌زنی، ترکیب چند فرکانس و همچنین جریان‌های DC صاف باقیمانده هستند. علاوه بر این، شرایط قطع در فرکانس‌های مختلف از 50 هرتز تا 1 کیلوهرتز تعریف شده‌اند. در یک شبکه توزیع الکتریکی AC، یک جریان DC خالص باقیمانده عمدتاً از مدارهای یکسو کننده سه‌فاز تولید می‌شود، اما همچنین از برخی یکسو کننده‌های خاص تک فاز نیز می‌تواند ایجاد شود.

کلیدهای RCD نوع B برای بارهای دارای یکسو کننده سه‌فاز طراحی شده‌اند، مانند درایوهای متغیر سرعت، سیستم‌های تولید برق خورشیدی، ایستگاه‌های شارژ خودروهای برقی و تجهیزات پزشکی.

شکل زیر خلاصه‌ای از تعریف انواع مختلف RCDها را همراه با کاربردهای اصلی و شکل موج‌های آنها ارائه می‌دهد. باید توجه داشت که انواع مختلف RCDها (AC، A، F و B) مانند عروسک‌های روسی درون یکدیگر جا می‌شوند: به‌ عنوان مثال، نوع B همچنین با الزامات نوع F، نوع A و نوع AC مطابقت دارد.

مزایا و معایب RCD

مزایا:

کاهش خطر شوک الکتریکی
محافظت در برابر آتش‌سوزی‌های ناشی از نشت جریان
معایب:

می‌تواند به دلیل نوسانات جریان‌های غیرعادی (مثل تأثیرات برق‌گیر) قطع شود.

میزان جریان عملکرد کلیدهای RCD

کلیدهای RCD (Residual Current Device) بر اساس میزان جریانی که قادر به شناسایی و قطع آن هستند، طراحی شده‌اند. این میزان جریان عملکرد معمولاً به طور مشخصی تعیین می‌شود و بسته به نوع و کاربرد RCD، متفاوت است. در اینجا انواع جریان‌های عملکرد RCD را بررسی می‌کنیم:

جریان عملکرد نشت (Rated Residual Operating Current – IΔn)
این مقدار نشان‌دهنده حداقل جریانی است که باعث قطع کلید RCD می‌شود. مقادیر متداول برای RCDها به شرح زیر است:

۳۰ میلی آمپر (30 mA): این مقدار معمولاً برای حفاظت از افراد در برابر شوک الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در محیط‌های مسکونی، این نوع RCD رایج‌ترین گزینه است.
۱۰۰ میلی‌آمپر (100 mA): این مقدار بیشتر برای حفاظت از تجهیزات و جلوگیری از آتش‌سوزی در سیستم‌های برق صنعتی و تجاری کاربرد دارد.
۳۰۰ میلی‌آمپر (300 mA): برای کاربردهای مخصوص و حفاظت از دستگاه‌های بزرگ و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود.

روش تست کلید RCD

برای تست کلید RCD می‌توان از دو روش استفاده کرد: اول، دکمه تست روی خود کلید که به‌سادگی کار می‌کند و دوم، استفاده از دستگاه تست مولتی‌فانکشن که یک روش کامل‌تر و مطمئن‌تر برای بررسی عملکرد کلید استو بایستی در ابتدای بهره برداری از تاسیسات الکتریکی ساختمان های مسکونی و یا صنعتی حتما تست های مربوطه انجام گردد.
در کلیدهای RCD ، دکمه تست با ایجاد یک جریان نشت مصنوعی، عملکرد کلید را بررسی می‌کند. توصیه می‌شود که این تست به صورت دوره‌ای (حداقل هر سه ماه یکبار) انجام شود تا از سلامت و عملکرد صحیح کلید اطمینان حاصل گردد.

زمان قطع کلید RCD

زمان قطع مجاز کلید RCD در هنگام وجود نشتی جریان به شرح زیر است:

در جریان نامی (مانند 30 میلی‌آمپر): زمان قطع باید کمتر از 200 میلی‌ثانیه باشد. این زمان به این منظور طراحی شده است که در صورت وجود خطر برق‌گرفتگی، افراد به سرعت از خطر دور شوند.

در 5 برابر جریان نامی: در این حالت، زمان قطع باید کمتر از 40 میلی‌ثانیه باشد تا اطمینان حاصل شود که کلید RCD به‌سرعت برق را قطع می‌کند و از خطرات احتمالی جلوگیری می‌کند.

جریان نامی (Rated Current ) کلید RCD

علاوه بر جریان عملکرد نشت، RCDها باید دارای یک جریان نامی نیز باشند. این جریان نشان‌دهنده حداکثر جریانی است که RCD قادر به تحمل آن است بدون اینکه دچار آسیب یا خطر شود.

MCB یا Miniature Circuit Breaker برای حفاظت از مدارهای الکتریکی طراحی شده است. این کلید در صورت افزایش جریان ناشی از بار اضافی یا کوتاه‌مدت، برق را قطع می‌کند. MCBها معمولاً در تابلوهای توزیع برق استفاده می‌شوند.

قسمت دوم: کلید MCB

MCB چیست؟

انواع MCB

MCBها به سه نوع تقسیم می‌شوند:

نوع B: برای بارهای مقاومتی مناسب است و می‌تواند در برابر افزایش جریان‌های کم مقاومت محافظت کند.
نوع C: مناسب برای بارهای موتوری و بارهایی که جریان راه‌اندازی بالایی دارند.
نوع D: برای بارهای غیرعادی و صنعتی که جریان بالایی می‌کشند، طراحی شده است.
مزایا و معایب MCB
مزایا:

حفاظت خودکار در برابر بار بیش از حد
امکان ریست کردن به راحتی
معایب:

در مقایسه با RCD، حفاظت در برابر نشت جریان را ندارد.

قسمت سوم: کلید AFDD

AFDD چیست؟

AFDD یا Arc Fault Detection Device دستگاهی است که به شناسایی و قطع اتصال‌های آرکی در مدارهای الکتریکی می‌پردازد. این نوع اتصال می‌تواند از وقوع آتش‌سوزی جلوگیری کند.

مزایای AFDD

حفاظت در برابر آتش: AFDDها می‌توانند جریان‌های آرکی را شناسایی کرده و برق را به سرعت قطع کنند.
افزایش ایمنی: به ویژه در محیط‌های مسکونی و تجاری که خطر آتش‌سوزی بیشتر است، AFDDها نقش مهمی دارند.

مقایسه بین RCD، MCB و AFDD

داستانی از زندگی واقعی

تا به حال به این فکر کرده‌اید که چگونه یک کلید RCD می‌تواند جان یک نفر را نجات دهد؟ یک بار، یکی از دوستانم در حال کار در باغش بود و برای روشن کردن دستگاه دریل، دوشاخ سیم سیارآن را به پریز زد. او متوجه نشد که بخشی از کابل سیار مقداری زخمی شده و روی زمین خیس افتاده است. اما خوشبختانه، کلید RCD بلافاصله برق را قطع کرد و او را از خطر نجات داد.

نتیجه‌گیری

امروز با هم نگاهی به کلیدهای RCD، MCB و AFDD انداختیم. با دانستن ویژگی‌ها، مزایا و معایب هر یک، می‌توانیم انتخاب بهتری برای ایمنی برق منزل‌مان داشته باشیم. یاد بگیرید که با خطرات برق چگونه باید مقابله کرد و انتخاب صحیحی داشته باشید.

این نکته را فراموش نکنید، همیشه ایمنی در برق ساختمان و تاسیسات الکتریکی از اهمیت بالایی برخوردار است. از شما می‌خواهم که به این مسائل توجه کنید و به خاطر داشته باشید که یک کلید کوچک می‌تواند تفاوت زیادی در ایمنی زندگی‌تان ایجاد کند.