کلید جریان نشتی و رله های محافظ مدار

محافظ جان و جریان نشتی Residual Current Circuit Breaker) RCCB)

محافظ جان که به کلید FI نیز معروف است، همانطور که از نامش پیداست، محافظ انسان در مدارات برق صنعتی و قدرت در مقابل برق گرفتگی و جریان نشتی می باشد. اساس کار این وسیله به این صورت است که ابتدا ترانس جریان داخل قطعه، جریان عبوری از مدار را اندازه گیری می کند و سپس با مقایسه نسبت جریان ورودی و خروجی و نیز، تشخیص هر گونه جریان نشتی در مدار عمل می کند.

کلید محافظ جان RCCB

در صورتی که جریان از بدن انسان عبور کند و یا از بدنه ی وسایل برقی نشت کند، نسبت جریان ورودی با خروجی مساوی نخواهد شد و اگر این نشتی به مقدار 30 میلی آمپر (حد مجاز مقاومت بدن) برسد، کلید، فرمان قطع مدار را می دهد.

البته از انواع معمولی آن نباید به عنوان فیوز اصلی استفاده کرد، بلکه باید قبل از آن فیوز مینیاتوری قرار داد تا از محافظ جان و وسایل الکتریکی در مقابل جریان زیاد محافظت شود. نوع دیگری نیز وجود دارد که قابلیت حفاظت جریان را نیز بر عهده دارد و ترکیبی از مینیاتوری و محافظ جان است و کلید های RCBO نام دارد.

مشخصات کلید محافظ جان

– در دو نوع تک فاز و سه فاز تولید می شوند. نوع تک فازآن دوپل است، یعنی فاز و نول. و نوع سه فاز، چهار پل می باشد ،یعنی سه فاز و یک نول.

– دارای دکمه TEST، برای تست سلامت و کارکرد کلید است که برای تست، کلید باید برقدار باشد.

– در رنج های از 16 آمپر تا 125 آمپر تولید می شوند.

– محل قرار گیری آن در ساخت تابلو برق و یا دیگر تجهیزات، در ورودی برق بوده و تمامی مصارف ما باید بعد از این کلید باشد. یعنی، ورودی اصلی (که شامل سه فاز و نول می باشد)، بلافاصله بعد از کنتور و فیوز اصلی وارد محافظ جان می شود که کلیه مصارف باید بعد از محافظ جان نصب شوند.

رله کنترل فاز

لوازمی که تا به اینجا بررسی کردیم، وسایلی بودند که مدار را در مقابل جریان حفاظت می کردند اما حال می خواهیم به وسیله ای اشاره کنیم که مدار را در مقابل اختلالات ولتاژ محافظت نماید. اختلالات ولتاژ، یکی از عوامل مهم در سوختن و صدمه به تجهیزات الکتریکی است. دو فاز شدن، نوسان های بیش از حد و کم و زیاد شدن ولتاژ، از مشکلاتی هستند که بسیار اتفاق می افتند. بنابراین وسایل ما باید در مقابل این اتفاقات ایمن باشند. این وسیله کنترل فاز می باشد که فقط برای مصرف کننده های سه فاز، بخصوص الکترو موتورها مورد استفاده قرار می گیرد و شباهت زیادی به محافظ های وسایل الکترونیکی که در منازل استفاده می شود دارد.

وظایف کنترل فاز

در صورت بروز هر یک از موارد زیر، مدار فرمان را قطع می کند:

1- ولتاژ بالاتر از حد مجاز (over voltage)

2- ولتاژ پایین تر از حد مجاز (under voltage)

3- قطع یکی از فازها

4- جابجایی فازها

5- عدم تقارن فاز

رله کنترل فاز

مشخصات و نحوه اتصال

– دارای ترمینال های L1, L2, L3 می باشند. برای اتصال در مدار کافیست از خط اصلی، سه فاز بگیریم و به ترتیبب، به این ترمینال ها متصل کنیم. توضیح اینکه سه فاز به کار رفته، صرفا برای اندازه گیری ولتاژ می باشد و به عنوان مدار قدرت به شمار نمی آید.

– دارای سه ترمینال دیگر با شماره های 18, 16, 15 می باشد که به ترتیب، کنتاکت های باز، بسته و مشترک می باشند. حال، باید برق مدار فرمان (بسته به ولتاژ کنتاکتورها) را به کنتاکت شماره 15 متصل کرده و از کنتاکت شماره 18 (باز)، طبق مدار فرمان با بوبین کنتاکتورها سری کنیم.

نکته مهم این است که کنتاکت باز کنترل فاز، در هنگام اتصال به سه فاز و عدم وجود خطا، بسته خواهد شد (برای ایمنی بیشتر).

از کنتاکت 16 (بسته) می توان برای آلارم استفاده کرد تا اپراتور را از ایجاد خطا در کنترل فاز آگاه نماید.

رله کنترل فاز

نکته: هنگامی که سه فاز کنترل فاز برقدار شد، پس از چند ثانیه کنتاکت 18 بسته شده و کنتاکت 16 باز می شود که در این لحظه کنترل فاز عمل کرده و مدار را برای ادامه کار، بسته نگه می دارد.

– برخی دارای نول و برخی فاقد نول هستند.

تنظیمات رله کنترل فاز

1- on delay: به منظور تنظیم تایم برای وصل مدار است. (فاصله زمانی از وصل سه فاز با تحریک کنتاکت های فرمان)

2- off delay: برای تنظیم تایم از لحظه به وجود آمدن خطا تا قطع مدار تعبیه شده است.

3- <U: برای تنظیم حد ولتاژ بالا. مثلا 420 ولت

4- >U: برای تنظیم حد ولتاژ پایین. مثلا 360 ولت

5- Asym%: برای تنظیم درصد عدم تقارن ولتاژ (معمولا بین 10 الی 15 درصد)

نشانگرها رله کنترل فاز

چراغ هایی برای اطلاع ما از وضعیت کنترل فاز وجود دارند، مانند:

U: سبز رنگ، به معنای وصل سه فاز یا وجود ولتاژ شبکه

R: سبز رنگ، به معنای تحریک کنتاکت های فرمان یا وصل مدار فرمان یا اجازه ی راه اندازی

F یا Fault: قرمز رنگ، به معنای خطای ولتاژ مانند بالا یا پایین بودن ولتاژ – عدم تقارن ولتاژ

P یا Phase: قرمز رنگ، به معنای قطع یکی از فازها یا جابجایی فاز

ساعت فرمان (تایمر 24 ساعت)

تایمر های 24 ساعت یا شبانه روزی، یکی از لوازم پرکاربرد هستند که برای انجام کار یک وسیله، در ساعت های مختلف شبانه روز و در رنج های زمانی مختلف ساخته شده اند. همانطور که می دانیم، عملکرد تایمرهای معمولی از یک زمان خاص، استارت شده و پس از تایم مورد نظر، عمل می کنند. یعنی اینکه در چه ساعتی از شبانه روز کار کند، نامعلوم است. ولی ساعت فرمان، همانطور که از نام آن مشخص است، یک ساعت الکترونیکی می باشد که به شما اجازه می دهد در هر زمان از ساعات شبانه روز، یک موتور را بصورت خودکار روشن و خاموش کنید.

ساعت فرمان

برای مثال، موتور تصفیه استخر را در نظر بگیرید. می خواهیم این موتور، در ساعت های 9 – 12 – 15 – 18 و 21 روشن شود و در هر مرحله به مدت 15 دقیقه کار کند. برای طراحی این مدار از تایمر های معمولی نمی توانیم استفاده کنیم، زیرا برای این تایمرها، ساعت 9 یا 12 نامفهوم است و برای این کار تعریف نشده اند. حال، با استفاده از ساعت فرمان، به راحتی می توان این کار را انجام داد.

مشخصات ترمینال ها

مدار داخلی ساعت فرمان (تایمر 24 ساعت)

A2 و A1 برای تغذیه ساعت، به ولتاژ 220 وصل می شوند و کنتاکت های چنج اور باز و بسته 1- 2- 4، به موتور یا سایر مصرف کننده های دیگر متصل می شود. سپس، برای تنظیم ساعت کارکرد، به این صورت عمل می کنیم: خارهای کوچکی به صورت مدرج بر روی تایمر قرار دارند که کافیست، در ساعت های مقرر، خارها را به طرف بیرون بکشیم تا در آن ساعت، موتور روشن شود. معمولا هر خار، نشان دهنده ی 10 دقیقه است. البته انواع و رنج های مختلفی دارند که نوع دیجیتالی آن می تواند بصورت ماهیانه و سالیانه نیز عمل نماید.

فرض کنید می خواهیم مدار زنگ مدرسه را طراحی کنیم. زنگ یک مدرسه ساعات مختلفی مثلا 7:30، برای شروع کار – ساعت 9، زنگ تفریح – 9:15، زنگ کلاس – 10:45، زنگ تفریح و … دارد و همچنین، هر زنگی به مدت 4 ثانیه به صدا در می آید. در ضمن، روزهای پنجشنبه تعداد زنگ های کمتری دارد و روزهای جمعه، زنگ ندارد. در تعطیلات رسمی و تابستان نیز، به صدای زنگ نیازی نیست. این مدار را به راحتی می توان به کمک تایمرهای الکترونیکی 24 ساعتی، طراحی کرد و حتی جزئیات بیشتری به کار اضافه نمود.

ساعت فرمان دیجیتال

ترموستات Thermostate

بطور کلی، ترموستات، وظیفه کنترل دما را بر عهده داشته و دارای انواع مختلف، با کارایی های مختلف می باشد. از کاربردهای مختلف آن می توان به کنترل دمای داخل موتورها، دمای اتاق، دمای داخلی قطعات و هر قسمتی که باید دمای آن کنترل شود، اشاره نمود. حال، به دو نمونه از ترموستات هایی که در تابلو برق مورد استفاده قرار می گیرند، اشاره می کنیم:

ترموستات محیط

1- ترموستات محیط (اتاقی)

این نوع ترموستات، برای کنترل دمای یک فضای بسته مانند اتاق یا تابلو برق مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع، کارکرد بسیار ساده ای دارد و دارای چند قسمت است:

– درجه تنظیم دما که معمولا بین 10 الی 60 درجه می باشد.

– تغذیه برق برای کارکرد ( البته برخی از آن ها، ساختار کاملا مکانیکی دارند و نیاز به تغذیه ندارند. )

– کنتاکت باز و بسته برای فرمان و کنترل فن یا هیتر، در نقشه روبرو می بینید که ولتاژ 220 ولت برای تغذیه ترموستات به پایه های PH و N وصل شده و کنتاکت باز 15 – 18 برای فرمان، به بوبین کنتاکتور C متصل است.

نحوه سیم بندی

فرض کنید می خواهیم دمای داخل یک تابلو برق را روی 23 درجه تنظیم کنیم، پس از نصب ترموستات در داخل تابلو برق هنگامی که دما از حد تنظیم شده بالاتر برود، کنتاکت آن عمل کرده و کنتاکتور C را وصل می کند. حال، کنتاکتور می تواند به یک فن متصل باشد و هوای گرم داخل تابلو برق را خارج کند. این در حالی است که دمای محیط در حالت معمول، بالاتر از حد مورد نیاز ما باشد.

2- ترموستات ترموکوپل دار

فرض کنید می خواهیم حرارت داخل یک کوره را روی دمای 200 درجه نگه داریم. برای این کار، نمی توانیم از ترموستات نوع قبل استفاده نماییم، زیرا دمای داخل کوره 200 درجه است و ترموستات را ذوب می کند.

یک نوع ترموستات وجود دارد که ورودی ترموکوپل دارد.

ترموکوپل

ترموکوپل وسیله یا سنسوری برای اندازه گیری دما می باشد که سیگنال های حرارتی را به سیگنال الکتریکی تبدیل می کند. ترموکوپل دو فلز غیر هم جنس است که از یک طرف به هم متصل می باشند. برای کار باید محل اتصال دو فلز را حرارت داد. در این صورت، در دو سر دیگر که آزاد هستند، برق تولید می شود. البته ولتاژی که به این صورت تهیه می شود، بسیار محدود است. به این صورت که وقتی به محل اتصال این دو مفتول حرارت داده شود، اختلاف پتانسیلی در دو سر این مفتول ها بوجود می آید. این اختلاف پتانسیل تابع میزان حرارت اعمال شده است و بنابراین، با بررسی میزان ولتاژ خروجی می توان درجه حرارت اعمال شده به ترموکوپل را تشخیص داد.

انواع ترموکوپل

حال، به مثال مورد نظر برگشته و کنترل دمای کوره را بررسی می کنیم.

بنابراین، برای اندازه گیری دمای داخل کوره کافیست قسمت فلزی ترموکوپل را روی جداره کوزه نصب کنیم، بطوری که قسمت فلزی کاملا داخل کوره قرار گیرد. اکنون، دو سر سیم ترموکوپل (+ -) را به پایه ی مخصوص روی ترموستات وصل می کنیم تا سیگنال های الکتریکی را از ترموکوپل دریافت نموده و مقدار حرارت داخل کوره را به ما نشان دهد. قبلا تنظیم ترموستات را روی 200 درجه قرار داده و کنتاکت باز NO ترموستات را به کنتاکتور مشعل وصل می کنیم تا هنگامی که دمای داخل کوره به کمتر از 200 درجه رسید، مشعل روشن شود و وقتی دوباره به 200 درجه رسید، آن را قطع کند. همانطور که گفتیم، ترموستات انواع مختلفی دارد. برخی دیگر هستند که دارای چندین عملکرد می باشند و ما می توانیم در دماهای مختلف و یا در یک بازه ی مشخص، سیستم های حرارتی و برودتی را کنترل کنیم.