کلید محافظ جان - آموزش و روش سیمکشی

چرا عامه مردم به آن کلید محافظ جان می گویند؟. پاسخ پرواضح است، چون از جان اشخاص در مقابل برقگرفتگی محافظت می‌کند. ولی چطور اینکار را انجام می‌دهد و مکانیزم عملکرد کلید محافظ جان چگونه است؟

این مطلب آموزشی مخصوص کارشناسان برق، HSE، ایمنی، بهداشت و محیط زیست هست.
 

جهت مشاهده آیین نامه های مرتبط کلیک کنید

مکانیزم عملکرد کلید محافظ جان:

گفتیم که نام دیگر کلید محافظ جان کلید نشتی جریان است، پس ابتدا اجازه بدهید خود کلمه “نشتی” را بررسی کنیم. حتماً اصلاح نشتی آب، نشتی گاز، نشتی بنزین، نشتی فاضلاب و… را شنیده‌اید. کلمه نشتی احساس خوبی در ما ایجاد نمی‌کند، پس نشتی هرچه هست چیز خوبی نیست. من نشتی را اینطور تعریف می‌کنم: هدر رفتن هر چیزی به اندازه خیلی کم. شاید تعجب کنید، ولی این نشتی می‌تواند در برق هم اتفاق بیفتد، یعنی مقدار کمی از برق در جایی هدر برود. که ما در اینجا با هدر رفتن آن مشکلی نداریم، چون قیمت برق در کشور ما بسیار پایین است و آن مقدار هدر رفته، هزینه بسیار ناچیزی برای ما دارد. ولی مشکل ما سر این قضیه است که این مقدار هدر رفته، جان ساکنین را به خطر نیندازد.
در یک ساختمان مسکونی این نشتی‌ها بیشتر در وسایل و ابزارهای برقی که دارای موتور الکتریکی هستند اتفاق می‌افتد. چون در داخل این موتورها، سیم پیچ وجود دارد، اگر روکش این سیم پیچ‌ها بر اثر ضربه‌های شدید یا داغ شدن کنده یا نازک شود. یا از طریق سیم پیچی نامناسب القای الکتریکی روی بدنه موتور صورت گیرد، یا یکی از سیم‌های داخل موتور قطع شود و با بدنه موتور تماس پیدا کند. در این حالت‌ها برق وارد بدنه موتور می‌شود و از طریق بدنه فلزی موتور وارد بدنه فلزی دستگاه می‌شود. حتماً برای شما هم پیش آمده که به بدنه یک یخچال یا ماشین لباسشویی دست زده‌اید و احساس برقگرفتگی خفیف کرده‌اید، این مورد به خاطر همین نشتی جریان اتفاق افتاده است.

همانطور که می‌دانید یک جریان بسیار کوچک در حد 30 میلی‌آمپر می تواند برای انسان خطرناک باشد. پس انسان‌ها به این فکر افتادند که دستگاهی را بسازند که نشتی‌های بالاتر از 30 میلی آمپر را تشخیص دهد و مثل یک کلید مینیاتوری برق ساختمان را قطع کند تا آن جریان نشتی خطری برای جان ساکنین ایجاد نکند. اینطور شد که کلیدهای نشتی جریان یا همان کلیدهای محافظ جان به بازار آمدند. تا همین پنج شش سال قبل، نه مردم و نه برقکارها چیزی از کلید محافظ جان نمی دانستند و در ساختمان‌ها از آن استفاده نمی‌کردند، ولی با توجه به مشخص شدن مزیت‌های این دستگاه، استفاده از آن در برق ساختمان و برق صنعتی روز به روز در حال افزایش است. و طبق مقررات جدید برق ساختمان نصب کلید محافظ جان در جعبه فیوز منازل مسکونی و اداری الزامی شده است.

اساس کار یک کلید محافظ جان به این صورت است که جریان خروجی از سیم فاز را با جریان ورودی از سیم نول مقایسه می‌کند و اگر این دو مقدار با هم برابر نباشند محافظ جان متوجه می‌شود که جریان برق در قسمتی از مسیر نشتی پیدا کرده است، و اگر این جریان نشتی بیشتر از حساسیت محافظ جان (معمولاً 30 میلی آمپر) باشد، کلید عمل می کند و مدار را قطع می کند.
البته حساسیت تمام محافظ جان‌ها 30 میلی آمپر نیست و محافظ جان‌هایی در بازار هست که روی 10 و 20 و 100 و 300 و…. میلی آمپر هم عمل می کنند، ولی مقررات برق ساختمان، محافظ جان‌ 30 میلی آمپر را پیشنهاد می کند.

تصویر دو نمونه کلید محافظ جان را در پایین مشاهده می‌کنید، کلید اول که 4 ترمینال دارد، یک محافظ جان تکفاز است و محافظ جان دوم که 4 ترمینال در بالا و 4 ترمینال در پایین دارد یک محافظ جان 3‌فاز است.

توجه کنید که این محافظ جان‌ها در ظاهر شبیه کلید مینیاتوری هستند ولی سازوکار آنها کاملاً با کلید مینیاتوری فرق دارد پس شما نمی توانید آنها را بجای کلید مینیاتوری استفاده کنید. اگر روی یک کلید محافظ جان کلمه RCCB هک شده بود یعنی آن کلید محافظ جان فقط می تواند نشتی‌های جریان را قطع کند. ولی اگر روی کلید محافظ جان کلمه RCBO درج شده بود، یعنی آن کلید از ترکیب یک کلید مینیاتوری و یک کلید محافظ جان ساخته شده است، پس شما می توانید از یک کلید RCBO به عنوان یک کلید مینیاتوری هم استفاده کنید.

از آنجایی که این پاراگراف مهم است یکبار دیگر آن را تکرار می کنم:

• کلید محافظ جان نوع RCCB تنها می تواند مدار را در مقابل نشتی جریان محافظ کند.
• کلید مینیاتوری معمولی تنها می تواند مدار را در مقابل اضافه بار و اضافه جریان ناشی از اتصال کوتاه محافظت کند.
• کلید RCBO که ترکیب دو نوع قبلی است، مدار را هم در مقابل نشتی جریان، هم اضافه بار و هم اضافه جریان ناشی از اتصال کوتاه محافظ می کند و به همین نسبت قیمت آن در مقایسه با 2 نوع قبلی بالاتر است.

نقشه سیمکشی کلید محافظ جان تکفاز:

از مباحث تئوری راحت شدیم، حالا سیم چین و پیچ گوشتی را بردارید که به سراغ مباحث عملی می رویم بخشی که من عاشقش هستم. اگر خاطرتان باشد من در کتاب آموزش جامع برق ساختمان ، نقشه نصب یک کلید محافظ جان تکفاز را اینطور برایتان ترسیم کرده بودم. اگر در دوره فیلم آموزش عملی برق ساختمان هم شرکت کرده باشید، ما چنین جعبه فیوزی را بصورت عملی نصب کردیم و جزئیات آن را در درس سیزدهم این دوره بررسی کردیم.
برای بزرگنمایی نقشه ها روی آنها کلیک کنید تا بهتر بتوانید جزئیات را مشاهده کنید.

طبق این نقشه یک کلید مینیاتوری قبل از محافظ جان قرار میگیرد. که مقدار آمپر این کلید مینیاتوری باید با مقدار آمپر کنتور برابر باشد، مثلاً اگر آمپراژ کنتور 32 باشد، این کلید مینیاتوری هم باید 32 آمپر انتخاب شود. آنگاه فاز ورودی به جعبه فیوز ابتدا به قسمت بالای این کلید مینیاتوری متصل می‌شود، و از پایین آن که خروجیست به ترمینال بالای محافظ جان وصل می‌شود. سپس از ترمینال پایین محافظ جان خروجی گرفته می‌شود و بین بقیه کلیدهای مینیاتوری تقسیم می‌شود. مسیر سیم‌ها را دنبال کنید تا این توضیحات را بهتر متوجه شوید.‌

نقشه سیمکشی کلید محافظ جان 3فاز:

حالا که با نقشه سیمکشی کلید محافظ جان تکفاز آشنا شدید، به سراغ ترسیم نقشه برای کلید محافظ جان 3 فاز می‌رویم. فرض کنید که می‌خواهم برقکاری یک مغازه قصابی که کنتور برق آن 3‌فاز است را انجام دهم، پس لازم است که یک جعبه فیوز نصب کنم و صاحب مغازه از من می‌خواهد که در داخل جعبه فیوز یک محافظ جان 3فاز هم تعبیه کنم. از صاحب مغازه تعداد وسایل برقی که قرار است در آینده در این مغازه نصب شود را سوال می کنم، او می گوید که یک کولرگازی 24 هزار، 2 عدد یخچال ویترینی، کرکره برقی، و 2 عدد یخچال ایستاده دارد. من با در نظر گرفتن اینها شروع به ترسیم نقشه سیمکشی جعبه فیوز می‌کنم.

جهت مشاهده آیین نامه های مرتبط کلیک کنید

ابتدا مسیر سیم ها را در نقشه بالا دنبال کنید و نقشه را در ذهنتان تجزیه و تحلیل کنید. من سیم قرمز را به عنوان فاز اول (L1) ، سیم زرد را به عنوان فاز دوم (L2) ، و سیم سیاه رنگ را به عنوان فاز سوم (L3) در نظر گرفته‌ام. البته این رنگ ها سلیقه‌ای نیست و چیزی است که استاندارد در انتخاب رنگ سیم‌ها برای برق سه فاز ما را اجبار کرده است.

نکته کوچک: مقررات برق ساختمان می گوید که رنگ سیم‌ها در برق سه فاز باید به ترتیب قرمز(L1)، زرد(L2) و سیاه(L3) باشد. یا قهوه‌ای(L1)، سیاه(L2) و خاکستری(L3) هم قابل قبول است.

نیازی به گفتن نیست که سیم آبی رنگ، نول است و سیم زرد رنگی که دارای یک خط سبز است هم سیم ارت است. پس من هر سه فاز (قرمز، زرد، سیاه) را ابتدا به یک کلید مینیاتوری سه فاز وصل میکنم، آنگاه از زیر این کلید مینیاتوری خروجی می گیرم و به ترتیب به 3 ترمینال بالای محافظ جان وصل میکنم. مطابق تصویر بالا، نول ورودی به جعبه فیوز هم به ترمینالی دیگر در سمت چپ محافظ جان وصل می شود.
آنگاه از پایین کلید محافظ جان خروجی می‌گیرم و هر کدام از فازها را بین 2 تا از کلید مینیاتوری‌های تکفاز تقسیم می‌کنم. همانطور که می‌دانید اختلاف پتانسیل هر کدام از فازهای برق سه فاز با سیم نول، 220 ولت است. پس وسایل برقی معمولی مثل یخچال‌ها و کولرگازی و کرکره برقی می توانند از این برق 220 ولت استفاده کنند.

سوال: چرا من هر کدام از فازها را بین 2 تا از مینیاتوری‌ها تقسیم کرده‌ام؟ به این خاطر که برق مصرفی این مغازه از یک کنتور 3فاز تامین می‌شود. و مدنظر ماست که از هر سه خط فاز هم استفاده کنیم، و اگر فشار برق مصرفی تمام وسایل روی یکی از فازها بیفتد، کلیدمینیاتوری اضافه بار را تشخیص می‌دهد و میپرد.

کاربرد محافظ جان 3فاز بیشتر در برق صنعتی، کارخانه ها و کارگاه‌هاست ولی برای دستگاه‌های تکفاز باید بصورت نقشه بالا عمل کنید.

نکته: در کلیدهای محافظ جان ترمینال‌های بالا، ورودی و ترمینال‌های پایین، خروجی هستند. در بیشتر کلیدهای محافظ جانی که در بازار هستند، ترمینال‌های ورودی با علامت 1 یا IN مشخص می شوند و ترمینال‌های خروجی با علامت 2 یا OUT مشخص می‌شوند. و ترمینال‌هایی که با علامت N مشخص می‌شوند به نول متصل می‌شوند و البته بد نیست بدانید که تغییر ترمینال‌های ورودی و خروجی یا جابجایی نول ها تاثیری در عملکرد محافظ جان ندارد و این علامت گذاری‌ها فقط برای زیبایی و یکدستی اجراست.

سوال: اگر خاطرتان باشد گفتیم که محافظ جان جریان‌های نشتی بیشتر از 30 میلی آمپر را قطع می‌کند، پس جریان های نشتی کوچکتر از 30 میلی آمپر را که روی بدنه فلزی وسایلی مثل یخچال، ماشین لباسشویی، کیس کامپیوتر و… ایجاد می‌شوند و باعث برقگرفتگی‌های خفیف برای انسان می‌شوند را چطور رفع کنیم؟ پاسخ: با اتصال بدنه فلزی آن دستگاه به سیم ارت مشکل حل خواهد شد، ولی اگر ساختمان سیم ارت نداشت، می توانید بدنه دستگاه را با یک سیم به اسکلت فلزی ساختمان یا لوله‌های فلزی آب متصل کرد، در این صورت حتماً نصب کلید محافظ جان در جعبه فیوز الزامی خواهد شد.