RCCB چیست؟

بریکر نشتی جریان یا جریان باقی مانده با اصطلاح RCCB شناخته می شود. عبارت RCCB مخففResidual Current Circuit Breaker بوده که ترکیبی از یک واحد اندازه گیری، تشخیص جریان باقی مانده و بریکر یا مدار شکن است. تمام بخش های RCCB یعنی ترانس کوربالانس، قسمت اندازه گیری، مکانیزم فرمان و کنتاکت های قدرت در یک قالب یا بدنه قرار داشته و ساختاری یک پارچه دارند. بریکر نشتی جریان می تواند رخ دادن خطا یا وجود جریان باقی مانده را تشخیص داده و به صورت مستقیم مدار قدرت را قطع کند.

در اینجا ممکن است این سوال مطرح شود که تفاوت RCCB با RCD چیست؟ بریکر جریان باقی مانده یا RCCB یک دستگاه کامل و مجزا برای تشخیص و قطع جریان باقی مانده است. بریکر نشتی جریان یا جریان باقی مانده زیر مجموعه ی RCD بوده و نمی توان آن ها را با یکدیگر مقایسه کرد. جهت آشنایی با RCD ها مقاله ی دستگاه جریان باقیمانده یا RCD چیست را مطالعه کنید.

بریکر جریان باقی مانده یا RCCB در بازار به اشتباه، محافظ جان نامیده می شود. تاکید می شود که RCCB هیچ حفاظتی در برابر تماس مستقیم با دو هادی برقدار مانند فاز با نول یا فاز با فاز را به صورت همزمان نخواهد داشت. بریکر نشتی جریان یک حفاظت تکمیلی محسوب شده و می تواند خطای زمین یا جریان های نشتی را با دقت و حساسیت مناسب شناسایی کند. از این دستگاه با جریان عامل مناسب می توان به منظور حفاظت در برابر تماس مستقیم فقط با یک هادی برقدار استفاده کرد. به کار بردن اصطلاح محافظ جان در خصوص بریکر جریان باقی مانده غلط بوده و ممکن است باعث برداشت اشتباه توسط کاربر نهایی شود.

بریکر نشتی جریان فاقد بخش حفاظتی در برابر اضافه جریان مانند اتصال کوتاه و اضافه بار است. به عبارت دیگر هر RCCB به یک بریکر یا فیوز بالادست جهت حفاظت مدار در برابر خطاهای اضافه جریان نیاز دارد. در صورت نیاز به یک دستگاه واحد جهت حفاظت اضافه جریان و نشتی جریان می توان از RCBO استفاده کرد. تفاوت RCCB و RCBO عملکرد در برابر خطای اضافه جریان است. یک RCCB در برابر اتصال کوتاه و اضافه بار عملکردی نداشته ولی RCBO اینگونه نیست. RCBO یک بریکر کامل جهت حفاظت مدار در برابر اتصال کوتاه، اضافه بار و جریان باقی مانده است.
بریکر نشتی جریان ساختار یکپارچه داشته و ابعاد آن مانند بریکرهای مینیاتوری است. جریان نامی بریکرهای نشتی جریان محدود و تا 125 آمپر می باشد. بریکر نشتی جریان از نظر مدار داخلی، سیستم عملکرد، جریان نامی، میزان و نوع جریان عامل، زمان عملکرد، وابستگی مدار داخلی به ولتاژ و غیره در مدل های بسیار متنوعی ساخته می شود. صرف نظر از آیتم های فوق می توان بریکرهای نشتی جریان یا جریان باقی مانده را از نظر مدار قدرت به دو گروه تکفاز و سه فاز تقسیم کرد. هر یک از این بریکرها در مدارهای خاصی استفاده شده و باید بر اساس الزامات مشخصی انتخاب شوند. بریکرهای جریان باقی مانده تکفاز و سه فاز دارای بخش های دیگری مانند اهرم قطع و وصل، نمایشگر وضعیت کنتاکت، نمایشگر تریپ، شستی تست، محل نصب روی ریل استاندارد و غیره هستند.

تصویر 1بریکر نشتی جریان یا RCCB تکفاز و سه فاز

آنچه در این مقاله می خوانید−

RCCB چیست؟
- بریکر نشتی جریان تکفاز

بریکر نشتی جریان تکفاز

بریکر نشتی جریان یا بریکر جریان باقی مانده تکفاز با عبارت RCCB شناخته می شود. بریکرهای نشتی جریان تکفاز از نظر ابعاد، تعداد کنتاکت های قدرت، نوع کنتاکت های قدرت، عملکرد سیستم داخلی، جریان عامل و غیره بسیار متنوع هستند. انتخاب بریکر باید بر اساس الزامات و نیازمندی های مدار انجام شود. در ادامه برخی از پارامترهای مهم جهت انتخاب بریکر نشتی جریان تکفاز شرح داده شده است.

ابعاد و کنتاکت های بریکر نشتی جریان تکفاز

بریکرهای فشار ضعیف از نظر ابعاد و مشخصات الکتریکی به گروه های M.C.B، M.C.C.B و A.C.B تقسیم می شوند. کوچکترین بریکرهای فشار ضعیف با عنوان M.C.B یا بریکر مینیاتوری نام گذاری شده اند. بریکرهای مینیاتوری از نظر عملکرد در مدل های اضافه جریان، نشتی جریان، تشخیص آرک و ترکیبی ساخته می شوند. عرض هر ماژول یا هر واحد مینیاتوری حدود 18 میلی متر است. بریکر های نشتی جریان تکفاز به صورت تک ماژول و دو ماژول ساخته می شوند. بریکرهای تک ماژول دارای عرض 18 میلی متر بوده و اغلب به صورت ترکیبی یا RCBO هستند.

بریکرهای نشتی جریان تکفاز یا RCCB معمولا به صورت دو ماژول و با عرض حدود 36 میلی متر ساخته می شوند. این بریکرها دارای دو کنتاکت قدرت بوده و مدار را به صورت تمام قطبی قطع و وصل می کنند. کنتاکت های قدرت بریکر نشتی جریان تکفاز به صورت 2P و 1P+N مشخص می شود. در کاتالوگ برخی از بریکرها یا قطع کننده ها ممکن است با عبارت Solid Neutral مواجه شوید. این عبارت به معنی عدم قطع و وصل هادی نول بوده و در برخی RCBO ها دیده می شود. کنتاکت های فاز و نول از نظر ساختار با یکدیگر متفاوت هستند. طبق تصویر، کنتاکت نول در بسیاری از بریکرها و کلیدها دارای عملکرد وصل سریع و قطع با تاخیر است. با توجه به متفاوت بودن ساختار کنتاکت فاز و نول، حتما باید به اتصال صحیح پلاریته ی سیم ها توجه کنید.

تصویر 2 علامت کنتاکت نول در یک بریکر ترکیبی یا RCBO

در تصویر یک نمونه بریکر نشتی جریان تکفاز از برند اشنایدر و خانواده ی Acti9 ilD40 را مشاهده می کنید. این بریکر دارای 2 ترمینال ورودی و 2 ترمینال خروجی است. ترمینال های ورودی جهت اتصال سیم فاز و نول منبع بوده و دارای لیبل یا علامت مشخص هستند. در برخی بریکرها از عدد 1 و N جهت نمایش ورودی فاز و نول استفاده می شود. ترمینال های خروجی جهت تغذیه ی بار بوده و معمولا با عدد 2 و N نام گذاری می شوند.

ترمینال ورودی در این نمونه با کاور زرد رنگ مشخص شده است. تاکید می شود که اتصال صحیح ورودی و خروجی در بریکرها مخصوصا بریکرهای نشتی جریان بسیار مهم است. اتصال اشتباه ورودی و خروجی می تواند باعث صدمه ی جدی به بریکر شود. این نکته در بریکرهای نشتی جریان الکترونیک بسیار مهم تر از مدل های مغناطیسی است.

تصویر 3 بریکر نشتی جریان Acti9 ilD40 اشنایدر

دیاگرام الکتریکی بریکر نشتی جریان تکفاز یا RCCB

در ادامه دیاگرام الکتریکی بریکر نشتی جریان تکفاز را مشاهده می کنید. در این نماد، ترمینال های ورودی بریکر نشتی جریان تکفاز به دو کنتاکت قابل قطع تحت بار و جریان خطا متصل شده اند. توانایی قطع و وصل جریان خطا با علامت X روی کنتاکت ها مشخص می شود. خروجی این کنتاکت ها توسط دو سیم از داخل ترانس کوربالانس عبور می کند. با توجه به حساسیت بریکر نشتی جریان ممکن است هادی های فاز و نول چند دور روی هسته ی ترانس کوربالانس پیچیده شوند. تشخیص جریان باقی مانده در RCCB توسط کوربالانس و بر اساس اصل دیفرانسیل انجام می شود. در نماد این بریکر از عبارت Id به معنی واحد تشخیص جریان دیفرانسیل یا Differential Current استفاده شده است.

تصویر 4 نماد مداری بریکر نشتی جریان تکفاز

در دیاگرام زیر از یک خط صاف بعد از علامت X روی کنتاکت ها استفاده شده است. این عبارت به معنی قابلیت جداسازی یا Isolation است. به عبارت دیگر کنتاکت های قدرت قابلیت قطع و وصل جریان خطا را داشته و به عنوان جداکننده ی ایمن نیز استفاده می شوند.

تصویر 5 نماد بریکر نشتی جریان تکفاز به همراه اجزای داخلی

جهت مطالعه ده ها مقاله ی تخصصی دیگر، بخش مقالات تاسیسات الکتریکی فشار ضعیف را مشاهده کنید.

نمایشگر وضعیت کنتاکت و تریپ بریکر نشتی جریان تکفاز

بریکر نشتی جریان دارای یک اهرم برای قطع و وصل دستی کنتاکت های قدرت است. ماهیت RCCB به گونه ای است که نمی توان وضعیت کنتاکت های قدرت آن را به صورت مستقیم مشاهده کرد. به منظور مشخص کردن وضعیت کنتاکت های قدرت از عبارت های On و Off با رنگ های سبز و قرمز استفاده می شود. این اطلاعات روی اهرم چاپ شده و به خوبی قابل رویت هستند. برای وصل بریکر کافی است تا اهرم را به سمت بالا فشار دهید. با اینکار عبارت On و رنگ قرمز روی اهرم نمایش داده می شود. برای قطع بریکر به صورت دستی باید اهرم آن را به سمت پائین هدایت کنید. با این کار عبارت Off با رنگ سبز نمایش داده می شود. عبارت های On و Off به منظور نمایش وضعیت وصل یا قطع کنتاکت های قدرت بوده و اصطلاحا Contact position indicator نام دارد.

تصویر 6 بریکر نشتی جریان تکفاز اشنایدر سری Acti9 ilD

ارتباط اهرم قطع و وصل با کنتاکت های قدرت به صورت دو طرفه است. به عنوان مثال با قطع خودکار کنتاکت های قدرت بعلت رخ دادن خطا، وضعیت اهرم نیز به حالت خاموش باز می گردد. در این مکانیزم یک مشکل اساسی وجود دارد. نمایش دهنده ی وضعیت کنتاکت نمی تواند عملکرد دستی یا خودکار بریکر را تعیین کند. به عبارت دیگر با هردو حالت قطع بریکر توسط شخص یا عملکرد خودکار، اهرم به موقعیت خاموش بر خواهد گشت. به منظور مشخص کردن قطع دستی یا قطع خودکار بریکر از مکانیزم های دیگری کمک گرفته می شود.

اغلب RCCB ها دارای یک صفحه ی رنگی مستقل از اهرم با عنوان Trip indicator هستند. این نمایشگر بالا یا طرفین اهرم قطع و وصل بوده و دارای دو رنگ سفید و قرمز است. در صورت قطع و وصل دستی بریکر فقط رنگ سفید نمایش داده می شود. پس از عملکرد خودکار بریکر، رنگ سفید نمایشگر به قرمز تغییر می کند. رنگ قرمز نمایشگر به معنی عملکرد خودکار یا رخ دادن خطا در مدار است. با وصل بریکر وضعیت نمایش دهنده ی تریپ به حالت نرمال یعنی سفید باز می گردد.

سیم بندی و نصب بریکر نشتی جریان تکفاز

محل نصب بریکر نشتی جریان یا RCCB باید طبق طرح ارتینگ، تجهیزات حفاظت اضافه جریان و مدارهای پائین دست انتخاب شود. به منظور راه اندازی بریکر نشتی جریان باید سیم بندی آن را کامل و تست کنید. تاکید می شود که رعایت قطب بندی و ورودی-خروجی در بریکر نشتی جریان الزامی است. ترمینال نول در این بریکرها با حرف N و ترمینال فاز با L یا عدد مشخص می شود. عدد 1 یا IN به معنی ورودی و عدد 2 یا Out به معنی خروجی هستند. ورودی و خروجی ممکن است با عبارت یا علامت دیگر روی بدنه ی بریکر چاپ شده باشد. از بریکر نشتی جریان می توان به منظور حفاظت یک بار یا مجموعه ای از خروجی ها استفاده کرد. در ادامه چند روش متداول برای نصب RCCB شرح داده شده است. حفاظت اضافه جریان در نقشه ها نمایش داده نشده و باید بر اساس الزامات تعیین شوند.

در تصویر نحوه ی قرارگیری RCCB به ازای هر بار را مشاهده می کنید. این روش هزینه ی اولیه ی زیادی داشته ولی از قطع کل سیستم بعلت رخ دادن یک خطا جلوگیری می کند. عیب یابی در این طرح بسیار ساده بوده و نیازی به قطع دیگر خروجی ها یا باز کردن سیم ها ندارد. در صورت استفاده از RCBO تمام حفاظت ها از جمله اضافه بار، اتصال کوتاه و جریان باقی مانده پوشش داده می شود.

تصویر 7 نصب RCCB به ازای هر خروجی

به منظور کاهش هزینه ها می توان از یک RCCB جهت حفاظت جریان باقی مانده در چند خروجی استفاده کرد. این روش در منازل مسکونی بسیار متداول بوده ولی عیب یابی مدار را پیچیده می کند. در نظر داشته باشید که RCCB در این طرح باید بر اساس جریان نشتی مجاز کل سیستم انتخاب شود.

تصویر 8 نصب RCCB برای حفاظت تمام بارها

هنگام انتخاب یک بریکر نشتی جریان برای مجموعه ای از بارها باید به میزان جریان نشتی مجاز توجه کنید. توصیه شده که جریان نشتی نرمال مدار از 35 درصد میزان جریان عامل بریکر بیشتر نباشد. به عنوان مثال در حضور یک بریکر 30 میلی آمپری، حداکثر جریان باقی مانده ی مجاز حدود 10 میلی آمپر خواهد بود. به صورت کلی می توان به ازای هر 10 آمپر جریان نرمال، 2 میلی آمپر نشتی یا جریان باقی مانده نرمال در نظر گرفت. با توجه به این قانون، در یک مدار با جریان نرمال 100 آمپری ممکن است حدود 20 میلی آمپر جریان باقی مانده ی مجاز وجود داشته باشد. واضح است که در این حالت نمی توان از یک بریکر با جریان عامل 30 میلی آمپر استفاده کرد. همانطور که مشاهده می کنید20 میلی آمپر جریان باقی مانده ی مجاز مدار از 35 درصد جریان عامل RCCB بزرگتر است.

میزان جریان نشتی مجاز در سیستم های کامپیوتری و منابع تغذیه بیشتر خواهد بود. توصیه شده است که حداکثر 4 دستگاه کامپیوتر روی هر بریکر نشتی جریان قرار داده شود. در صورت بالا بودن جریان نشتی مجاز یا خصوصیات متفاوت بارها می توان مدار را به قسمت های کوچک تری تقسیم کرد. در تصویر استفاده از دو بریکر نشتی جریان برای دو گروه از بارها را مشاهده می کنید. در این حالت هر بریکر نشتی جریان می تواند مشخصات الکتریکی متفاوتی داشته باشد.

تصویر 9 استفاده از دو بریکر نشتی جریان برای بارهای مجزا

در صورت عدم نیاز تمام بارها به حفاظت جریان باقی مانده، می توان بریکر را در بخشی کوچکی از مدار قرار داد. در تصویر نحوه ی نصب بریکر جهت حفاظت چند خروجی از کل سیستم را مشاهده می کنید.

تصویر 10 استفاده از یک بریکر نشتی جریان برای حفاظت بخشی از مدار

ممکن است در مدار چند نوع RCCB با مشخصه های الکتریکی متفاوت و به صورت متوالی وجود داشته باشند. تصور کنید بخشی از مدار به حفاظت در برابر آتش سوزی الکتریکی نیاز داشته و برخی دیگر باید در برابر تماس مستقیم حفاظت شوند. در این روش می توان از RCCB های مناسب به صورت بالادست و پائین دست استفاده کرد. در تصویر نصب دو بریکر جریان باقی مانده در مدار را مشاهده می کنید.

تصویر 11 نصب بریکرهای جریان باقی مانده به صورت متوالی

تست بریکر نشتی جریان تکفاز

قبل از هرکاری مطمئن شوید که تست های الزامی در خصوص مدار انجام شده و کلیه ی بریکرها و کلیدها در وضعیت قطع هستند. توجه داشته باشید که تست عایقی یکی از آزمون های الزامی و قبل از برقدار کردن مدار است. جهت جلوگیری از صدمه به بریکرهای نشتی جریان باید تمام آن ها را قبل از تست عایقی از مدار خارج کنید.

پس از کنترل اتصال فاز و نول به ترمینال های صحیح و رعایت ورودی-خروجی می توانید بریکر یا فیوز بالادست RCCB را وصل کنید. پس از برقدار شدن مدار بالادست، بریکر نشتی جریان را وصل کنید. قطع و وصل بریکر توسط هندل یا اهرم روی آن انجام می شود. برای وصل بریکر نشتی جریان باید اهرم آن را به سمت بالا فشار دهید. وضعیت وصل بریکرهای نشتی جریان اغلب با عبارت ON مشخص می شود.

عدم عبور جریان یا عبور جریان برابر از هادی های فاز و نول هیچ ولتاژی در مدار ثانویه ی ترانس کوربالانس ایجاد نمی کند. نبود ولتاژ در مدار ثانویه ی ترانس به معنی نرمال بودن شرایط مدار و سطح عایقی مناسب آن است. در صورت نرمال بودن مدار، اهرم قطع و وصل بریکر در وضعیت On ثابت خواهد شد.

قبل از وصل بریکرهای پائین دست یا راه اندازی بارها باید سلامت RCCB تست شود. یکی از ساده ترین روش های تست بریکر نشتی جریان فشردن دکمه ی تعبیه شده روی آن است. دکمه ی تست بریکر نشتی جریان یک مقاومت را وارد مدار کرده و سیستم تریپ را تست می کند.

طبق تصویر، مسیر عبور جریان مقاومت خارج از ترانس کوربالانس بوده و باعث شبیه سازی رخ دادن جریان باقی مانده در مدار می شود. در نظر داشته باشید که دکمه ی تست روی بریکر جریان باقی مانده فقط در صورت برقدار بودن مدار با ولتاژ مجاز عمل می کند. با فشار دادن دکمه تست بریکر باید بلافاصله قطع شود. توصیه می شود از دستگاه های تست RCD استفاده کرده و عملکرد RCCB بر اساس جریان و زمان را اندازه گیری کنید. استفاده از دستگاه تست RCD هنگام راه اندازی و پس از تغییرات اساسی در مدار الزامی است.

تصویر 12 نحوه عملکرد مقاومت تست RCCB

پس از تست بریکر می توانید خروجی های پائین دست را وصل کرده و یا بارها را راه اندازی کنید. در صورت انتخاب صحیح نوع و میزان جریان عامل، نباید RCCB تریپ شود. یکی از نکته های مهم؛ کنترل عملکرد صحیح بریکر نشتی جریان به صورت دوره ای است. شرکت های سازنده توصیه کرده اند که دکمه تست روی بریکر نشتی جریان به صورت ماهانه فشار داده شود. این پروسه سلامت مکانیزم بریکر را مشخص می کند. تست دوره ای بریکر جریان باقی مانده با RCD تسترها بر اساس الزامات تعیین می شود. این تست ها با توجه به اهمیت تاسیسات ممکن است هر ساله یا چند سال یک بار انجام شوند.