مدار شکن چیست و چه کاربردی دارد؟

مدار شکن چیست؟

قطع کننده مدار یا مدار شکن به عنوان وسیله ای تعریف می شود که جریان معیوب را در مدار قطع کرده و مانند یک کلید عمل می کند و موجب حفاظت سیستم الکتریکی در برابر آسیب می شود. هر ساختمانی اعم از تجاری و مسکونی دارای سیستمی از مدارهای الکتریکی است که توسط یک دستگاه سوئیچینگ کنترل و محافظت می‌شوند که می‌تواند برق را قطع کند. اکثر سیستم های مدرن از قطع کننده های مدار استفاده می کنند که موجب کنترل و حفاظت سیستم های الکتریکی می شود. با این حال بسیاری از سیستم های قدیمی هنوز از فیوزهایی استفاده می­کنند که در صورت بارگذاری بیش از حد جریان منفجر می شوند. قطع کننده مدار جریان برق را قطع می کند تا از گرم شدن بیش از حد مدارها جلوگیری کند. گرم شدن بیش از حد سیستم به مدارها آسیب می رسانند و می توانند منجر به آتش سوزی الکتریکی شوند.

یک مدارشکن الکتریکی برای محافظت و کنترل سیستم برق به همراه هر وسیله الکتریکی که ممکن است به آن متصل شده باشد درون یک پنل در سیستم برقی ساختمان وجود دارد. استفاده از این دستگاه  می تواند به صورت دستی یا خودکار باشد. در هر شرایطی که جریان بیش از حد قوی باشد یا بار اضافی جریان وجود داشته باشد که سوئیچ قادر به تحمل آن نیست، قطع کننده، مدار را قطع می کند تا جریان برق به طور کامل قطع گردد.

اجزای تشکیل دهنده قطع کننده

مدار شکن وقتی جریان الکتریکی از مقدار از پیش تعیین شده تجاوز می کند، جریان الکتریکی را قطع می کند. کلیدهای مدار بر اساس میزان جریانی که می توانند با خیال راحت حمل کنند رتبه بندی می شوند. چند نوع قطع کننده مدار وجود دارد، اما همه آنها معمولا دارای این اجزاء مشترک هستند:

قاب: قاب، پوسته بیرونی یک مدار شکن است که معمولا از مواد عایق ساخته شده است. در صورت بروز خطر، قاب از اجزای داخل و هر چیزی که در خارج از جعبه قرار دارد محافظت می کند.

پایانه: ترمینال یک بلوک فلزی است که یک پیچ در قسمت بیرونی آن ظاهر می شود. سیم هایی که جریان الکتریکی را از منبع تغذیه، از طریق بریکر حمل می کنند، در اینجا متصل می شوند.

اهرم: اهرم (سوئیچ) به یونیت تریپ متصل است و اجازه می دهد تا یک بریکر روشن یا خاموش شود. هنگامی که یک کلید قطع می شود، اهرم در وسط قرار می گیرد تا به سرعت تشخیص دهد که کدام قسمت مدار نیاز به عیب یابی دارد.

کنتاکت: کنتاکت ها دو قطعه فلزی هستند که برای بستن یا باز کردن مدار حرکت می کنند. یکی از کنتاکت ها به مکانیزم محرک متصل است، در حالی که دیگری به پنل اصلی متصل می شود.

مکانیزم محرک: مکانیزم محرک یک بازوی فلزی در داخل مدار شکن است. یک انتهای آن به اهرم وصل شده است و سر دیگر به یک کنتاکت متصل می شود. هنگامی که اهرم چرخانده می شود، مکانیزم محرک، کنتاکت ها را به هم متصل یا آنها را از هم جدا می کند.

یونیت تریپ: یونیت تریپ که به آن قطع کننده نیز می گویند قطعه ای است که مشخص میکند چه زمانی کنتاکت ها به صورت خودکار در مدار باز شوند.  

قطع کننده چگونه کار می کند؟

هنگامی که اهرم مدار شکن در موقعیت "روشن" قرار می گیرد، به برق اجازه می دهد تا آزادانه از منبع تغذیه از طریق واحد تریپ، کنتاکت ها و خروجی ترمینال بالایی برای تغذیه بارها جریان یابد. روی یک مدار دو نوار فلزی مغناطیسی وجود دارد که در صورت وجود بار اضافی، بیش از حد گرم می شوند و باعث خم شدن و باز شدن مدار به صورت خودکار می گردند (به طور خودکار برق قطع می شود). در هنگام خطا یا اتصال کوتاه، نیروی الکترومغناطیسی باعث می‌شود که کنتاکت‌های داخل کلید از هم جدا شوند و قطع کننده، جریان برق را قطع کند.

دلایل رایج خاموش شدن مدار شکن چیست؟

مدار شکن وقتی مشکلی را در مدار تشخیص می دهد، منبع تغذیه را قطع می کند. برخی از خطرات بالقوه که می تواند باعث قطع مدار قطع شود در زیر بیان شده است:

اضافه بار: اضافه بار شایع ترین دلیل قطع مدار توسط مدار شکن است. این زمانی اتفاق می‌افتد که در یک مدار مقدار زیادی بار وجود داشته و جریان بیش از آستانه تحمل مدار باشد.

اتصال کوتاه: اتصال کوتاه زمانی اتفاق می افتد که یک سیم "هادی" و "خنثی" با یکدیگر تماس پیدا کنند. این امر می تواند خطرناک باشد و گرمای زیادی ایجاد کند. بنابراین پس از ایجاد چنین شرایطی بریکر خاموش می شود. این امر می تواند ناشی از مواردی مانند اتصال شل باشد.  

نوسانات خطای زمین: از دیگر دلایلی که موجب قطع شدن مدار توسط مدار شکن می شود، نوسانات خطای زمین است. این خطا معمولا به صورت ناخواسته بین سیم دارای جریان و زمین ایجاد می شود. خطای زمین اغلب به دلیل خرابی عایق سیم هادی ایجاد می گردد و موجب ایجاد اضافه بار و گرمای شدید در مدار می شود. این جریان خطا می تواند موجب آسیب به سیستم برق رسانی ساختمان و خطر آتش سوزی گردد. بنابراین در این حالت قطع کننده مدار به صورت خودکار موجب قطع منبع تغذیه و به طور کلی قطع مدار می شود.

خطای قوس: خطای قوس جرقه ای است که می تواند به دلیل شل شدن پایانه ها یا اتصالات اشتباه اتفاق بیفتد. قوس الکتریکی باعث می شود که یک قطع کننده برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد مدار و آتش سوزی، مدار را خاموش و جریان را قطع کند. خطای قوس نیز از جمله شایع ترین دلایل قطع شدن جریان در مدار به وسیله مدار شکن می باشد.

انواع مختلفی از مدار شکن وجود دارد که هر کدام از آنها دارای معایب و مزایای خود هستند. انتخاب قطع کننده مدار اغلب با توجه به نوع خطای احتمالی که ممکن است وجود داشته باشد، انجام می شود. بنابراین شناخت انواع قطع کننده مدار می تواند به تشخیص دقیق تر و بهتر خطا و آسیب در مدار کمک کند و از بروز حوادثی مانند اتصالات و آتش سوزی های الکتریکی جلوگیری کند. ما در مقالات بعدی به بررسی انواع مدارشکن ها می پردازیم.

قطع کننده مدار یا مدار شکن به عنوان وسیله ای تعریف می شود که جریان معیوب را در مدار قطع کرده و مانند یک کلید عمل می کند و موجب حفاظت سیستم الکتریکی در برابر...