کلید های نشت جریان RCD در انواع مختلف به جهت قطع نشتی جریان در مدارات الکتریکی به کار برده میشوند. همانطور که میدانیم یک جریان بسیار کوچک در حد ۳۰ میلی‌آمپر می تواند برای انسان خطرناک باشد، لذا برای مرتفع نمودن این مشکل ناگزیر به استفاده از کلید های محافظ جان یا کلید های نشتی جریان می باشیم.
همانطور که ذکر شد نام دیگر کلید محافظ جان، کلید نشتی جریان است، در یک ساختمان مسکونی این نشتی‌ها بیشتر در وسایل و ابزارهای برقی که دارای موتور الکتریکی هستند اتفاق می‌افتد. چون در داخل این موتورها، سیم پیچ وجود دارد و اگر روکش این سیم پیچ‌ها بر اثر ضربه‌های شدید یا داغ شدن کنده یا نازک شود. یا از طریق سیم پیچی نامناسب القای الکتریکی روی بدنه موتور صورت گیرد، یا یکی ازسیم های داخل موتور قطع شود و با بدنه موتور تماس پیدا کند. در این حالت‌ها برق وارد بدنه موتور میشود و از طریق بدنه فلزی موتور وارد بدنه فلزی دستگاه میشود.مانند زمان هایی که به بدنه یک یخچال یا ماشین لباسشویی دست میزنید و احساس برقگرفتگی خفیف می شود، این مورد به خاطر همین نشتی جریان اتفاق افتاده است.
یک جریان بسیار کوچک در حد ۳۰ میلی‌آمپر می تواند برای انسان خطرناک باشد، پس کلید مینیاتوری قرار است نشتی بالای 30 میلی آمپر را تشخیص دهد.
این کلید ها در دو نوع تک و سه فاز و در انواع مختلفی همچون (RCBO) و(RCCB) وجود دارند.
- طبق مقررات جدید برق ساختمان نصب کلید نشت جریان RCD در جعبه فیوز منازل مسکونی و اداری الزامی شده است.
بررسی کلیدهای(RCD)
- مکانیزم عملکرد و محاسبه
اساس کار یک کلید نشت جریان به این صورت است که جریان خروجی از سیم فاز را با جریان ورودی از سیم نول مقایسه میکند و اگر این دو مقدار با هم برابر نباشند نشت جریان متوجه میشود که جریان برق در قسمتی از مسیر نشتی پیدا کرده است، و اگر این جریان نشتی بیشتر از حساسیت نشت جریان (معمولاً ۳۰ میلی آمپر) باشد، کلید عمل می کند و مدار را قطع می کند.
البته حساسیت تمام نشت جریان‌ها ۳۰ میلی آمپر نیست و نشت جریان‌هایی در بازار هست که روی ۱۰ و ۲۰ و ۱۰۰ و ۳۰۰ و…. میلی آمپر هم عمل می کنند، ولی مقررات برق ساختمان، نشت جریان ۳۰ میلی آمپر را پیشنهاد می کند.
کلید نشت جریان به صورت تفاضلی جریان را اندازه گیری می کند. خصوصیات خوب این نوع کلیدها، سرعت عملکرد بالا می باشد.
در ایالات متحده و کانادا، با عنوان یک مدار قطع کننده خطای زمین GFC، قطع کننده خطای زمین GF و یا یک قطع کننده جریان نشتی لوازم خانگی ALC شناخته شده است. در استرالیا گاهی اوقات به عنوان سوئیچ ایمنی و یا RCD شناخته شده و در انگلستان گردشی(trips) و یا سوئیچ گردشی (trip switches) نام گذاری شده است. یک کلید نشت جریان دائم بر جریان مدار نظارت دارد و در صورت بروز نشتی جریان، مدار را قطع می کند.
- در مبحث سیزدهم مقررات ملی استفاده از کلید نشت جریان در ساختمان فاقد هادی حفاظتی ممنوع است و مدار باید الزاما دارای هادی حفاظتی باشد.
اینفوگرافی نحوه عملکرد کلید نشتی جریان RCD
در مورد RCDها تصورات اشتباهی وجود دارد که از جمله آن‌ها این است که با نصب این تجهیز میتوان افراد را بصورت کامل در برابر برق گرفتگی محافظت نمود چرا که در شرایط برق گرفتگی این تجهیز جریان عبوری از بدن فرد را به ۳۰ میلی آمپر محدود میکند و فرد محافظت می شود در حالی که این تصور کلا غلط است، RCDها محدود کننده جریان نیستند (ولی مدت زمان عبور جریان را محدود می‌کنند) و استفاده از RCD با جریان نامی ۳۰ میلی آمپر به این معنی نیست که جریان خطا به ۳۰ میلی آمپر محدود میشود (بلکه عملا این کلید جریان‌های بیشتر از ۱۵۰ میلی آمپر را در مدت زمان حداکثر ۴۰ میلی ثانیه قطع میکند).
اگرچه این تجهیز در حفاظت تماس غیر مستقیم و مستقیم نقش مهمی دارد، ولی در بسیاری از خطا‌ها عملکردی نداشته و نمی تواند ضامن امنیت افراد باشد، این تجهیز به هیچ وجه جایگزین همبندی اصلی نبوده و نمی‌توان با نصب آن از همبندی اصلی صرف نظر کرد. مورد دیگر اینکه در سیستم TN-C-S اجرا یا عدم اجرای الکترود زمین در ساختمان نقشی در کارکرد این تجهیز ندارد.
یک نمونه از کلید نشت جریان RCD
اصول حاکم بر کلید نشت جریان RCD
کلید نشت جریان مدار آن به گونه‌ای ساخته شده است که در هر لحظه مقدار جریان ورودی و خروجی مدار مقایسه میشود. هرگاه این دو جریان با هم مساوی نباشد، جریان پسماند که اساساً اختلاف بین دو جریان است، مدار را برای قطع / خاموش کردن فعال میکند. این کار بسیار ساده و مبتنی بر قانون جریان کیرشهف است، یعنی جریان ورودی در یک مدار باید برابر با جریان خروجی آن مدار باشد. این کلید قدرت به گونه‌ای ساخته شده که هر زمان که خطایی رخ دهد، تعادل جریان خط و خنثی بهم می‌خورد (عدم تعادل اتفاق می‌افتد، زیرا جریان خطا مسیر زمینی دیگری برای جریان پیدا میکند.)
اصول حاکم بر کار کلید قدرت جریان پسماند
اصل کار اصلی در ترانسفورماتور چنبره‌ای نشان داده شده در شکل فوق حاوی سه سیم پیچ است. دو سیم‌پیچ به نام سیم پیچ اولیه (که حاوی جریان خط است) و سیم‌پیچ ثانویه (که حاوی جریان خنثی است) شار‌های برابر و خلاف جهت هم ایجاد می‌کنند. در زمان وقوع هرگونه خطایی هر دو جریان تغییر می‌یابند و شاری نامتعادل ایجاد می‌گردد که باعث ایجاد جریان تفاضلی می‌گردد که از طریق سیم‌پیچ سوم شارش می‌یابد.ترانسفورماتور چنبره‌ای، سیم‌پیچ حسگر و رله با هم به عنوان دستگاه جریان پسماند RCD شناخته میشود.