در شرایط اضطراری، افزایش دما بین عایق و هادی، ایجاد می شود. اگربدون کنترل باقی بماند، عمر عایق به شدت کاهش می یابد و در نهایت باعث ایجاد یک اتصال کوتاه می شود. این گرما، تابعی ز مربع جریان خطی (I squared)، مقاومت در هادی(R) و مقدار زمان جریان (t) است. در ادامه به مبحث مبانی ساختاری کلید اتوماتیک کامپکت(MCCB) نیز می پردازیم:
کاربرد و عناصر مختلف برای محافظت
بسته به کاربرد و حفاظت مورد نیاز، یک MCCB ترکیبی از عناصر مختلف برای محافظت در شرایط زیر است:
1- اضافه بار حرارتی
2- مدارهای کوتاه
3- گسل های زمین
4- اضافه بار حرارتی
اگر جریان و زمان کنونی را نظارت کنید، می توانید شرایط اضطراری را تا حدودی تشخیص داده و پیش بینی کنید. با استفاده از منحنی جریان زمان، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، می توانید مرز بین شرایط نرمال و بارگذاری را مشاهده کنید. در اینجا تغییر دمایی یا یا اورلود المان کلید اتوماتیک کامپکت را در یک تریپ 1800 ثانیه در رنج 135 درصد (در اینجا با poin 1 نشان داده شده است)، می بینید یا در ثانیه 10 500 درصد از درجه را می بینید(با point 2 نشان داده شده است).
شرایط اضطراری با استفاده از منحنی جریان زمان
1- وضعیت اتصال کوتاه
معمولا یک اتصال کوتاه زمانی اتفاق می افتد که جریان غیر طبیعی، به دلیل شکست یک سیستم عایق، جریان غیر طبیعی زیادی ایجاد شود. این جریان بالا که جریان اتصال کوتاه، نامیده می شود، تنها با قابلیت های سیتم توزیع، محدود می شود. برای متوقف کردن سریع این جریان و در نتیجه جلوگیری از آسیب زیاد، اتصال کوتاه یا عنصر لحظه ای کلید اتوماتیک کامپکت استفاده می شود.
یک منحنی فعلی جریان فعلی برای عنصر لحظه ای، همانطور که در شکل 2 مشخص است، نشان می دهد که لغزش آغاز نخواهد شد تا جريان خطا به نقطه 1 برسد.
2- عیب اتصال به زمین
عیب اتصال به زمین در واقع یک نوع اتصال کوتاه است که فقط فاز به زمین متصل است که احتمالا شایع ترین نوع خطا در سیستم های ولتاژ پایین(600 و یا کمتر) است.
معمولا جریان های عیب اتصال به زمین به اندازه ی کافی بزرگ نیستند که توسط وسیله ی محافظ استاندارد MCCB شناسایی شوند. اما اگر آنها را نادیده بگیرند، می توانند باعث لغزش دستگاه های محافظ استاندارد شوند. وقتی این اتفاق می افتد معمولا خیلی دیر است و آسیب اتفاق افتاده است. یک مثال از این مورد، موتوری است که دارای یک شکست عایق داخلی شده است. شاید جریان کوچک باشد ولی باید قبل از اینکه آسیب بزرگی به موتور بزند، شناسایی و حذف شود.
قبل از معرفی CB های الکترونیکی، دستگاه های حفاظت از عیب زمین، به طور مجزا برا ی این سطح از حفاظت، به کار برده می شد. اکنون CB الکترونیکی مدرن، حفاظت از عیب زمین را به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از واحد لغزش، انجام می دهد.
3- سربار عملکرد لغزشی
سربار یا تغییر دمایی عملکرد لغزشی به عنوان یک قطعه ی دو فلزی از جریان بار، استفاده می شود. این ” دو فلزی” در واقع دو نوار فلزی در کنار یکدیگر هستند که هر کدام دارای درجه حرارت متفاوت از گسترش گرما هستند. آن ها از سوی کارخانه، کالیبره شده اند و قابل تنظیم نیستند.
همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، گرما موجب خم شدن دو فلز می شود. این بخش از بایمتال یا دو فلزی، دارای نرخ رشد بیشتری(به رنگ قرمز نشان داده شده است) در خارج از منحنی خم شده است. برای لغزش CB این دو رنگ باید به اندازه کافی جابجا شوند تا از نظر فیزیکی به نوار لغزش فشار وارد کند و اتصالات را باز کند.
4- عملکرد لغزشی اتصال کوتاه
عملکرد لغزشی اتصال کوتاه با استفاده از یک الکترو مغناطیس دارای سیم پیچ است که به صورت سری با جریان بار است. هنگامی که یک اتصال کوتاه اتفاق می افتد، جریان از طریق هادی مدار، باعث می شود که میدان مغناطیسی الکترومغناطیسی به سرعت افزایش یابد و آرمیچر را جذب کند(همانطور که در شکل شماره ی 4 قابل مشاهده است). زمانی که این اتفاق رخ می دهد، آرمیچر نوار لغزش، می چرخد و باعث می شود که CB دچار لغزش شود.
تنها عامل تاخیر زمانی، شامل زمان لازم برای تماس فیزیکی برای باز و بسته شدن قوس است که معمولا کمتر از یک چرخه است.
عناصر مغناطیسی بسته به توع CB و اندازه ی قاب، ثابت یا قابل تنظیم هستند. به عنوان مثال، بیشتر برش های حرارتی مغناطیسی بالای اندازه ی فریم 150A، تریپ های مغناطیسی قابل تنظیم دارند.
عملیات لغزشی مغناطیسی حرارتی
همانطور که از نام آن مشخص است، یک یونیت لغزشی مغناطیسی حرارتی ترکیبی از ویژگی های یونیت حرارتی و یک یونیت مکانیکی است(همانطور که در شل 5 مشخص است). در نتیجه، منحنی جریان فعلی، همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است، ویژگی های عملکردی را ترکیب می کند. در اینجا، نقاط 1 و 2 هر دو اثر حرارتی ومغناطیسی برای MCCB های 100A را نشان می دهد. سربار 250 درصدی تقریبا 60 ثانیه طول می کشد قبل از اینکه بایمتال به اندازه ی کافی به سمت لغزش CB، خم شود.
