کلید محافظ جان در ساختمان، الزامات، کاربرد، مزایا

وظیفه کلید محافظ جان، شناسایی جریان نشتی در شبکه مصرف است. بر همین اساس می توان گفت که یک کاربرد کلید محافظ جان ، حفاظت از جان افراد در مقابل برق گرفتگی می باشد؛ اما انجام صحیح این عمل ملزم به انتخاب درست کلید محافظ جان است.

سوالاتی در خصوص کاربرد و الزامات استفاده از کلید محافظ جان برای مخاطبان وجود دارد که در این مقاله به طور مفصل به آنها پرداخته ایم. با پله همراه باشید.

کلید محافظ جان چیست ؟

بر اساس استاندارد ها و قوانینی که در مورد برق کشی ساختمان های مختلف وجود دارد، رعایت برخی از نکات ایمنی لازم و ضروری است. از جمله این موارد می توان به استفاده از کلید محافظ جان اشاره کرد که به نوعی نقش حفاظت اضافه را در سیستم برق ایفا می کند.

این قطعه دارای قابلیت تشخیص جریان نشتی است، این قطعه نمی تواند جریان اضافه و اتصال کوتاه موجود در مدار را تشخیص بدهد! کلید محافظ جان به نوعی یک کلید اتوماتیک محسوب می شود که کاربرد اصلی آن محافظت از انسان در برابر خطراتی نظیر برق گرفتگی است.

علت نامگذاری این قطعه هم کاربرد محافظتی آن است. عملکرد کلی کلید محافظ جان بر اساس مقایسه میزان جریان خروجی با میزان جریان ورودی کلید است. ورودی این قطعه هم فاز و نول می باشد.

کاربرد کلید محافظ جان

اگر این قطعه در مدار قرار داده شود در صورت تماس مستقیم و غیر مستقیم افراد با جریان برق از بروز برق گرفتگی جلوگیری می شود.

تماس مستقیم به شرایطی گفته می شود که در آن شخص مستقیماً با قسمت فاز تماس داشته باشد. تماس غیر مستقیم هم شامل تماسی است که در آن بدنه وسایل برقی به دلیل اتصالی برق دار شده باشد و فرد این بدنه را لمس کند. در تماس غیر مستقیم یک جریان از بدن انسان عبور می کند که به آن جریان نشتی گفته می شود.

کلید محافظ جان قابلیت تشخیص این جریان را دارا است. این قطعه را بر اساس میزان حساسیت آن در برابر جریان نشتی به دو نوع صنعتی و خانگی تقسیم می کنند. ناگفته نماند که کلید محافظ جان علاوه بر محافظت از افراد، از نشتی جریان هم جلوگیری کرده و به این ترتیب از دستگاه و تجهیزات صنعتی هم محافظت می شود.

نحوه عملکرد کلید این وسیله در برابر جریان نشتی به این صورت است که اگر جریان نشتی موجود در مدار از میزان حساسیت کلید بیشتر باشد، کلید فعال می شود و در نتیجه آن جریان ورودی و به دنبال آن مدار قطع می شود.

محافظ جان دارای یک تقسیم بندی کلی می باشد و بر اساس آن به دو دسته تقسیم می شود که عبارتند از کلید محافظ انسان در برابر تماس مستقیم با قطعات الکتریکی و کلید محافظ قطعات الکتریکی در برابر حوادثی نظیر آتش سوزی!

جان پناه چیست؟انواع و کاربرها و مزایا

سیستم برق هوشمند ساختمان چیست؛ مزایا و معایب

مزایای استفاده از کلید محافظ جان در مدار:

این وسیله یک قطعه ایمنی است و نقش زیادی برای محافظت از افراد در برابر آسیب های جانی و مالی دارد که ممکن است در پی برق گرفتگی رخ دهند، این مورد یکی از مهم ترین مزایا کلید محافظ جان است.

در خصوص جریان نشتی جالب است بدانید که اگر در بدنه وسایل الکتریکی نشتی وجود داشته باشد، این نشتی با گذشت زمان افزایش پیدا کرده و می تواند صدمات جدی را به وسیله برقی مورد نظر وارد کند. به همین دلیل است که استفاده از کلید محافظ جان در مدار پیشنهاد می شود.

از دیگر مزایا این قطعه می توان به این مورد اشاره کرد که این قطعه بر روی کاهش هدر رفتن انرژی الکتریکی هم مؤثر است. در نتیجه علاوه بر محافظت از جان افراد و وسایل الکتریکی از نظر اقتصادی نیز باعث کاهش هزینه های انرژی می شود.

 کاربرد کلید محافظ جان چیست و آیا می توان از آن به جای کلید مینیاتوری استفاده کرد؟

فیوز محافظ جان همواره در کنار کلید های مینیاتوری نصب شده و این مسئله باعث پرسش بالا شده است. کلید محافظ جان از نوع RCCB تنها می تواند با توجه به میزان حساسیت درج شده بر روی کلید، جریان نشتی را در زمان مناسب تشخیص داده و عمل قطع را انجام دهد.

انجام این عمل بر اساس مقایسه جریان صورت می گیرد بر همین اساس، چنانچه ما اتصال دو فاز به یکدیگر یا اضافه جریان در مدار داشته باشیم؛ ملزم به استفاده از کلید مینیاتوری هستیم.

کلید های مینیاتوری با استفاده از خاصیت حساسیت دمایی در بی متال خود و بوبین موجود، اضافه جریان و اضافه بار را تشخیص می دهند. حال این امکان فراهم است که از عضو ترکیبی این خانواده، یعنی محافظ جان های ترکیبی کمک بگیریم؛ RCBO ها کلید هایی هستند که هر سه مورد نشتی جریان، اتصال دو فازی و اضافه بار را مطابق با رنج جریانی کلید، پوشش می دهند.

البته باید دقت داشت که چون از نظر هزینه ای، قیمت محافظ جان از کلید مینیاتوری بیشتر است؛ پس نیازی نیست که در جعبه تقسیم از کلید محافظ جان به جای کلید مینیاتوری در انشعابات استفاده کنیم زیرا وجود یک کلید محافظ جان مطابق با رنج جریان مصرفی برای حفاظت از کل شبکه کافیست اما لازم است به منظور حفاظت و تخصیص درست جریان مصرفی به مصرف کنندگان شبکه از کلید مینیاتوری استفاده شود.

آیا استفاده از کلید محافظ جان الزامی است؟

الزام استفاده از این قطعه به طور کامل و مستقیم در قانون نظام مهندسی ساختمان، مبحث 13 مقررات ملی ساختمان برای انواع ساختمان ها اعم از اداری، تجاری، مسکونی، کارگاهی و صنعتی قید شده است.

همچنین در شیوه نامه شرکت توانیر بند 4-2-10 نیز استفاده از کلید حفاظت در برابر جریان نشتی یا همان RCCB برای کلیه ساختمان ها قید شده است.

کلید محافظ جان انتخابی برای ساختمان های مسکونی واقع در شهر ها باید دارای تاییدیه بین المللی و استاندارد IEC61008 و ISIR6700 باشد؛ همچنین میزان حساسیت این کلید ها بر حسب جریان استاندارد انتخابی، باید حداکثر برابر با 30 میلی آمپر، غیر قابل تغییر و بدون تاخیر در زمان قطع باشد.

بهتر است بدانید که یک جریان 10 میلی آمپری برای انسان خطر آفرین بوده و جریان بیش از 30 میلی آمپر می تواند منجر به مرگ افراد شود؛ جریان 10 میلی احساس خفگی را ایجاد می کند، رنج بالاتر از آن انقباض عضلانی را به همراه دارد و در نهایت جریان 30 میلی و بیشتر توانایی ایجاد فلج عضلانی و مرگ را دارد.

مطابق با مبحث 13 مقررات ملی ساختمان و شیوه نامه شرکت توانیر بند 4-2-10، استفاده از کلید حفاظت در برابر جریان نشتی RCCB(Residual Current Circuit-Breaker برای کلیه ساختمان‌ها الزامی است.

کلید RCCB انتخاب شده برای ساختمانهای مسکونی شهری باید حداقل شرایط و خصوصیات فنی زیر را دارا باشد.

تائیدیه استانداردهای ISIR 6700 و IEC 61008 را داشته باشد.

جریان عامل کلیدهای یاد شده حداکثر برابر با 30 میلی آمپر و به صورت غیر قابل تغییر و بدون تاخیر زمان باشد.

کلید مربوطه باید مناسب با شرایط محیطی محل نصب انتخاب گردد.

نحوه عملکرد کلید محافظ جان

این نوع کلید­ها معمولا با رنج حساسیت ۱۰ تا ۵۰۰ میلی ­آمپر تولید می­‌شوند و به گونه­‌ای طراحی شده‌اند که با توجه به حد جریانی که خطرناک است، عمل می­‌کنند.

این قطعه برای محافظت از انسان، در صورت رسیدن به جریان ۳۰ میلی ­آمپر، عمل می­‌کند. به این صورت که با مقایسه جریان رفت و برگشت متوجه اختلاف جریان می­‌شود و جریان ورودی را قطع می­‌کند. سرعت عملکرد کلید­های محافظ جان به صورتی است که در حد میلی ثانیه جریان را قطع می­‌کنند و به این صورت از وقوع هرگونه خطر احتمالی جلوگیری می­‌کنند.

از این وسیله با حساسیت بیشتر یعنی ۳۰۰ میلی­ آمپر، بیشتر برای حفاظت از تجهیزات صنعتی و قطعات الکتریکی استفاده می­‌شود.

اصولا این قطعه تجهیز مناسبی در برابر اتصال کوتاه و یا جریان بیش از حد نمی‌باشد. بنابراین برای ایجاد محافظت بیشتر در مدار باید از کلیدهای مینیاتوری استفاده کرد.

ویژگی‌های منحصر به فرد کلید محافظ جان

محافظت از جان افراد در برابر برق گرفتگی

جلوگیری از آتش‌سوزی­‌های ناشی از نشت جریان در لوازم و تجهیزات الکتریکی

نصب سریع و آسان

دارای شاسی تست دوره­‌ای عملکرد

قابلیت قطع در جریان‌های نشتی مختلف

آیا کلید محافظ جان بدون ارت کار می کند؟

در برخی موارد ممکن است شرایطی رخ دهد که در آن میزان جریان نشتی که به واسطه بدنه دستگاه به سطح زمین منتقل می شود، از میزان جریان نشتی که برای کلید محافظ طراحی شده است، کمتر باشد و در نتیجه کلید، مدار را قطع نمی کند زیرا کلید محافظ جان 30 میلی آمپری است و برای حفاظت از افراد در مقابل حوادثی نظیر برق گرفتگی کاربرد داشته و با در نظر گرفتن میزان مقاومت بدن و همچنین مقدار جریان نشتی که بدن انسان توانایی تحمل آن را دارد طراحی می شود

بنابراین وجود داشتن سیم اتصال به زمین در مداری که از محافظ جان در آن استفاده می شود، لازم است زیرا اساس کار کلید محافظ طبق میزان اختلاف جریان فاز و نول می باشد.

با وجود اینکه بهتر است در مداری که از کلید محافظ استفاده می شود، سیم اتصال به زمین وجود داشته باشد، امکان استفاده از این کلید بدون سیم اتصال به زمین هم وجود دارد.

اگر قصد استفاده از آن بدون سیم اتصال به زمین را دارید باید به این نکته هم توجه داشته باشید که در این صورت میزان نقش حفاظتی کلید کاهش پیدا کرده و با وجود کلید محافظ احتمال بروز برق گرفتگی وجود خواهد داشت.

در شرایط توضیح داده شده در صورت اتصال مستقیم کلید محافظ جان می تواند مدار را قطع کند و به این ترتیب شخص از برق گرفتگی محافظت می شود، اما در شرایط اتصال غیر مستقیم شرایط کمی متفاوت تر است.

نکته:

در اتصال غیر مستقیم به دلیل عدم اتصال با زمین در صورت تماس با بدنه وسیله برق دار کلید محافظ عمل نمی کند و در نتیجه جریان قطع نشده و شخص دچار برق گرفتگی می شود.

بنابراین اگر می خواهید کلید محافظ جان در شرایط اتصال غیر مستقیم هم سبب قطع شدن جریان و افزایش ایمنی شود، بهتر است وسایل برقی دارای سیم اتصال به زمین باشند.

انواع کلید های فیوز محافظ جان کدامند؟

RCD اسم کلی کلیدهای محافظ جان می باشد که شامل دونوع می باشد:

کلید RCCB  یا همان مخفف آن عبارت است (Residual Current Circuit Breaker) می باشد. معنای فارسی این کلمه یعنی اینکه قطع جریان نشتی برق هست که حفاظت اضافه بار ندارد یعنی وظیفه ای که بر عهده دارد آن است که در برابر جریان نشتی محافظ کند هم از جان کاربر و از قطعات داخل دستگاه که آسیبی  به قطعات دیگر نرساند.

کلیدRCBO یاهمان مخفف آن عبارت است (Resdual Current Ciruit Breaker With Over Protection ) می باشد.معنای این کلمه که مخفف آن نوشته بود این است که لغو کلید های قطع جریان نشتی الکتریکی با حفاظت اضافه بار می باشند.

عملکرد کلید محافظ جان

طبق بند 1-6-2-5-13 از مبحث 13 کتاب نظام مهندسی ساختمان، از انواع کلیدها یا وسایل حفاظتی جریان باقیمانده می توان برای قطع مدار تغذیه در صورت تماس یکی از هادی های برق دار مدار با یکی از موارد زیر استفاده نمود:

بدنه های هادی لوازم و تجهیزات برقی

هادی های بیگانه که در تماس با زمین می باشند.

هرگونه نشت جریان از مدار به زمین

این قطعه (معمولاً به عنوان RCCB یا Residual Current Circuit Breaker نیز شناخته می‌شود) عملکرد خود را بر اساس مقایسه جریان ورودی با جریان خروجی کلید انجام می‌دهد. ورودی این کلید شامل فاز و نول می‌شود. وقتی کلید محافظ جان در یک مدار قرار می‌گیرد، می‌تواند از افراد در برابر خطر برق گرفتگی ناشی از تماس مستقیم و یا تماس غیرمستقیم جلوگیری کند.

تماس مستقیم اتفاق می‌افتد زمانی که فرد مستقیماً با قسمت فاز تماس دارد.

تماس غیرمستقیم اتفاق می‌افتد زمانی که بدنه تجهیزات برقی به دلیل اتصال برق دار شدن در اثر اتصال برق دارد و فرد این بدنه را لمس می‌کند. در این حالت، یک جریان از بدن انسان عبور می‌کند که به آن جریان نشتی معروف است.

کلید محافظ جان توانایی تشخیص این جریان نشتی را دارد و بر اساس میزان حساسیت خود به دو دسته خانگی و صنعتی تقسیم می‌شود. علاوه بر حفاظت افراد در برابر تماس مستقیم و یا غیرمستقیم با برق، این کلید می‌تواند از نشتی جریان از دستگاه‌ها و تجهیزات الکتریکی نیز جلوگیری کند.

در نتیجه، اگر جریان نشتی در مداری که کلید محافظ جان در آن قرار دارد بیشتر از حساسیت کلید باشد، کلید به عمل می‌آید و جریان ورودی و در نتیجه مدار را قطع می‌کند. این تجهیز الکتریکی به دو دسته کلی زیر تقسیم می‌شود:

محافظت انسان در برابر تماس مستقیم با قطعات الکتریکی (حساسیت ۳۰ میلی‌آمپر)

محافظت قطعات الکتریکی در برابر خطر آتش‌سوزی (حساسیت ۳۰۰ میلی‌آمپر)

کلید محافظ جان چگونه عمل میکند ؟

محافظ جان یک نوع کلید اتوماتیک است که به منظور حفاظت از انسان‌ها و تجهیزات در برابر جریان نشتی و برق‌گرفتگی طراحی و تولید شده است. اصل عملکرد محافظ جان (یا RCCB – Residual Current Circuit Breaker) بر اساس مقایسه جریان ورودی با جریان خروجی کلید است.

ورودی محافظ جان شامل فاز و نول می‌شود. زمانی که محافظ جان در مدار قرار می‌گیرد، از این امکان استفاده می‌شود تا از افراد در برابر برق‌گرفتگی ناشی از تماس مستقیم و یا تماس غیرمستقیم جلوگیری کند.

تماس مستقیم در مواقعی رخ می‌دهد که فرد به طور مستقیم با فاز برق در تماس باشد، در حالی که تماس غیرمستقیم زمانی رخ می‌دهد که بدنه تجهیزات برقی به طور غیرمستقیم به موقعیتی که به برق وصل شده باشد و فرد به بدنه برقی در این وضعیت دست بزند.

زمانی که تماس با بدنه برقی یا حتی با فاز انسانی ایجاد می‌شود، جریانی به بدن انسان عبور می‌یابد که به عنوان جریان نشتی شناخته می‌شود.

محافظ جان به عنوان یک سیستم ایمنی کلیدی در مدارهای برقی عمل می‌کند تا از حوادث برق‌گرفتگی و ایجاد جریان نشتی جلوگیری کرده و امنیت افراد و تجهیزات را تضمین کند.

این قطعه دارای دو نوع اصلی است که بر اساس حساسیت خود به جریان نشتی به دو دسته خانگی و صنعتی تقسیم می‌شود. علاوه بر حفاظت از افراد در برابر تماس مستقیم و یا غیرمستقیم با برق، این کلید نیز از نشتی جریان از دستگاه‌ها و تجهیزات صنعتی جلوگیری می‌کند.

بنابراین، در صورتی که جریان نشتی در مداری که محافظ جان نصب شده است، بیشتر از حساسیت کلید باشد، کلید به عمل می‌آید و جریان ورودی و در نتیجه مدار را قطع می‌کند.

محافظ جان به دو دسته کلی زیر تقسیم می‌شود:

محافظت انسان در برابر تماس مستقیم با قطعات الکتریکی (حساسیت ۳۰ میلی آمپر): این نوع محافظ جان به افراد در مقابل تماس مستقیم با قطعات الکتریکی و جریان نشتی از بدن انسان جلوگیری می‌کند.

اگر جریان نشتی از بدن انسان به مقداری بیشتر از حد حساسیت این محافظ جان باشد، کلید به سرعت عمل می‌کند و مدار برق را قطع می‌کند تا از آسیب جسمی جلوگیری شود.

محافظت قطعات الکتریکی در برابر خطر آتش‌سوزی (حساسیت ۳۰۰ میلی آمپر): این نوع محافظ جان بیشتر به منظور حفاظت از قطعات الکتریکی در مقابل خطر آتش‌سوزی طراحی شده است.

حساسیت بیشتر آن به افزایش جریان نشتی از دستگاه‌ها و تجهیزات الکتریکی اجازه می‌دهد تا در صورت وقوع نشتی جریان، کلید فوراً مدار را قطع کند تا از ریسک آتش‌سوزی جلوگیری شود

مزایای استفاده از کلید محافظ جان

استفاده از این قطعه در یک مدار دارای مزایای بسیاری است:

حفاظت از افراد: کلید محافظ جان به عنوان یک تجهیز ایمنی بسیار مهم عمل می‌کند و می‌تواند افراد را از خطرات جانی و مالی ناشی از برق گرفتگی محافظت کند. این تجهیز از جمله اصولی ترین وظایف خود را در حفظ سلامتی افراد انجام می‌دهد.

حفاظت در برابر جریان نشتی: یکی از ویژگی‌های مهم کلید محافظ جان توانایی تشخیص جریان نشتی در مدار است. اگر جریان نشتی در بدنه تجهیزات الکتریکی وجود داشته باشد، این جریان ممکن است با گذشت زمان افزایش یابد و خسارات جدی به تجهیزات وسایل الکتریکی وارد کند. با استفاده از کلید محافظ جان، این خطر جلوگیری می‌شود.

صرفه جویی در انرژی: این قطعه تاثیر مثبتی بر کاهش هدر رفتن انرژی الکتریکی دارد. این تجهیز الکتریکی با قطع کردن مدار در صورت جریان نشتی، باعث صرفه جویی در مصرف برق و در نتیجه کاهش هزینه‌های انرژی می‌شود.

به طور کلی، کلید محافظ جان علاوه بر حفاظت از افراد و تجهیزات الکتریکی، به اقتصادی‌تر شدن مصرف انرژی و حفظ محیط زیست نیز کمک می‌کند. این تجهیز الکتریکی به عنوان یکی از عناصر اساسی در برقراری ایمنی و بهره‌وری سیستم‌های برقی در ساختمان‌ها شناخته می‌شود. 

منابع: فرنام الکتریک – ایران الکتریک