چه چیزی را مدار قطع کننده جریان باقیمانده (RCCB) می گویند

مدار قطع‌کننده جریان باقیمانده (RCCB) دستگاه ایمنی الکتریکی است که در صورت وجود جریان نشتی به زمین، تشخیص و قطع مدار الکتریکی را انجام می‌دهد. این دستگاه افراد و تجهیزات را از شوک‌های الکتریکی، آتش‌سوزی و خطرات دیگر ناشی از سیم‌کشی ناقص، شکست عایق یا تماس تصادفی با بخش‌های زنده محافظت می‌کند.

RCCB بر اساس قانون جریان کیرشهوف کار می‌کند که بیان می‌کند مجموع جریان‌های وارد شده به یک گره باید با مجموع جریان‌های خروجی از آن گره برابر باشد. در یک مدار عادی، جریان عبوری از سیم زنده (هوت) و سیم متعادل یکسان و مخالف است. اما اگر در مدار خطایی وجود داشته باشد، مانند آسیب دیدگی عایق یا تماس یک انسان با سیم زنده، بخشی از جریان از طریق مسیر جایگزین به زمین منتقل می‌شود. این موضوع عدم تعادل بین جریان‌های زنده و متعادل را ایجاد می‌کند که توسط RCCB تشخیص داده شده و باعث می‌شود مدار در چند میلی‌ثانیه قطع شود.

RCCB شامل یک ترانسفورماتور حلقه‌ای با سه پیچه است: یکی برای سیم زنده، یکی برای سیم متعادل و یکی برای پیچه حسگر. پیچه‌های زنده و متعادل هنگامی که جریان‌ها متعادل هستند، فلوکس‌های مغناطیسی یکسان و مخالف تولید می‌کنند. هنگامی که عدم تعادل وجود دارد، یک فلوکس مغناطیسی باقیمانده تولید می‌شود که ولتاژی را در پیچه حسگر القا می‌کند. این ولتاژ رله‌ای را فعال می‌کند که می‌تواند مراحل RCCB را باز کند و مدار را قطع کند.

RCCB همچنین دارای دکمه تست است که به کاربران اجازه می‌دهد عملکرد آن را با ایجاد جریان نشتی کوچک در مدار چک کنند. هنگام فشار دادن دکمه تست، سیم زنده در سمت بار به سمت متعادل تأمین متصل می‌شود و پیچه متعادل RCCB را دور می‌زند. این امر باعث عدم تعادل در جریان‌ها و فلوکس‌ها می‌شود که باید RCCB را تریپ کند. اگر این اتفاق نیفتاد، به این معنی است که RCCB خراب یا به درستی سیم‌کشی نشده و باید جایگزین یا تعمیر شود.

نوع‌های مختلف مدار قطع‌کننده جریان باقیمانده

نوع‌های مختلف RCCB بر اساس حساسیت آنها به انواع مختلف جریان‌های نشتی وجود دارد:

• نوع AC: این نوع تنها به جریان‌های متناوب (AC) پاسخ می‌دهد. این نوع برای کاربردهای عمومی مناسب است که در آن دستگاه‌های الکترونیکی یا موتورهای متناسب با فرکانس متغیری که جریان‌های مستقیم یا پالسی تولید می‌کنند وجود ندارد.

• نوع A: این نوع به هر دو جریان متناوب و جریان مستقیم پالسی پاسخ می‌دهد. این نوع برای کاربردهایی که دستگاه‌های الکترونیکی مانند کامپیوترها، تلویزیون‌ها یا چراغ‌های LED که جریان‌های مستقیم مستطیلی یا خرد شده تولید می‌کنند مناسب است.

• نوع B: این نوع به جریان‌های متناوب، جریان‌های مستقیم پالسی و جریان‌های مستقیم صاف پاسخ می‌دهد. این نوع برای کاربردهایی که دستگاه‌هایی مانند وارتورهای خورشیدی، شارژر باتری یا خودروهای برقی که جریان‌های مستقیم صاف تولید می‌کنند مناسب است.

• نوع F: این نوع به جریان‌های متناوب، جریان‌های مستقیم پالسی، جریان‌های مستقیم صاف و جریان‌های متناوب با فرکانس بالا تا 1 kHz پاسخ می‌دهد. این نوع برای کاربردهایی که دستگاه‌هایی مانند تبدیل‌کننده‌های فرکانس، کوکرها یا دیمرهای القایی که جریان‌های با فرکانس بالا تولید می‌کنند مناسب است.

حساسیت یک RCCB نیز با جریان عملیاتی باقیمانده مشخص شده (I∆n) که کمترین جریان نشتی است که باعث تریپ شدن آن می‌شود، تعیین می‌شود. مقادیر معمول I∆n شامل 10 mA، 30 mA، 100 mA، 300 mA، 500 mA و 1 A هستند. هر چه I∆n کمتر باشد، سطح حفاظت از شوک‌های الکتریکی بیشتر است. به عنوان مثال، یک RCCB 30 mA می‌تواند شخصی را از توقف قلبی در صورت دریافت شوک بیش از 0.2 ثانیه محافظت کند.

طبقه‌بندی دیگر RCCBs بر اساس تعداد قطب‌های آنها است:

• 2 قطبی: این نوع دو اسلات برای اتصال یک سیم زنده و یک سیم متعادل دارد. این نوع برای مدارهای یک فازی استفاده می‌شود.

• 4 قطبی: این نوع چهار اسلات برای اتصال سه سیم زنده و یک سیم متعادل دارد. این نوع برای مدارهای سه فازی استفاده می‌شود.

مزایا و معایب مدار قطع‌کننده جریان باقیمانده

برخی از مزایای استفاده از RCCBs عبارتند از:

• آنها با تشخیص جریان‌های نشتی به کمتر از 10 mA محافظت از شوک‌های الکتریکی را فراهم می‌کنند.

• آنها با قطع سریع مدارهای خراب، آتش‌سوزی و خسارت به تجهیزات را پیشگیری می‌کنند.

• آنها با دکمه‌های تست و ریست ساده نصب و عملیات آسانی دارند.

• آنها با انواع مختلف بارها و جریان‌ها (AC، DC، فرکانس بالا) سازگار هستند.

• آنها می‌توانند به عنوان مدارهای جداکننده اصلی قبل از MCB‌های کوچک‌سازی شده عمل کنند.

برخی از معایب استفاده از RCCBs عبارتند از:

• آنها محافظت از جریان‌های بیش از حد یا کوتاه‌مداری را فراهم نمی‌کنند که می‌تواند باعث گرم شدن و ذوب شدن سیم‌ها شود. بنابراین، آنها باید به صورت سری با یک MCB یا فیوز که می‌تواند جریان مورد نظر مدار را تحمل کند، استفاده شوند.

• آنها ممکن است به دلیل عوامل خارجی مانند برق، تداخل الکترومغناطیسی یا کوپلینگ ظرفیتی بدون دلیل تریپ کنند. این امر می‌تواند باعث ناراحتی و از دست دادن بهره‌وری شود.

• آنها ممکن است به دلیل عوامل داخلی مانند فرسودگی، لختی یا گیر کردن مکانیکی نتوانند تریپ کنند. این امر می‌تواند ایمنی مدار و کاربران را تهدید کند.

• آنها بیشتر از MCBs یا فیوز‌ها گران و بزرگ‌تر هستند.

چگونه یک مدار قطع‌کننده جریان باقیمانده را انتخاب و نصب کنیم

برای انتخاب RCCB صحیح برای یک مدار، عوامل زیر باید در نظر گرفته شوند:

• نوع بار و جریان: RCCB باید با نوع بار (AC، DC، فرکانس بالا) و نوع جریان (صاف، پالسی، صاف) که محافظت می‌کند، مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، یک RCCB نوع B برای یک وارتور خورشیدی که جریان مستقیم صاف تولید می‌کند باید استفاده شود.

• جریان عملیاتی باقیمانده مشخص (I∆n): RCCB باید I∆n کمتری داشته باشد تا محافظت کافی در برابر شوک‌های الکتریکی فراهم کند، اما نه کمتر از حدی که باعث تریپ غیرضروری شود. به عنوان مثال، یک RCCB 30 mA برای کاربردهای خانگی و تجاری توصیه می‌شود، در حالی که یک RCCB 100 mA برای کاربردهای صنعتی مناسب است.

• جریان مشخص (In): RCCB باید In کافی داشته باشد تا جریان عملیاتی معمولی مدار را تحمل کند، اما نه بیش از حد تا ظرفیت MCB یا فیوزی که با آن متصل است را تجاوز کند. به عنوان مثال، یک RCCB 40 A باید با یک MCB 32 A برای یک مدار یک فازی 230 V استفاده شود.

• تعداد قطب‌ها: RCCB باید تعداد قطب‌های یکسانی با ولتاژ تأمین داشته باشد. به عنوان مثال، یک RCCB 2 قطبی برای یک مدار یک فازی 230 V باید استفاده شود، در حالی که یک RCCB 4 قطبی برای یک مدار سه فازی 400 V مناسب است.

برای نصب یک RCCB، مراحل زیر باید دنبال شود:

• توان اصلی را خاموش کنید و مداری که باید توسط RCCB محافظت شود را جدا کنید.

• سیم‌های زنده از سمت تأمین را به ترمینال‌های ورودی RCCB که با L1، L2 و L3 نشان داده شده‌اند متصل کنید.

• سیم متعادل از سمت تأمین را به ترمینال ورودی RCCB که با N نشان داده شده‌است متصل کنید.

• سیم‌های زنده از سمت بار را به ترمینال‌های خروجی RCCB که با L1'، L2' و L3' نشان داده شده‌اند متصل کنید.

• سیم متعادل از سمت بار را به ترمینال خروجی RCCB که با N' نشان داده شده‌است متصل کنید.

• اطمینان حاصل کنید که تمام اتصالات محکم و ایمن هستند و هیچ سیمی آزاد یا معرض نباشد.

• توان اصلی را روشن کنید و RCCB را با فشار دادن دکمه تست چک کنید. RCCB باید تریپ کند و مدار را قطع کند. اگر این اتفاق نیفتاد، برای هر گونه خطای سیم‌کشی یا مولفه‌های خراب چک کنید و آنها را قبل از استفاده از مدار تصحیح کنید.

• RCCB را با فشار دادن دکمه ریست ریست کنید. RCCB باید مدار را دوباره متصل کند. اگر این اتفاق نیفتاد، برای هر گونه خطای سیم‌کشی یا مولفه‌های خراب چک کنید و آنها را قبل از استفاده از مدار تصحیح کنید.

خلاصه

مدار قطع‌کننده جریان باقیمانده (RCCB) یک دستگاه ایمنی الکتریکی است که در صورت وجود جریان نشتی به زمین، تشخیص و قطع مدار الکتریکی را انجام می‌دهد. این دستگاه افراد و تجهیزات را از شوک‌های الکتریکی، آتش‌سوزی و خطرات دیگر ناشی از سیم‌کشی ناقص، شکست عایق یا تماس تصادفی با بخش‌های زنده محافظت می‌کند.

RCCB بر اساس قانون جریان کیرشهوف کار می‌کند که بیان می‌کند مجموع جریان‌های وارد شده به یک گره باید با مجموع جریان‌های خروجی از آن گره برابر باشد. در یک مدار عادی، جریان عبوری از سیم زنده (هوت) و سیم متعادل یکسان و مخالف است. اما اگر در مدار خطایی وجود داشته باشد، مانند آسیب دیدگی عایق یا تماس یک انسان با سیم زنده، بخشی از جریان از طریق مسیر جایگزین به زمین منتقل می‌شود. این موضوع عدم تعادل بین جریان‌های زنده و متعادل را ایجاد می‌کند که توسط RCCB تشخیص داده شده و باعث می‌شود مدار در چند میلی‌ثانیه قطع شود.