کلید یا بریکر ترکیبی یا RCBO

حروف RCBO مخفف عبارت Residual Current Circuit Breaker With Overcurrent Protection بوده و بیانگر یک کلید یا بریکر ترکیبی است.

حفاظت جریانی دارای فانکشن های متعددی مانند اضافه جریان، کاهش جریان، عدم تعادل جریان، جریان باقی مانده، جریان زمین و غیره است. حفاظت اضافه جریان یا OC یکی از فانکشن های پایه در اغلب مدارهای الکتریکی محسوب می شود. حفاظت اضافه جریان به شکل اضافه بار و اتصال کوتاه تعریف شده و توسط انواع فیوز و بریکر در مدارهای الکتریکی تعبیه می گردد. در مدارهای نهایی صنعتی و خانگی معمولا از بریکرهای مینیاتوری یا MCB استفاده می شود. این بریکرها فاقد فانکشن های تکمیلی مانند تشخیص جریان باقی مانده هستند. بریکرهای مینیاتوری به صورت مغناطیسی و حرارتی-مغناطیسی تولید می شوند.

همانگونه که در بخش های قبلی شرح داده شد، به منظور حفاظت در برابر شوک و آتش سوزی از انواع RCD استفاده می شود. جهت آشنایی با RCD ها مقاله ی RCD چیست را مطالعه کنید. در خانواده ی مینیاتوری RCD های مختلفی مانند RCCB و RCU وجود دارد. این تجهیزات در پائین دست یا کنار بریکرهای مینیاتوری قرار گرفته و فانکشن حفاظتی جریان باقی مانده را به آن ها اضافه می کنند.

به منظور ترکیب حفاظت جریان باقی مانده با اضافه جریان یک راه دیگر نیز وجود دارد. راه بعدی استفاده از دستگاه RCBO می باشد. هر واحد RCBO توانایی تشخیص اضافه جریان به شکل اضافه بار و اتصال کوتاه به همراه جریان باقی مانده را دارد. بریکرهای ترکیبی یا RCBO از نظر تعداد پل، ماژول RCD، جریان و غیره در مدل های بسیار متنوعی ساخته می شوند. در تصویر یک RCBO سه پل اشنایدر الکتریک آورده شده است. همانطور که مشاهده می کنید این بریکر دارای یک اهرم قطع و وصل به همراه دکمه تست می باشد. ابعاد این RCBO سه پل با MCB سه پل تفاوتی نداشته و باعث کاهش فضای نصب در تابلو برق خواهد شد.

تصویر 1 بریکر ترکیبی یا RCBO سه پل اشنایدر

پارامترهای الکتریکی بریکر ترکیبی یا RCBO

یک RCBO حاصل ترکیب RCD و MCB بوده و پارامترهای الکتریکی متنوعی دارد. جهت انتخاب RCBO حتما باید به پارامترهای الکتریکی و انطباق آن ها با مشخصات مدار توجه کنید. از پارامترهای مهم RCBO می توان به این موارد اشاره کرد:

• ولتاژ نامی یا Ue: این پارامتر مربوط به ولتاژ نرمال تمام بخش های RCBO است.
• جریان نامی یا In: این پارامتر مربوط به جریان نرمال RCBO است.
• کد منحنی یا Curve code: این کد تعیین کننده ی حساسیت بخش اضافه جریان بریکر در برابر اتصال کوتاه است. منحنی عملکرد RCBO دقیقا مانند MCB بوده و به شکل های B,C و غیره تعریف می شود.
• قدرت قطع یا Breaking capacity: قدرت قطع بریکر طبق استانداردهای صنعتی و ساختمانی تعریف می شود. این پارامتر تعیین کننده ی میزان جریان خطای قابل قطع توسط کنتاکت های بریکر خواهد بود.
• کلاس محدودیت انرژی یا Energy limiting class: این کلاس بیان کننده ی میزان جریان عبوری هنگام رخ دادن خطا است. کلاس 3 تضمین کننده ی عبور کمترین جریان خطا در بریکرهای مینیاتوری است.
• حساسیت جریان باقی مانده یا Earth-leakage sensitivity: این پارامتر میزان جریان عامل را تعیین می کند. بخش جریان باقی مانده ی RCBO با جریان عامل 10، 30، 100، 300 و غیره قابل انتخاب است.
• کلاس جریان باقی مانده یا Earth-leakage protection class: بخش اندازه گیری جریان باقی مانده در RCBO می تواند کلاس های متنوعی مانند A، A-G، A-SI و غیره داشته باشد.
• زمان تاخیر عملکرد بخش جریان باقی مانده یا Earth-lekage protection time delay: بریکرهای ترکیبی مانند انواع RCCB می توانند دارای بخش جریان باقی مانده ی آنی یا تاخیری باشند. زمان عملکرد بخش جریان باقی مانده با توجه به هماهنگی RCBO با ادوات پائین دست و بالا دست انتخاب می شود.

سمبل بریکر ترکیبی یا RCBO

بریکر ترکیبی شامل حفاظت اتصال کوتاه، اضافه بار و جریان باقی مانده است. علامت مداری RCBO با توجه به تعداد کنتاکت های آن تعیین می شود. بریکر ترکیبی می تواند 1 تا 4 کنتاکت داشته باشد. در تصویر علامت مداری بریکر ترکیبی 2 پل آورده شده است. همانطور که مشاهده می کنید در این سمبل پس از المان حرارتی و مغناطیسی یک بخش حفاظتی با عنوان Id نیز وجود دارد. بخش Id تعیین کننده ی حفاظت Differential Current یا جریان باقی مانده است.

تصویر 2 سمبل یا نماد الکتریکی بریکر ترکیبی دو پل

تعداد پل و ابعاد بریکر ترکیبی یا RCBO

بریکر ترکیبی از نظر تعداد کنتاکت و روش قرارگیری ماژول جریان باقی مانده به گروه های زیادی تقسیم می شود. واحد جریان باقی مانده می تواند به صورت داخلی یا در طرفین بریکر مینیاتوری تعبیه شده باشد. قرارگرفتن ماژول جریان باقی مانده در طرفین RCBO باعث بزرگ تر شدن ابعاد آن خواهد شد. در ادامه با انواع RCBO ها از نظر تعداد پل و ابعاد آشنا خواهید شد.

تصویر 3 بریکر ترکیبی اشنایدر سری Acti9 iCV40 با ماژول جریان باقی مانده ی جانبی

بریکر ترکیبی بدون کنتاکت نول

در برخی از کشورها نوعی RCBO تکفاز با ابعاد بسیار کوچک وجود دارد. این بریکر ترکیبی تنها یک کنتاکت داشته و فقط می تواند هادی فاز را قطع و وصل کند. قبل از نصب و سیم بندی RCBO بدون کنتاکت نول باید به الزامات مدار و قوانین منطقه ای توجه کنید. به عنوان مثال قطع کننده های تکفاز در طرح های ارتینگ IT و TT  باید دو پل بوده و نمی توان از این RCBO در آن ها استفاده کرد. بریکرهای بدون نول نمی توانند جهت حفاظت در برابر تماس مستقیم استفاده شوند. این بریکرها جهت حفاظت در برابر تماس غیر مستقیم و کاهش خطرات تماس مستقیم طراحی شده اند.

در تصویر یک نمونه بریکر ترکیبی باریک از برند اشنایدر را مشاهده می کنید. دیاگرام الکتریکی این RCBO نیز در تصویر قرار دارد. همانطور که مشاهده می کنید بریکر زیر فاقد کنتاکت نول است. هادی فاز در این RCBO ابتدا وارد کنتاکت شده سپس از المان های حرارتی و مغناطیسی عبور می کند. در ادامه هادی فاز به همراه هادی نول وارد ترانس کوربالانس می شوند. طبق تصویر هادی نول مستقیم از داخل ترانس عبور کرده و توسط کنتاکت قطع و وصل نخواهد شد.

هنگام سیم بندی این بریکر باید هادی های نول و ارت آن را به درستی متصل کنید. هادی ورودی نول و ارت در برخی مدل ها روی خود بریکر نصب شده است. جهت اتصال هادی ورودی فاز و هادی های خروجی فاز و نول 3 ترمینال روی بریکر وجود دارد. در مشخصات این RCCB از عبارت Soil neutral به معنی عدم قطع و وصل هادی نول استفاده شده است. پس از سیم بندی و کنترل مدار باید از عملکرد صحیح بریکر مطمئن شوید. ساده ترین راه تست مکانیزم RCD این بریکر، فشردن دکمه ی تست روی آن است. فشردن دکمه ی تست باید به سرعت بریکر را در وضعیت تریپ قرار دهد.

تصویر 4 بریکر ترکیبی بدون کنتاکت نول از برند اشنایدر الکتریک

بریکر ترکیبی تک فاز و تک ماژول

بریکر ترکیبی تک ماژول به صورت تکفاز تولید شده و دارای خصوصیات بریکر مینیاتوری و جریان باقی مانده به همراه کنتاکت نول است. بریکر ترکیبی تک ماژول دارای ابعادی معادل یک بریکر مینیاتوری است. این بریکر با عنوان های دیگر مانند Slim RCBO نیز شناخته می شود. در تصویر یک بریکر اشنایدر از سری Doma را مشاهده می کنید. دکمه ی تست بریکرهای تک ماژول ممکن است بالا یا زیر اهرم قطع و وصل آن وجود داشته باشد. پس از وصل برق و در بازه های مشخص باید از دکمه ی تست جهت تایید عملکرد سیستم RCD استفاده کرد.

تصویر 5 بریکر ترکیبی تک فاز و تک ماژول اشنایدر الکتریک

بریکر ترکیبی تک فاز و دو ماژول

بریکرهای ترکیبی تکفاز اغلب به شکل دو ماژول ساخته می شوند. بریکرهای دو ماژول دارای عرضی معادل دو بریکر مینیاتوری یا 36 میلی متر هستند. بریکرهای ترکیبی تکفاز به شکل 1 پل بعلاوه نول و 2 پل ساخته می شوند. تفاوت این بریکرها در حفاظت اضافه جریان روی کنتاکت دوم است. بریکرهای ترکیبی دو ماژول از نظر اهرم قطع و وصل نیز متفاوت هستند. اهرم قطع و وصل در این بریکرها می تواند یک یا دو بخش داشته باشد. تعبیه کردن 2 اهرم قطع و وصل جهت توانایی تشخیص عملکرد سیستم با حفاظت اضافه جریان یا حفاظت جریان باقی مانده است.

در تصویر یک بریکر ترکیبی تکفاز و دو ماژول از برند اشنایدر الکتریک سری Acti9 iCV40 را مشاهده می کنید. این بریکر به صورت 1P+N بوده و کنتاکت نول آن دارای خاصیت وصل سریع و قطع با تاخیر است. ممکن است در کاتالوگ بریکرهای 1P+N عبارت 1 Protected pole نیز درج شده باشد. این عبارت به معنی وجود حفاظت اضافه جریان تنها روی یکی از کنتاکت ها است. کنتاکت مجهز به حفاظت OC اغلب با حرف L مشخص می شود. رعایت قطب بندی و ورودی-خروجی در بریکرهای ترکیبی الزامی است. اتصال غیر صحیح می تواند باعث آسیب جدی به RCBO و از بین رفتن حفاظت مدار شود.

اهرم قطع و وصل بریکر زیر دارای دو بخش با لینک مکانیکی است. این دو اهرم با یکدیگر وصل می شوند ولی قطع آن ها می تواند متفاوت باشد. عملکرد بخش اضافه جریان باعث قطع بریکر و پائین آمدن اهرم مشکی رنگ خواهد شد. در این حالت اهرم سفید در وضعیت وصل باقی مانده و نمایش می دهد که خطای جریان باقی مانده در مدار رخ نداده است. در صورت وجود خطای جریان باقی مانده، اهرم سفید به سمت پائین هدایت شده و اهرم مشکی رنگ را نیز قطع می کند. به عبارت دیگر عملکرد هردو اهرم به معنی رخ دادن خطای جریان باقی مانده خواهد بود. عملکرد بخش جریان باقی مانده ی RCBO توسط دکمه ی تست روی آن انجام می شود. این دکمه باید در بازه های مشخص مانند هر 30 روز فشرده شود. جهت کسب اطلاعات بیشتر از بازه ی تست RCBO باید به کاتالوگ آن رجوع کنید.

تصویر 6 بریکر ترکیبی و تکفاز اشنایدر سری Acti9 iCV40

در تصویر زیر یک بریکر ترکیبی اشنایدر به صورت 2 پل نمایش داده شده است. این بریکر دارای حفاظت اضافه جریان یا Over Current روی هردو کنتاکت می باشد. بریکرهای 2 پل با عبارت 2 protected poles نیز مشخص می شوند. با توجه به وجود حفاظت OC روی هردو پل بریکر، در بسیاری از موارد حروف L و N روی پایانه های ورودی و خروجی بریکر ثبت نمی شود. بریکر زیر دارای اهرم یکپارچه و دکمه ی تست است. از دکمه ی تست جهت تشخیص سالم بودن بخش جریان باقی مانده استفاده می شود. برخی از بریکرهای جریان باقی مانده مجهز به نمایشگر وضعیت کنتاکت به همراه حالت تریپ هستند. با استفاده از این بخش می توان قطع دستی یا خودکار بریکر را تشخیص داد.

تصویر 7 بریکر ترکیبی و تکفاز اشنایدر سری Acti9 iC60

بریکر ترکیبی سه فاز و سه پل

در مدارهای سه فاز و سه سیمه می توان از بریکر ترکیبی 3 پل استفاده کرد. این بریکر دارای حفاظت اضافه جریان و جریان باقی مانده بوده و ابعادی معادل یک بریکر 3 پل دارد. بریکر ترکیبی 3 پل دارای یک اهرم قطع و وصل و یک دکمه ی تست است. تاکید می شود که از RCBO سه فاز فقط می توان در مدارهای 3 سیمه استفاده کرد. نصب این بریکر در مدارهای 4 سیمه باعث تریپ های مکرر شده و بهره برداری را با اختلال روبرو می کند. هنگام انتخاب RCBO سه فاز باید به محل نصب بریکر و سطح اتصال کوتاه توجه کنید. کمتر بودن قدرت قطع بریکر نسبت به سطح اتصال کوتاه موجود ممکن است باعث آسیب به آن در اولین خطای سنگین شود. در تصویر یک نمونه RCBO سه پل اشنایدر از خانواده ی Acti9 iC60 را مشاهده می کنید.

تصویر 8 بریکر ترکیبی و سه پل اشنایدر سری Acti9 iC60

بریکر ترکیبی سه فاز بعلاوه نول

در مدارهای 4 سیمه می توان از بریکر ترکیبی 3P+N استفاده کرد. این بریکر دارای 3 پل فاز با حفاظت اضافه جریان است. ماژول جریان باقی مانده در بریکرهای سه فاز بعلاوه نول می تواند به صورت داخلی یا جانبی باشد. در تصویر یک نمونه بریکر ترکیبی سه فاز بعلاوه نول از خانواده ی iCV40N اشنایدر را مشاهده می کنید. این بریکر دارای ماژول جانبی بوده و اهرم قطع و وصل آن نیز دو قسمت دارد. مجزا بودن اهرم های قطع و وصل بریکر از سیستم RCD جهت شناسایی نوع خطا بسیار مفید است. علاوه بر مجزا بودن اهرم قطع و وصل، هردو ماژول مینیاتوری و جریان باقی مانده در این بریکر دارای نمایشگر تریپ هستند. از این نمایشگر می توان برای تعیین عملکرد دستی یا خودکار استفاده کرد. طبق تصویر، کنتاکت نول این RCBO در سمت چپ آن واقع شده و باید به درستی سیم بندی شود. قابل ذکر است که اتصال الکتریکی و مکانیکی ماژول RCD در بریکرهای زیر در کارخانه انجام شده و توسط کاربر قابل ویرایش نیست.

تصویر 9 بریکر ترکیبی سه فاز بعلاوه نول اشنایدر سری Acti9 iCV40 با ماژول جریان باقی مانده ی جانبی

بریکر ترکیبی چهار پل

بریکرهای ترکیبی یا RCBO در مدل های 4 پل نیز ساخته می شوند. این بریکرها دارای 4 حفاظت اضافه جریان مجزا به همراه یک حفاظت جریان باقی مانده کلی هستند. از بریکرهای چهار پل در مدارهای 4 سیمه با حفاظت اضافه جریان هادی نول استفاده می شود. در تصویر یک بریکر 4 پل اشنایدر را مشاهده می کنید. ابعاد این بریکر معادل یک مینیاتوری 4 پل بوده و هیچ فضای بیشتری را اشغال نمی کند.

تصویر 10 بریکر ترکیبی چهار پل اشنایدر سری Acti9 iC60 با ماژول جریان باقی مانده ی داخلی

نمایشگر وضعیت کنتاکت و تریپ

با توجه به ترکیب حفاظت اضافه جریان و جریان باقی مانده در RCBO باید از روش های مختلفی جهت تعیین نوع خطا استفاده شود. به منظور تشخیص نوع فانکشن حفاظتی از روش های زیر استفاده می شود:

• مجزا کردن اهرم بریکر از اهرم RCD
• قرار دادن نشانگر تریپ در بریکر یا ماژول RCD

در تصویر یک نمونه بریکر ترکیبی اشنایدر را مشاهده می کنید. طبق تصویر در این بریکر از سه بخش مجزا استفاده شده است. بخش اول نشان دهنده ی تریپ بریکر یا ماژول می باشد. این نشان دهنده می تواند وضعیت دستی یا عملکرد برای خطا را تفکیک کند. در بخش دوم از هندل های مجزا برای بخش اضافه جریان و جریان باقی مانده استفاده شده است. قطع هندل مشکی رنگ باعث عملکرد RCD نخواهد شد ولی عکس آن اتفاق می افتد. به عبارت دیگر ماژول RCD می تواند باعث قطع MCB شود. در بخش آخر نیز از نشان دهنده ی وضعیت کنتاکت های قدرت استفاده شده است. این بخش می تواند به شکل On و Off روی اهرم چاپ یا حک شده باشد.

تصویر 11 نمایشگرهای بریکر ترکیبی اشنایدر

اهرم برخی بریکرهای ترکیبی مانند ETI هنگام رخ دادن خطا در وسط قرار گرفته و دیگر وصل نمی شود. برای ریست بریکر باید اهرم را به صورت دستی قطع کرده و مجدد وصل کنید. برخی دیگر از RCBO ها مانند برند رعد دارای زائده ی ریست هستند. با عملکرد خودکار بریکر، ضمن قطع اهرم این زائده به بیرون هدایت می شود. برای ریست بریکر باید این زائده به سمت داخل فشار داده شود. در صورت عدم ریست بریکر امکان وصل آن با اهرم وجود نخواهد داشت.

سیم بندی RCBO

بریکر ترکیبی حاصل یکپارچه سازی کنتاکت های قدرت، سیستم تشخیص حفاظت اضافه جریان و سیستم تشخیص حفاظت جریان باقی مانده است. ترکیب شدن تمام این خصوصیات باعث ساده تر شدن سیم بندی خواهد شد. هنگام سیم بندی ماژول های جداگانه مانند بریکر مینیاتوری و RCCB همواره مشکلاتی وجود دارد. به عنوان مثال همیشه این سوال مطرح می شود که کدام یک از ماژول ها باید ابتدا نصب شود؟ استفاده از بریکر ترکیبی مزایای زیر را خواهد داشت:

• کاهش فضای داخل تابلو
• کاهش تعداد اتصالات
• کاهش مصرف سیم

به منظور سیم بندی بریکرهای ترکیبی باید به تعداد کنتاکت ها، قطب بندی و جهت ورودی-خروجی توجه کنید. نصب بریکرهای تک کنتاکت در تمام مدارها مجاز نیست. توصیه می شود در مدارهای تکفاز از مدل 1P+N یا 2P استفاده کنید. مدل های 2P دارای دو حفاظت اضافه جریان هستند.

در مدارهای سه فاز نیز باید از RCBO مناسب استفاده کرد. نوع بریکر ترکیبی سه فاز با توجه به 3 یا 4 سیمه بودن مدار تعیین می شود. در مدارهای سه سیمه می توان از مدل های RCBO زیر استفاده کرد:

• 3P
• 3P+N
• 4P

مدارهای سه فاز و سه سیمه فاقد هادی نول یا ختثی هستند. در این مدارها می توان از بریکرهای سه فاز بعلاوه نول و چهار پل نیز استفاده کرد. عدم اتصال هادی نول به بریکرهای 3P+N و 4P در اغلب موارد باعث اختلال در عملکرد حفاظتی آن ها نمی شود. در بریکرهای وابسته به ولتاژ باید وضعیت تامین ولتاژ مورد نیاز بریکر کنترل شود. قابل ذکر است که عدم اتصال هادی نول ممکن است باعث از کار افتادن بخش تست بریکر شود.

استفاده از بریکرهای ترکیبی 3 پل در مدارهای 4 سیمه مجاز نیست. عدم اتصال هادی نول به این بریکر باعث عملکرد مکرر بخش جریان باقی مانده خواهد شد. بریکر ترکیبی در مدارهای 4 سیمه باید از مدل های 3P+N یا 4P باشد. بریکر 4 پل دارای 4 بخش OC بوده و می تواند هادی نول را در برابر اضافه بار نیز حفاظت کند.

محتوای این مقالات برگرفته از کتاب تاسیسات فشار ضعیف (طرح های ارتینگ و RCD) تالیف مثلث زرد می باشد. این کتاب دارای مجوز از وزارت فرهنگ و ارشاد اسلامی بوده و هر گونه کپی و نسخه برداری و انتشار مجدد غیرمجاز بوده و پیگرد قانونی دارد.