کلید محافظ جان چیست | انواع آن و کاربردها

یکی از موارد اساسی که منجر به وقوع خسارت‌های مالی و صدمات جانی، به ویژه در مکان‌های مسکونی، اداری، تجاری و صنعتی می‌شود، عدم رعایت مسائل ایمنی در استفاده از انرژی برق است. به‌منظور حفاظت از جان افراد در برابر خطرات ناشی از برق‌گرفتگی و جلوگیری از رخداد خطرات جریان نشتی، از دستگاه‌های حفاظتی از برق‌گرفتگی و محافظ‌های جان استفاده می‌شود.

جریان نشتی به معنای عبور بخشی از جریان برق از مسیر اصلی برق به مسیری دیگر که نباید به آن دسترسی داشته باشد، اشاره دارد. این مسیر دیگر معمولاً بدن انسان یا سایر اشیاء می‌باشد. جریان نشتی از نظر ایمنی بسیار خطرناک است زیرا می‌تواند به شخصی نیز آسیب جسمی و جانی وارد کند.

کلید محافظ جان یک دستگاه ایمنی است که برای تشخیص جریان نشتی و قطع فوری تامین برق به مدار استفاده می‌شود. این دستگاه به صورت مداوم جریان برق ورودی و خروجی را مقایسه می‌کند. اگر تفاوت جریانی بین این دو نقطه (ورودی و خروجی) ایجاد شود، به عنوان جریان نشتی شناخته می‌شود و کلید محافظ جان به صورت فوری مدار را قطع می‌کند. این عملیات به جلوگیری از تماس انسان یا اشیاء با جریان نشتی و در نتیجه جلوگیری از آسیب‌های جانی و جسمی کمک می‌کند.

به عنوان یک نکته مهم، کلید محافظ جان تنها به تشخیص جریان نشتی محدود می‌شود و نمی‌تواند جریان اضافه بار یا اتصال کوتاه را تشخیص دهد. برای حفاظت کامل از مدارهای برق و جلوگیری از خطرات دیگر، مانند اتصال کوتاه یا بار اضافه، از سایر دستگاه‌های ایمنی و محافظ مداری نیز استفاده می‌شود.

کلید محافظ جان چیست

کلید محافظ جان یک تجهیز الکتریکی است که به منظور حفاظت از انسان‌ها و تجهیزات الکتریکی در برابر جریان نشتی و برق گرفتگی طراحی شده است. این کلید به عنوان یکی از عناصر حیاتی در سیستم‌های الکتریکی برقراری ایمنی و جلوگیری از خسارات جانی و مالی از جمله بروز آتش‌سوزی از اثر جریان نشتی، عمل می‌کند.

کلید محافظ جان (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:

1. محافظت انسان در برابر تماس مستقیم با قطعات الکتریکی (حساسیت ۳۰ میلی‌آمپر)
2. محافظت قطعات الکتریکی در برابر خطر آتش‌سوزی (حساسیت ۳۰۰ میلی‌آمپر)

به عبارت دیگر، کلید محافظ جان به عنوان یک وسیله مهم در حفاظت از انسان‌ها و تجهیزات الکتریکی در برابر خطرات برق گرفتگی و آتش‌سوزی در سیستم‌های برقی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

محافظ جان چطور کار می کند؟

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.

کلید محافظ جان 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:

1. 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.
2. 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

کلید محافظ جان بدون ارت عمل می کند؟

کلید محافظ جان بر اساس اختلاف جریان فاز و نول در مدار عمل می‌کند و برای حفاظت از انسان‌ها در برابر برق‌گرفتگی طراحی شده است. این کلید به طور کلی با حساسیت ۳۰ میلی آمپری برای تشخیص جریان نشتی عمل می‌کند. اما ممکن است در برخی موارد، میزان جریان نشتی که از طریق بدنۀ دستگاه به زمین منتقل می‌شود، کمتر از حساسیت کلید باشد، در نتیجه کلید ممکن است مدار را قطع نکند.

به عنوان مثال، اگر شخص در مداری که کلید محافظ جان نصب شده است، از بدنه دستگاه به زمین بلافاصله متصل نشده باشد، کلید نمی‌تواند جریان نشتی را تشخیص دهد و در نتیجه مدار را قطع نمی‌کند. در این حالت، شخص ممکن است دچار برق‌گرفتگی شود.

بنابراین، وجود اتصال به زمین در مداری که کلید محافظ جان در آن استفاده می‌شود، ضروری است. این اتصال به زمین امکان فعال شدن کلید را فراهم می‌کند و در صورت وقوع جریان نشتی، کلید مدار را قطع می‌کند تا از خطر برق‌گرفتگی حفاظت شود. در مکان‌هایی که امکان ایجاد اتصال به زمین وجود ندارد، خطر برق‌گرفتگی وجود دارد و باید از روش‌های دیگری برای حفاظت در برابر اتصال غیر مستقیم به برق اقدام شود.

کلید محافظ جان را چگونه عیب یابی کنیم

استفاده از کلیدهای تست می‌تواند برای بررسی صحت و کارکرد صحیح محافظ جان استفاده شود. در صورتی که محافظ جان در مدار حامل جریان قرار داشته باشد، هنگامی که کلید تست فشار داده می‌شود، می‌بایست مدار فوراً قطع شود. این اقدام نشان می‌دهد که کلید به درستی کار می‌کند. همچنین، برای عیب‌یابی محافظ جان، دو روش دیگر نیز وجود دارد:

۱. در روش اول، از دکمه تست روی کلید استفاده می‌شود. این به این معناست که هنگامی که کلید برقدار باشد، با فشردن دکمه تست، می‌بایست کلید به صورت تست قطع شود.

۲. در روش دوم، یک لامپ ۱۰۰ واتی با فاز خارجی کلید و نول وارد شده به کلید روشن می‌شود. در این حالت، کلید باید به طور فوری قطع شود؛ در غیر این صورت، کلید به درستی عمل نمی‌کند.

استفاده از کلیدهای محافظ جان دارای مزایای دیگری نیز است. این کلیدها جلوگیری از بروز آتش‌سوزی در اثر وجود جریان نشتی را دارند. با توجه به اینکه جریان حتی ۰.۵ آمپری می‌تواند باعث آتش‌سوزی شود، کلیدهای محافظ جان با تشخیص جریان نشتی و قطع جریان ورودی، از وقوع آتش‌سوزی جلوگیری می‌کنند و منبع تغذیه را در چند میلی‌ثانیه قطع می‌کنند.

همچنین، با توجه به اینکه در صورت وجود جریان نشتی در بدنه وسایل برقی یا سیستم سیم‌کشی ساختمان، این جریان به مرور زمان افزایش می‌یابد و ممکن است منجر به آسیب و خرابی وسایل برقی و سیستم سیم‌کشی ساختمان شود، استفاده از کلیدهای حفاظت از خطر برق‌گرفتگی، با کاهش هدر رفتن انرژی الکتریکی و برق مصرفی، به نفع اقتصاد و حفظ منابع ملی نیز می‌آید.

نکات مهم در نصب محافظ جان

نکات مهمی در نصب محافظ جان و استفاده از آن وجود دارند:

۱. استفاده به عنوان حفاظت ثانویه: محافظ جان یک سیستم حفاظت ثانویه است و باید در کنار دیگر وسایل حفاظتی مانند کلیدهای مینیاتوری (MCB) استفاده شود. این کلیدها به تکمیل یکدیگر می‌پردازند تا حفاظت کاملی از سیستم ایجاد شود.

۲. محل نصب: محافظ جان باید در مکان مناسبی نصب شود. معمولاً در تابلوی برق به عنوان بخشی از توزیع نیرو استفاده می‌شود. مواظب باشید که کلید در محل مناسب نصب شود تا عملکرد صحیح داشته باشد.

۳. جریان نشتی: محافظ جان باید در مداری که جریان نشتی ممکن است ایجاد شود نصب شود. این معمولاً در قسمت‌هایی از سیستم برق مانند تجهیزات برقی یا مکان‌هایی که احتمال برق‌گرفتگی وجود دارد، صورت می‌گیرد.

۴. سیم‌کشی: باید مطمئن شوید که سیم‌کشی به درستی انجام شده و نقشه‌های الکتریکی رعایت شده‌اند. همچنین، اتصال نمیانیزی به نول (زمین) باید به درستی انجام شود.

۵. استفاده در سیستم‌های TN-S: محافظ جان باید در سیستم‌های TN-S استفاده شود و نباید در سیستم‌های دیگر نظیر TN-C استفاده گردد.

۶. تعداد محافظ جان: اگر چندین محافظ جان در یک تابلو برق نصب می‌شوند، باید شینه نول (زمین) هر یک جدا باشد تا جریان گردشی در نول مشکل ایجاد نکند.

۷. استفاده به عنوان حفاظت در برابر تماس غیرمستقیم: در صورت استفاده از محافظ جان به عنوان حفاظت در برابر تماس غیرمستقیم با برق (مثلاً اگر اشیاء برق‌دار به دستگاه وصل شده باشند)، محافظ جان باید در مدت زمان کمتر از ۲۰۰ میلی‌ثانیه عملکرد قطع را داشته باشد.

این نکات کاربردی به نصب و استفاده از محافظ جان کمک می‌کنند تا حفاظت از افراد و تجهیزات الکتریکی به بهترین شکل انجام شود و خطرات برق‌گرفتگی و آتش‌سوزی به حداقل ممکن رسانده شود.

مزایای استفاده از کلید محافظ جان

استفاده از کلید محافظ جان در یک مدار دارای مزایای بسیاری است:

1. 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.
2. 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.
3. صرفه جویی در انرژی: کلید محافظ جان 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.

کنتاکت کمکی محافظ جان

کنتاکت کمکی (Auxiliary Contact) محافظ جان، یک لوازم جانبی در سیستم حفاظت الکتریکی است که برای نظارت بر وضعیت قطع یا وصل بودن محافظ جان استفاده می‌شود. این کنتاکت کمکی در محافظ جان نصب می‌شود و معمولاً با نام اختصاری IOF شناخته می‌شود.

کنتاکت کمکی OF می‌تواند دو وضعیت اصلی داشته باشد: باز و بسته. وضعیت باز به معنای قطع بودن محافظ جان و وضعیت بسته به معنای وصل بودن محافظ جان است. این کنتاکت کمکی به مانیتورینگ و کنترل محافظ جان کمک می‌کند و می‌توان از آن برای ایجاد سیگنال‌های کنترلی یا اطلاع رسانی در مورد وضعیت محافظ جان استفاده کرد.

کنتاکت کمکی OF بیشتر بر روی محافظ جان‌هایی که دارای قدرت قطع بالاتری هستند (معمولاً ۱۰ کیلو آمپر یا بالاتر) نصب می‌شود. این محافظ جان‌ها عمدتاً در مکان‌هایی با مصرف برق بالا یا صنعتی استفاده می‌شوند و اطلاعات در مورد وضعیت آن‌ها برای کنترل و مانیتورینگ اهمیت دارد.

کنتاکت کمکی IOF در مدار کارکرد حفاظتی کلید محافظ جان تأثیری ندارد و عملکرد حفاظتی آن را تغییر نمی‌دهد. اصلی‌ترین وظیفه آن نظارت بر وضعیت محافظ جان و ارسال اطلاعات مربوط به وضعیت آن به سیستم‌های کنترل و مانیتورینگ است.

کنتاکت کمکی OF به صورت فیزیکی به دستۀ کنتاکت محافظ جان متصل می‌شود و می‌تواند به عنوان یک ابزار ارتباطی برای مانیتورینگ و کنترل استفاده شود.