کلید مینیاتوری چیست؟

کلید مینیاتوری یک دستگاه الکترومکانیکی است که درواقع ، قطع کننده مدار مینیاتوریMCB است به آن فیوز مینیاتوری نیز گفته میشود و که در جهت محافظت از مدار الکتریکی در برابر شدت جریان طراحی شده است.
این دستگاه از عبور جریان بیش از حد مجاز از مسیر مدار مورد نظر جلوگیری و هدف استفاده از آن افزایش امنیت و تضمین سلامت قطعات موجود و افزایش طول عمر دستگاه است.
کلیدهای مینیاتوری نسبت به تحمل جریان اولیه و اضافه بار و همچنین جریان غیر مجاز و اتصال کوتاه به سرعت واکنش نشان داده و در صورت نیاز جریان برق را قطع میکنند.

جریان های موجود در کلید مینیاتوری

به طور کلی در کلیدهای مینیاتور‌ی دو جریان وجود دارد.
• جریان نامی: بیشترین جریانی که یک فیوز قادر به تحمل آن است.
• جریان لحظه ای: میزان جریانی است که فیوز در یک واحد زمان می تواند آن را تحمل کند.

اجزای تشکیل دهنده کلید مینیاتوری

کلید مینیاتوری از مونتاژ چند جزء که در زیر به آن ها اشاره گردیده است ساخته می‌شوند.
بدنه و محفظه کلید : بدنه این کلیدها که از عایق های پالستیکی و سرامیکی تشکیل شده است ، وظیفه محافظت قطعات داخلی ، در برابر گرد و خاک و صدمات فیزیکی را برعهده دارد
اتصالات و کنتاکتها: کلیدهای مینیاتوری دو اتصال بصورت متحرک و ثابت و ایستا دارند.
اهرم : وظیفه این بخش اتصال و قطع جریان جهت روشن و خاموش کرد ن اتصالات است.
ضامن مکانیکی : برای ثابت نگه داشتن اتصالات زیر کشش فنر در حالت روشن بودن کلید یک ضامن مکانیکی قرار دارد.
بیمتال : وظیفه حفاظت اضافه بار برعهده این بخش است.
مگنت : برای حفاظت لحظه ای در مقابل اتصالات کوتاه مگنت ها به کاربرده میشوند.نکته مگنت ها این است که در حالت اضافه بار فعال نمی‌شود.
جرقه گیر : برای خاموش کردن جرقه از جرقه گیر استفاده می‌شود.

وظایف کلید مینیاتوری

محافظت از مدار در برابر اضافه جریان زمانی که لوازم خانگی بر روی یک مدار قرار گیرند و جریان الکتریکی بیشتری نسبت به ظرفیت مدار و کابل طراحی شده از منبع بکشند اضافه جریان رخ می‌دهد .این اتفاق غالبا در آشپزخانه ها می‌افتد زیرا تعداد دستگاه های برقی زیاد است و برق ساختمان مختص استفاده خانگی است و کشش استفاده بیش از حد منابع را ندارد؛ برای مثال زمانیکه چندین دستگاه برقی مثل کتری برقی، ماشین ظرف شویی، اجاق برقی، مایکروویو و مخلوط کن همه به طور همزمان استفاده می‌شوند در صورت بروز اضافه جریان کلید مینیاتوری موجود در این مدار باعث قطع جریان برق می‌شود؛ بنابراین از گرم شدن بیش از حد و ایجاد حوادثی همچون آتش سوزی در کابل و سیم ها و ایجاد خسارت های مالی و جانی پیشگیری میکند.

حفاظت از مدار در برابر اتصال کوتاه

درصورت وجود نقص در قسمتی از مدار الکتریکی که به آن اتصال کوتاه گفته میشود به شدت خطرساز تر از اضافه بار است.
زمانی که بین هادی های خنثی و بقیه هادی ها اتصال مستقیم برقرار شود این اتفاق رخ می‌دهد.
در صورت عدم وجود مقاومت، جریان الکتری کی به صورت حلقه ای به دور مدار می تابد و فقط در میلی ثانیه آمپراژ را چندین هزار برابر افزایش می‌دهد.
کلید های مینیاتوری مناسب جهت استفاده در تاسیسات خانگی معموالً 6 کیلو آمپر یا 6000 آمپر هستند، در حقیقت در تاسیسات خانگی جریان بیش از حد مجاز ناشی از اتصال کوتاه ، نباید بیش از 6000 آمپر باشد.
در بخشهای تجاری و صنعتی برای استفاده در 415 ولت و درماشین آلات بزرگ، استفاده از کلید های مینیاتوری 10 کیلو آمپر امری ضروری است.
این ارقام، حداکثر جریان خطای احتمالی است که کلید مینیاتوری می‌تواند با قطع اتصال مدار در برابر آن مقاومت کند و همواره به درستی کار کند. در هنگام عبور جریان بزرگ تر از حداکثر جریان احتمالی ، احتمال دارد کلید مینیاتوری خراب شود و در نتیجه اتصالات و تماس ها قطع شوند.

ایجاد برقراری و قطع ارتباطات به صورت دستی در مدار

در کلید های مینیاتوری به صورت دستی با روشن کردن آن ها، اتصالات مدار برقرار می‌شوند و با خاموش کردن آن ها، اتصالات مدار باز شوند . این قابلیت در هنگام تعمیر دستگاه ها و تاسیسات برقی بسیار مفید هستند.

قطع و انتقال جرقه های ایجاد شده در مدار کلیدهای مینیاتوری به شکلی پیاده سازی شده اند که در هنگام ایجاد جرقه، جرقه به سمت جرقه گیر هدایت و در آن جا یا جرقه را خاموش میکند و یا طول مدت آن را می‌کاهد.

نحوه کار کلید مینیاتوری

کلید مینیاتوری به صورت اتوماتیک مدار الکتریکی را در شرایط غیر عادی شبکه و همچنین در شرایط معیوب خاموش میکند.
کلید مینیاتوری دارای مکانی زمی است که مدار را در برابر خطرات ناشی از اضافه جریان یا اضافه بار حافظت میکنند.
ازآن جایی که این دو نوع جریان بیش از حد به روش های متفاوتی ظاهر م یشوند، کلیدهای مینیاتوری پس از شناسایی آن ها، به دو طریق
با این اضافه جریان برخورد میکنند. مکانیزم قطع حرارتی برا ی محافظت در برابر اضافه بار و مکانیسم قطع مغناطیسی برا ی محافظت در برابر اتصال کوتاه استفاده میشود.
مکانیسم قطع حرارتی کلید مینیاتوری از یک نوار بی متال و یا نوار دو فلز ی تشکیل شده است که وظیفه حفاظت از اضافه بار را برعهده دارند.
هرگاه جریان اضافی بطور مستمر از کلید مینیاتوری عبور کند، نوار فلزی گرم شده و با خم شدن منحرف می‌شود.
دلیل این خم شدن این است که این نوار فلزی و یا بی متال، از دو فلز با جنس های متفاوت ساخته شده و مقدار انبساط آن ها در مقابل حرارت متفاوت است.
در این شرایط یک فلز بیش از دیگری منبسط شده و نوار فلزی به سمت فلز دیگر خم میشود؛ درنتیجه این انحراف نوار دو فلزی ، یک قفل مکانیکی را آزاد میکند.
این قفل مکانیکی به کمک اتصالاتی که در مکانیزم آن دارد، تماس های متصل به کلید مینیاتوری را باز میکند، سپس کلید مینیاتوری خاموش شده و در پی آن جریان الکتریسیته در مدار متوقف می‌شود برای راه اندازی مجدد جریان، کلید مینیاتوری باید به صورت دستی روشن شود.

حفاظت های کلید مینیاتوری:

کلیدهای مینیاتوری حفاظت های مختلفی ارائه میدهند که هرکدام در شرایط بخصوصی انجام میشود.
حفاظت مغناطیسی از مدارات در مقابل اتصال کوتاه
حفاظت حرارتی از مدارات در مقابل اضافه بار
حفاظت از تجهیزات مدار مانند کابل ها و غیره، در برابر حریق
حفاظت از جان انسان در برابر تماس غیرمستقیم با سیستم های زمین
حفاظت از قسمت سالم مدار با جداسازی بخش صدمه دیده مدار از مابقی قسمت های مدار

انواع کلید مینیاتوری و کاربرد آنها

کلید مینیاتوری نوع B روشنایی

عموماً در تاسیسات خانگی و سیستم روشنایی از کلید های مینیاتوری نوع B استفاده می شود، این نوع کلیدها هنگامی که جریان اضافه بین ۳ تا 5 برابر جریان نامی مدار باشد، جریان الکتری کی را قطع و با درنظرگیری به حساسیت آنها برا ی کاربردهای عادی ، خانگی استفاده میشوند و از همین رو به آنها فیوز مینیاتوری تندکار گفته میشود.

فیوز مینیاتوری نوع C موتور ی

نوعی ازکلیدهای مینیاتوری که غالبا کاربرد صنعتی دارند نوع C هستند و به نام کلید مین یاتوری موتوری به آنها گفته میشود و زمانی که جریان اضافه بین 5 تا 10 برابر جریان نامی‌ باشد جریان الکتریکی را قطع میکند اما زمان قطع آنها از تیپ B بیشتر است از همین رو به فیوز مینیاتوری کندکار معروف هستند.

کلید مینیاتوری نوع D ترانسفورماتوری

کلید مینیاتوری که کاربرد صنعت خاص دارد نوع D میباشد برای جریان های هجومی زیاد، مانند تجهیزاتی که ترانس دارند و دستگاه اشعه ایکس. این کلیدها در جریان اضافه بار بین 10 تا 20 برابر جریان نامی در زمانی مشخص)معمولا کمتر از 100 میلی ثانیه مدار را قطع می کنند و زمان قطعشان از تیپ B و تیپ C بیشتر است. از این رو این نوع کلید به کلید مینیاتوری بسیار کندکار شناخته میشوند.

فیوز مینیاتوری نوع K قدرت

کلید مینیاتوری که برا ی محافظت از موتور، ترانسفورماتور و مدارهای قدرت استفاده می شوند از نوع  فیوز مینیاتورها ی نوع K هستند حد جریان در این نوع کلیدها حد جریان برا ی قطع در موارد اضافه بار کمتر از سایر کلیدها می باشد و هنگام بوجود آمدن اضافه بار سریعا مدار را قطع می کند. همچنین در موارد اتصال کوتاه منحنی قطع فیوز مینیاتوری های نوع K بین تیپ D و C می باشند.

کلید مینیاتوری نوع Z بسیار حساس

در مواقعی که جریان عبوری نسبت به جریان نامی افزایش پیدا کند کلید مینیاتوری نوع Z در لحظه ای خاص که کمتر از زمان تمامی تیپ های فیوزها می باشد دستور قطع کردن را صادر میکند. لازم به ذکر است که حساسیت فیوزهای مینیاتوری نوع Z بیشتر از همه‌ی تیپ های موجود در هنگام مواقع اضافه بار و اتصال کوتاه است. و با هر نوع بروز خطایی در مدارات، از تیپ های دیگر عملکرد قابل ملاحظه و سریعتری دارند. این نوع فیوز مینیاتوری در مدارات با حساسیت زیاد کاربرد بسیاری دارند.
به طور کلی فیوزهای مینیاتوری نوع A ،K و Z زمان قطع کوتاهتری نسبت به فیوزهای مینیاتور‌ی نوع B ،C و Dدارند و به دلیل سرعت عمل بالاتر برای مدارها‌ی حساستر مناسب هستند.
زمان قطع این تیپ ها به ترتیب از سریعترین عبارت است از: Z و B و Cو D .

انواع کلید مینیاتوری با توجه به تعداد پل

– تک پلSP ،مناسب برای برق تک فاز در جعبه فیوز.
– دو پلSPN ،قابلیت اتصال به سی م فاز و نول را دارد.
– سه پلTP ،برای اتصال به برق سه فاز و بدون سیم نول
– سه پلTPN ،با قابلیت اتصال به برق سه فاز و دارای سیم نول
– چهار پل4P ،مشابه با کلید مینیاتوری سه پل که دارای پل اضافه تر برای محافظت از نول است.
از میان انواع کلیدهای نام برده، کلیدهای نوع B و C از نوع تک فاز و یا سه فاز هستند و برای استفاده در تاسیسات خانگی ، مسکونی و اداری مناسب هستند.

مفهوم مشخصات درج شده روی کلید مینیاتوری:

1 .شرکت سازنده
2 .سری ساخت نام خانواده کلید مینیاتوری توسط شرکت سازنده
3 .تیپ کلید مینیاتوری
4 .بیشترین جریان نامی قابل تحمل توسط کلید مینیاتوری آمپر
5 .نمایشگر کلید رنگ قرمز نشان دهنده حالت On روشن و رنگ سبز نشان دهنده حالت Off خاموش کلید مینیاتوری می باشد.
6 .ولتاژ نامی کلید بر حسب ولت
7 .استاندارد کلید
8 .قدرت قطع کلید بر حسب آمپر
9 .شماتیک کلید مینیاتوری که نشان دهنده تعداد پل و نوع اتصال داخلی پا یه ها به هم و همچنین نشان دهنده ورودی و خروجی کلید است. طبق نقشه فوق، پایه شماره 1 ،ورودی و پایه شماره 2 ،خروجی است.

مزایا استفاده از کلید های مینیاتوری به شرح زیر است :

حفاظت مدار و سایر عناصر شبکه در برابر اضافه جریان و اتصال کوتاه با استفاده از کلید مینیاتور ی دارا ی سرعت عملکرد بالا و حساسیتی مناسب جهت استفاده در تابوهای صنعتی و خانگی یکی دیگر از مزایای استفاده از کلید های مینیاتوری امکان استفاده مکرر از فیوز مینیاتوری پس از قطع مدار است بر‌خالف فیوزهای فشنگی که پس از یک بار قطع، سیم حرارتی از بین میرود و برا ی استفاده مجدد فشنگی داخلی آن باید تعویض شود.
معایب استفاده از کلیدهای مینیاتوری به شرح زیر است :
بر خالف کلید اتوماتیک که دارای یک عقربه تنظیم است که امکان تنظیم میزان دقیق جریان را برای عملکرد کلید در حفاظت های
مغناطیسی و حرارتی مهیا می‌کند، کلید های مینیاتوری دارای رنج ثابتی هستند.
کلیدهای مینیاتوری با قدرت قطع بالای kA15 به ندرت ساخته میشوند. این در حالی است که قدرت قطع کلیدهای اتوماتیک معموال
بالای 25 کیلو آمپر است و برای بعضی رنج ها تا 70 الی 100 کیلو آمپر نیز میرسد. از همین رو محدودیت قدرت قطع در کلیدهای
مینیاتوری استفاده از آنها را برای بارهایی که نیاز به قدرت قطع بالا دارند بارهای غیر اهمی مانند موتورها محدود خواهد کرد.
کلیدهای مینیاتوری تنها دارا ی حفاظت مغناطیسی برا ی بار هستند و حفاظت حرارتی آن ها غیر قابل تنظیم و عملکرد آنها در یک
بازه و آن هم غیر دقیق است، از همین رو قابل اعتماد برای بارهای حساس، به ویژه بارهای موتوری نمی باشند.